本發(fā)明涉及種子采集，具體為一種林木種子采集裝置及其采集方法。

背景技術(shù)：

1、在林木培育工作中，種子的高效獲取是后續(xù)育苗、造林及種質(zhì)資源保存的前提與基礎(chǔ)，然而，當前的種子采收作業(yè)在很大程度上仍依賴于人工作業(yè)模式，作業(yè)人員通常需要借助修枝剪、鐮刀加長手柄或簡易竹竿等傳統(tǒng)工具，在林木枝干間進行近距離的鉤取、敲擊或剪切，這種作業(yè)方式不僅勞動強度大、安全隱患多，而且受制于操作者體能、經(jīng)驗及天氣窗口，單位時間內(nèi)的采集量有限，整體作業(yè)效率難以提升，無法滿足規(guī)模化、標準化的現(xiàn)代林業(yè)生產(chǎn)需求，另一方面，雖然部分大型機械化采收設(shè)備在平原或人工林場有所應用，但其龐大的體積、僵化的作業(yè)軌跡以及對平整道路的依賴，使其難以適應山地、丘陵等復雜林區(qū)多變的地形環(huán)境與零散分布的林木資源，因此，如何在確保對林木及其種子最小化損傷的前提下，發(fā)展適用于非結(jié)構(gòu)化自然林地、兼具輕量化、智能化與高效化特征的自動化采集技術(shù)，已成為林業(yè)裝備領(lǐng)域一個亟待突破的重要課題。

2、中國發(fā)明專利申請cn114711027a公開了一種除雜功能的林木種子采集裝置，該設(shè)備中的采集頭沿著三角形的引導軌道移動，能夠?qū)α帜痉N子進行搖晃、拉扯、刮取等多種取種方式，且通過電機驅(qū)動，節(jié)省人力，效率高，且采集頭在移動的過程中也會使得采集槽水平往復移動，而移動的過程中采集槽上下振動，采集槽頂部的第一篩板能夠篩去較大雜質(zhì)，采集槽底部的第二篩板能夠篩掉小型雜質(zhì)。

3、然而，上述結(jié)構(gòu)中的采集頭需沿固定的三角形引導軌道做強制軌跡運動，這種運動方式雖能實現(xiàn)搖晃、拉扯等多種動作，但其運動路徑與幅度受軌道形狀嚴格制約，難以針對不同樹種、不同果序形態(tài)及種子著生位置進行靈活、精準的適應性調(diào)整，其采集動作本質(zhì)上是軌道驅(qū)動下的被動循環(huán)，對種子果柄的撥動或刮取缺乏獨立、可控的針對性施力，可能造成作用力方向與種子脫落所需的最佳受力方向不符，從而導致剝離效率不穩(wěn)定或?qū)渲Ξa(chǎn)生不必要的刮傷，此外，收集槽在水平移動時因凸塊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的上下振動，其振動幅度與頻率與采集頭的軌道運動間接耦合，無法獨立優(yōu)化，可能導致篩選強度與種子下落節(jié)奏不匹配，影響除雜即時性與效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種林木種子采集裝置及其采集方法，解決了背景技術(shù)提出的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種林木種子采集裝置，包括基座、機械臂以及安裝于機械臂末端的支架，還包括v型斗，固定于支架上端，其兩側(cè)均設(shè)有傳動箱；篩網(wǎng)，安裝于v型斗上方；撥動桿，對稱設(shè)于篩網(wǎng)上方，其兩端均固定有第一連接桿，所述第一連接桿另一端延伸至傳動箱內(nèi)并固定有第一齒輪；所述傳動箱內(nèi)對稱固定有與第一齒輪嚙合的第一齒條，且傳動箱內(nèi)沿豎向滑動連接有升降架，升降架兩端與第一齒輪軸部轉(zhuǎn)動連接；所述傳動箱內(nèi)設(shè)有傳動組件，用于驅(qū)動篩網(wǎng)晃動并同時驅(qū)動升降架往復升降，以使撥動桿向下?lián)軇印?/p>

3、進一步地，兩組所述傳動箱之間轉(zhuǎn)動安裝有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸共兩組，其上固定有第二連接桿，所述第二連接桿另一端與篩網(wǎng)底部鉸接。

4、進一步地，所述傳動組件包括齒輪箱，固定于其中一個傳動箱內(nèi)部，其輸出端設(shè)有與升降架螺紋連接的絲桿；活動桿，其一端固定于齒輪箱輸入端，另一端固定連接有第一銷軸；第一導向架，固定于其中一個轉(zhuǎn)軸外側(cè)，其上設(shè)有與第一銷軸滑動連接的通槽。

5、進一步地，所述齒輪箱輸入端還固定套設(shè)有第一帶輪，所述傳動箱內(nèi)轉(zhuǎn)動安裝有第二帶輪，所述第二帶輪與第一帶輪之間設(shè)有傳動帶。

6、進一步地，所述傳動組件還包括：馬達，固定于其中一個傳動箱內(nèi)，其輸出端設(shè)有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸另一端固定有轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤靠近邊緣處安裝有第二銷軸；升降板，沿豎向滑動連接于傳動箱內(nèi)部，其上端安裝有第二導向架，所述第二導向架內(nèi)側(cè)設(shè)有與第二銷軸適配的溝槽；所述升降板一側(cè)安裝有第二齒條，所述第二帶輪軸部固定有與第二齒條嚙合的第二齒輪。

7、進一步地，所述傳動箱上端設(shè)有槽口，且傳動箱內(nèi)壁設(shè)有滑槽，所述升降架一側(cè)固定有與滑槽滑動連接的滑塊。

8、進一步地，所述機械臂末端固定有伺服電機，所述伺服電機用于驅(qū)動支架轉(zhuǎn)動以使篩網(wǎng)處于水平位置。

9、進一步地，所述v型斗內(nèi)底部對稱安裝有斜板，且v型斗下端安裝有收集管。

10、進一步地，所述基座上表面固定有與收集管連通的收集箱，所述收集箱內(nèi)滑動安裝有收集盒，且收集箱上端設(shè)有負壓風機。

11、一種林木種子采集方法，適用于所述的一種林木種子采集裝置，包括如下步驟：

12、s1、通過機械臂調(diào)節(jié)v型斗至指定位置；

13、s2、通過傳動組件驅(qū)動篩網(wǎng)晃動并同時驅(qū)動升降架往復升降，以使撥動桿向下?lián)軇樱狗N子掉落至篩網(wǎng)上進行篩選除雜；

14、s3、啟動負壓風機，使篩選后的種子通過收集管進入收集盒內(nèi)部，實現(xiàn)種子收集。

15、本發(fā)明具有以下有益效果：

16、（1）該林木種子采集裝置及其采集方法，通過撥動桿與篩網(wǎng)的協(xié)同，實現(xiàn)了林木種子的無損采集與篩選一體化作業(yè)。撥動桿在傳動組件的精確控制下進行往復擺動，提供足夠的動能使種子從母體脫落；篩網(wǎng)通過平行四邊形連桿機構(gòu)實現(xiàn)平穩(wěn)晃動，在種子下落過程中即時完成篩選除雜，大大提高了采集種子的純凈度；提升了作業(yè)效率，避免了傳統(tǒng)方式中先采集后篩選的煩瑣流程。

17、（2）該林木種子采集裝置及其采集方法，通過一個馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)盤，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為升降板的直線往復運動。進而通過第二齒條與第二齒輪的嚙合驅(qū)動第二帶輪正反轉(zhuǎn)，并最終將單一動力源分解并同步傳遞至撥動桿與篩網(wǎng)，不僅大幅簡化了動力系統(tǒng)與控制系統(tǒng)，降低了制造成本與能耗，更重要的是確保了撥動桿的每一次收攏撥動與篩網(wǎng)的對應晃動在相位與頻率上嚴格匹配，形成“撥落即篩”的高效節(jié)拍。

18、（3）該林木種子采集裝置及其采集方法，通過第一齒條固定、第一齒輪隨升降架運動而嚙合轉(zhuǎn)動的形式，將撥動桿的擺動樞軸的直線運動與撥動桿自身的角度變化關(guān)聯(lián)，使得撥動桿的張合角度與運動速度可通過絲桿的轉(zhuǎn)動規(guī)律進行精確的控制，這意味著可以通過調(diào)整齒輪箱內(nèi)部的傳動比，在不改變馬達轉(zhuǎn)速的前提下，靈活改變撥動桿的擺動頻率與幅度，從而輕松適配從輕柔撥落到快速振打等多種采集模式，以應對不同成熟度、不同果柄韌性的林木種子采集需求，極大地拓寬了裝置的樹種適用范圍與采集工藝可調(diào)性。

19、（4）該林木種子采集裝置及其采集方法，篩網(wǎng)采用v字型結(jié)構(gòu)，篩選后的種子可沿其內(nèi)壁自然滑落至v型斗中，v型斗內(nèi)部設(shè)置的斜板進一步引導種子流向收集管，配合負壓風機的抽吸作用，加速種子進入收集盒，這種階梯式的收集通道設(shè)計有效防止了種子堆積和堵塞，確保了采集過程的連續(xù)性和高效性，同時，封閉式的收集過程避免了種子的二次污染和散落。

20、（5）該林木種子采集裝置及其采集方法，通過齒輪箱、齒條、帶輪等多級傳動機構(gòu)配合，實現(xiàn)了撥動桿擺動與篩網(wǎng)晃動的同步驅(qū)動，升降架在絲桿驅(qū)動下進行往復升降運動，帶動第一齒輪沿第一齒條滾動，從而精確控制撥動桿的開合角度和擺動幅度，同時，通過馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)盤帶動升降板上下運動，經(jīng)由齒條齒輪傳動使篩網(wǎng)產(chǎn)生規(guī)律性晃動，確保了兩個主要工作部件動作的協(xié)調(diào)一致，簡化了控制復雜程度，提高了設(shè)備運行的可靠性。

21、當然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。