一种林木采种设备及其使用方法

技术领域

本发明涉及林木采种技术领域，具体是指一种林木采种设备及其使用方法。

背景技术

林木种子采集是造林的重要环节，包括选择采种母树、测定种实产量和确定采种期，以及选用适宜的方法和采种工具。目前的采种机具较少，多采用手工操作简单的工具，如高枝剪、剪枝剪、采种镰、竹竿以及种钩等工具，使用此工具不仅效率低而且人工劳动强度高，由于多数林木为较高的乔木，工作人员需要攀爬到高处完成种子采集，危险性高，利用竹竿等工具时，其抬升高度有限，也因为较高的高度，长杆结构稳定性差容易摇晃，稳定性差，需要极高的熟练度才能够完成种子的采集，并且长时间举起工具，极容易造成疲劳，降低种子采集效率，工具整体长度长，无法进行折叠收纳，不方便在林地穿行，不方便携带使用。因此，本发明提供一种林木采种设备及其使用方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种林木采种设备及其使用方法，以解决上述长杆工具稳定性差不易采种、人工攀爬林木危险性高和工具不方便移动使用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种林木采种设备，包括：

设备主体，其中，所述设备主体包括开口向上的收纳箱，所述收纳箱外部底端两侧前后均固定连接有移动轮，所述收纳箱内部后侧上端转动连接有开口向上的支座；

抬升机构，所述抬升机构设置于支座内部；

其中，所述抬升机构包括分别设置于支座内部两侧的下抬升体和上抬升体，所述下抬升体底端同支座固定连接，所述下抬升体和上抬升体包括从外至内依次设置相互滑动连接的外管体、抬升管一、抬升管二和内抬升管，所述外管体底端固定连接有支板，所述内抬升管内部设置有配合其使用的控制机构；

林木固定机构，所述林木固定机构设置于抬升机构后侧；

其中，所述林木固定机构包括设置于抬升机构后侧三个上下均匀分布的后固定板，所述后固定板为半环形结构，所述后固定板前侧设置有配合其使用半环形的前固定板，所述外管体和内抬升管外部后端中间的位置均固定连接有连块，所述连块后端同前固定板固定连接，所述外管体、抬升管一和抬升管二后壁上均开设有配合连块使用的槽口结构，所述后固定板和前固定板一侧通过设置有转动结构连接；

所述后固定板和前固定板远离转动结构的一侧通过设置有锁固结构连接，所述后固定板和前固定板相互靠近的一端均固定连接有三个上下均匀分布的弧支板，下侧所述弧支板顶端两侧设置有弧形的加固板，所述后固定板和前固定板之间两侧和前后侧均设置有同弧支板转动连接的转动杆，所述转动杆固定插接于加固板的一端，所述加固板连接转动杆的另一端转动连接有万向导轮；

采种机构，所述采种机构设置于上抬升体顶端；

其中，所述采种机构包括设置于上抬升体顶端的采种支板，所述采种支板底端固定连接有内部为螺纹结构的连接筒，所述内抬升管外部顶端设置有配合连接筒使用的螺纹结构，所述采种支板顶端前侧转动连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆外部下端套接有导环，所述导环后侧转动连接有电动推杆，所述电动推杆后端同采种支板顶端后侧转动连接，所述电动伸缩杆顶部伸缩端处固定连接有向前倾斜的采种刮刀；

回收机构，所述回收机构设置于抬升机构和采种机构前侧；

其中，所述回收机构包括转动连接于电动伸缩杆顶部伸缩端前侧的伸缩软管，所述伸缩软管顶部为斗形结构，所述收纳箱内部底端位于支座前侧的位置固定连接有L形的导出管，所述伸缩软管外部下端转动连接有螺纹帽，所述螺纹帽下端同导出管顶端转动连接，所述导出管底端后侧固定连接有缓冲软垫。

作为改进，所述控制机构包括设置于内抬升管内部中心处的内螺杆，所述内螺杆下端同抬升管一底端通过螺纹结构连接，所述内螺杆外部套接有同其滑动连接的中螺纹管，所述中螺纹管下端同抬升管二底端通过螺纹结构连接，所述中螺纹管外部套接有同其滑动连接的外螺纹管，所述外螺纹管同内抬升管内部下端通过螺纹结构连接，所述支板顶端中心处固定连接有电机，所述电机顶端转动端同内螺杆底端固定连接。

作为改进，所述中螺纹管和外螺纹管底端均固定连接有截面为L形的限位环板，所述抬升管一和抬升管二底面均开设有配合限位环板使用的限位环槽。

作为改进，所述转动杆上端固定套接有齿轮，上侧所述加固板下侧设置有同齿轮齿合的齿板，所述齿板为半环形结构，上侧所述加固板一侧开设有弧形的移动孔，所述齿板顶端固定连接有插接于移动孔内部的控制杆，所述控制杆顶端通过螺纹结构连接有紧固帽。

作为改进，所述齿板相互一端固定连接有连接插块，所述齿板内部另一端开设有配合连接插块使用的连接插槽。

作为改进，所述转动结构包括固定连接于前固定板一端的转动支块，所述后固定板一端开设有配合转动支块使用的转动卡槽结构，所述转动支块中心处固定插接有转动柱，所述转动柱顶端和底端同后固定板转动连接。

作为改进，所述锁固结构包括固定连接于后固定板一侧的锁固块，所述锁固块下侧设置有同前固定板固定连接的下锁固板，所述锁固块内部中心处开设有开口向下的安装槽，所述安装槽内部下端设置有插接于下锁固板的锁芯，所述下锁固板上开设有配合锁芯使用的导孔结构，所述下锁固板导孔结构内部一端固定连接有锁块，所述锁芯内部一侧开设有配合锁块使用的导槽，所述导槽一侧设置有配合锁块使用的锁槽。

作为改进，所述锁芯顶端固定连接有导杆，所述导杆顶端延伸至锁固块外部上侧并固定套接有按压帽，所述按压帽内部设置有套接于导杆的弹簧，所述弹簧顶端和底端同按压帽和锁固块固定连接。

一种林木采种设备使用方法，包括以下步骤：

S1、移动设备，推动收纳箱移动至需要采种的林木旁，将支座向上转动°后停止，然后将收纳箱内部的螺纹帽连接到导出管的顶部进行固定，向后转动后固定板打开前固定板后侧的空间，将前固定板卡合在林木上；

S2、设备固定，闭合后固定板，按动按压帽，控制锁芯进入下锁固板内部并转动°固定，控制顶部的控制杆顺着移动孔移动，控制加固板和万向导轮对林木树干进行固定，同时旋紧紧固帽加固；

S3、抬升控制，根据林木的高度控制抬升高度，启动下抬升体内部的电机，控制内螺杆、中螺纹管和外螺纹管转动，进而驱动抬升管一、抬升管二和内抬升管向上移动，完成抬升工作，抬升的同时通过万向导轮的设置，林木固定机构和上抬升体跟随上升，若高度达到要求即可停止抬升，进行采种，若高度未达到要求，启动上抬升体内部的电机，继续进行抬升；

S4、采集回收，抬升到要求高度后，根据需要采种的林木枝干角度，启动电动推杆顶推，利用导环牵引电动伸缩杆向前倾斜达到需要角度，启动电动伸缩杆伸长，带动采种刮刀将林木枝干上的球果等种子取下，掉落的种子进入下侧的伸缩软管，受到底部缓冲软垫的缓冲保护，从导出管导出完成种子采集回收。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明设备包括抬升机构和林木固定机构，林木固定机构能够将抬升机构等组件依附固定在林木树干上，对抬升机构以及采种机构提供稳定性支撑，确保采种稳定性和效率，同时设置的下抬升体和上抬升体能够极大的提升设备整体抬升高度，适应于高度较高的乔木进行使用，避免人工攀爬所造成的危险，此外，本发明设置的设备主体能够将其上部设置的抬升机构、林木固定机构以及采种机构进行转动收纳，借助底部移动轮的控制更方便在林地穿行，方便携带使用。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图。

图2是本发明的左视剖面示意图。

图3是本发明的主视剖面示意图。

图4是本发明的下抬升体和上抬升体立体剖面放大图。

图5是本发明的林木固定机构俯视放大图。

图6是本发明的A方向剖面放大图。

图7是本发明的B方向剖面放大图。

图8是本发明的锁固结构剖面示意图。

图9是本发明的C的放大图。

如图所示：1、设备主体；101、收纳箱；102、移动轮；103、支座；2、抬升机构；201、下抬升体；202、上抬升体；203、外管体；204、抬升管一；205、抬升管二；206、内抬升管；207、支板；208、控制机构；209、内螺杆；210、中螺纹管；211、外螺纹管；212、电机；213、限位环板；214、限位环槽；3、林木固定机构；301、后固定板；302、前固定板；303、连块；304、转动结构；305、锁固结构；306、弧支板；307、加固板；308、转动杆；309、万向导轮；310、齿轮；311、齿板；312、移动孔；313、控制杆；314、紧固帽；315、连接插块；316、连接插槽；317、转动支块；318、转动柱；319、锁固块；320、下锁固板；321、安装槽；322、锁芯；323、锁块；324、导槽；325、锁槽；326、导杆；327、按压帽；328、弹簧；4、采种机构；401、采种支板；402、连接筒；403、电动伸缩杆；404、导环；405、电动推杆；406、采种刮刀；5、回收机构；501、伸缩软管；502、导出管；503、螺纹帽；504、缓冲软垫。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明公开了一种林木采种设备，包括设备主体1、抬升机构2、林木固定机构3、采种机构4和回收机构5。

参考附图1-附图3，设备主体1包括承载所有组件的收纳箱101，收纳箱101为开口向上的箱体，具备一定的体积容纳顶部的组件，其外部底端两侧前后端均设置了移动轮102，方便控制整个设备进行移动，可选的，根据具体使用情况，可在收纳箱101的外部前端加装拖拽把手，更为方便的控制整个设备的移动，在收纳箱101内部后端上侧转动连接设置支座103，支座103两端可通过设置阻尼转轴实现与收纳箱101之间的转动连接，支座103的作用是承接和安装抬升和采种相关组件，并提供整体的旋转收纳控制。

参考附图1-附图4，抬升机构2包括设置在支座103内部两侧的下抬升体201和上抬升体202，通过下抬升体201和上抬升体202的组合，实现两级抬升功能，提升整体的抬升高度，为了实现稳定的抬升功能，下抬升体201和上抬升体202包括设置在最外部的外管体203，外管体203的底端固定连接设置支板207，为结构底部提供支撑，同时下抬升体201底部的支板207同支座103内部底端固定连接。

其中，为实现抬升功能，本申请在外管体203内部依次设置了抬升管一204、抬升管二205和内抬升管206，为了避免相互进行干扰，外管体203、抬升管一204、抬升管二205和内抬升管206之间滑动连接，可通过在外管体203、抬升管一204和抬升管二205内壁设置限位槽结构，在抬升管一204、抬升管二205和内抬升管206外部添加限位条块结构实现限位滑动结构，同时此结构能够有效避免各组件分离，在内抬升管206内部中心处设置内螺杆209，内螺杆209外部依次套接设置中螺纹管210和外螺纹管211，内螺杆209、中螺纹管210和外螺纹管211之间同样滑动连接，可采用同上述相同的结构实现功能。

内螺杆209的底部同抬升管一204的底端螺纹结构连接，中螺纹管210的底端同抬升管二205的底端螺纹结构连接，内抬升管206下端同外螺纹管211下端螺纹结构连接，在支板207顶端固定设置电机212驱动内螺杆209进行转动，即可实现抬升管一204、抬升管二205和内抬升管206向上抬升的功能，为进一步确保稳定性，避免设备之间脱节，本发明还在中螺纹管210和外螺纹管211底端加设限位环板213，配合抬升管一204和抬升管二205底面开设的限位环槽214进行连接，起到有效的限制作用。

参考附图1-附图9，林木固定机构3包括半环形的后固定板301和前固定板302，后固定板301和前固定板302能够拼合成一个圆环结构，利用此结构能够实现设备卡合在树干上进行固定的功能，为实现后固定板301和前固定板302之间的转动连接，在前固定板302一端固定设置转动支块317，并在后固定板301的一侧开设与转动支块317相匹配的槽口结构，在转动支块317中心处固定插接设置转动柱318，利用转动柱318实现同后固定板301之间的转动连接。

其中，在完成后固定板301和前固定板302的转动拼合后，需要将其固定为一个环状结构，以实现对林木树干的固定，本申请在后固定板301和前固定板302设置转动结构304的另一侧设置锁固结构305，锁固结构305包括上部连接在后固定板301上的锁固块319以及下部连接在前固定板302上的下锁固板320，在锁固块319内部下端开设开口向下的安装槽321，并在安装槽321内部设置锁芯322，锁芯322下端可插接到下锁固板320上，下锁固板320上开设与其相互匹配的导孔结构，在锁芯322下端一侧开设有U形的导槽324，依次匹配在下锁固板320导孔结构内部一侧固定设置的锁块323，锁块323在滑动控制下能够正常进入导槽324内部，为实现有效的锁固功能，在导槽324一侧开设弧形的锁槽325，通过锁芯322的转动，能够引导锁块323进入锁槽325内部完成锁固效果。

可选的，为实现对于锁芯322的控制，可在锁芯322的顶端固定连接设置导杆326，导杆326的顶端延伸至锁固块319的上侧并套接设置按压帽327，按压帽327的内径大于导杆326自身的直径，同时导杆326的顶端同按压帽327内部顶端固定连接，在导杆326的顶端套接设置弹簧328，弹簧328顶端和底端分别同按压帽327内部顶面和锁固块319顶端固定连接，通过此结构可直接控制锁芯322的运行，方便实现锁固结构305的直接控制。

此外，为保证对于林木树干的固定，同时让整个林木固定机构3能够依附树干的情况下上下移动，本申请在外管体203和内抬升管206外部后端中间的位置处固定设置了连块303连接到前固定板302上，以此实现后侧林木固定机构3的控制，同时为了保证不对连块303的移动造成阻碍，本申请在外管体203后壁上端和抬升管二205后壁上端均开设槽口结构，同时下抬升体201上内抬升管206以及上抬升体202上外管体203上设置的连块均连接在中间位置前固定板302上，上下侧的连块303分别连接在上下侧前固定板302上，确保在下抬升体201运行时上抬升体202能够跟随移动。

其中，为确保对林木树干的加固效果和上下活动性，本申请在前固定板302和后固定板301相互靠近的一端固定设置了三个上下均匀分布的弧支板306，弧支板306的作用是安装和支撑其内部相关控制组件，在下侧弧支板306顶端两侧均设置了弧形的加固板307，在前固定板302和后固定板301之间两端和前后端的位置均设置转动杆308，转动杆308同弧支板306之间转动连接，将加固板307的一侧固定套接在转动杆308上，即可实现加固板307的转动控制性，利用加固板307的转动，能够适应不同粗细的林木树干进行加固，在加固板307连接转动杆308的另一端转动连接设置万向导轮309，万向导轮309的转动特性能够让整个设备跟随树干进行转动，进而控制设备对林木不同角度位置进行采种，同时也能够方便整个林木固定机构3跟随抬升机构2上下移动。

为实现对于加固板307的转动控制，本申请在转动杆的顶部固定套接设置齿轮310，并在上侧的弧支板306下侧设置同齿轮310齿合的齿板311，齿板311为半环形结构，在前固定板302和后固定板301上均有设置，两块齿板311能够拼合成一个环形结构，在前固定板302和后固定板301进行拼合时，齿板311也需要进行组合，因此在齿板311的两端分为别设置了连接插块315和连接插槽316方便连接和分离，为了实现对于齿板311的连接和控制，齿板311的厚度同中间弧支板306和上侧弧支板306的间距相同，利用此间距约束齿板311，并在齿板311的顶端固定设置控制杆313，在上侧弧支板306开设弧形的匹配齿板311转动轨迹的移动孔312，从外部利用控制杆313可直接控制齿板311的转动，在转动固定完成后，利用顶部螺纹连接的紧固帽314旋紧进行加固即可，可替换的，可在移动孔312内部设置拉伸弹簧连接到其内壁和控制杆313上，利用拉伸弹簧的反作用力实现固定，可减少操作流程完成固定效果。

参考附图1-附图3，采种机构4包括设置在上抬升体202顶端的采种支板401，为方便采种支板401的固定连接，其底部设置连接筒402，连接筒402内部设置有同上侧内抬升管206顶部相互匹配连接的螺纹结构，实现相互连接和固定，在采种支板401的顶端前侧转动连接设置电动伸缩杆403，电动伸缩杆403顶部伸缩端固定设置采种刮刀406，利用电动伸缩杆403顶推至林木树干分枝上，控制采种刮刀406推进完成采种操控，由于林木树干分枝位置不同，因此需要能够实现电动伸缩杆403伸缩的角度才能够实现采种功能，在电动伸缩杆403的外部下端套接设置导环404，在采种支板401的顶端后侧转动连接设置电动推杆405，电动推杆405的伸缩端同导环404转动连接，利用此结构，在电动推杆405顶推时，即可带动导环404移动进而控制电动伸缩杆403完成角度的调整，实现林木的定点采种功能。

参考附图1-附图2，回收机构5能够实现采集的种子向下引导并回收的功能，回收机构5主要包括转动连接在电动伸缩杆403伸缩端前侧的伸缩软管501，伸缩软管501能够跟随抬升机构2的抬升而拉长，适应不同高度的林木采种，伸缩软管501的顶部设置为斗形结构，扩大入口，确保采集的种子能够准确的进入伸缩软管501的内部，在收纳箱101内部底端固定连接设置L形的导出管502，导出管502内部后端固定设置倾斜的缓冲软垫504，避免高度较高时种子摔落而破碎，确保种子的完整度，为实现有效的引导作用，需要保证伸缩软管501下端和导出管502顶端的连接，在伸缩软管501的下端转动连接设置螺纹帽503，利用螺纹帽503的螺纹结构实现导出管502的固定连接。

本发明一种林木采种设备使用方法，包括以下步骤：

第一步，将整个设备移动至选定需要进行采集的林木位置，通过底部设置的移动轮102可推动整个设备移动，在具体使用时，可在收纳箱101上加装握把方便对设备的移动进行操控，在移动到采种林木的位置处需要完成林木和设备的连接，在未完全贴近林木时，将支座103以及其上安装的组件向上转动90°，将各个组件同收纳箱101进行分离，解除锁固结构305的连接，然后将后固定板301向后转动，将前固定板302的后侧空间完全打开。

第二步，将前固定板302完全卡合在林木的树干上，然后控制后固定板301向前转动，完成拼合，按动按压帽327，即可将锁芯322推动穿过下锁固板320，然后通过按压帽327旋转带动锁芯322旋转，将锁块323送入到锁槽325内部完成固定，同时控制顶部的控制杆313顺着移动孔312移动，直到加固板307和万向导轮309贴合林木树干表面进行压固，旋紧紧固帽314进行加固即可，完成林木固定机构3的固定。

第三步，根据不同的林木高度需要控制抬升机构2抬升到树冠的位置进行采种，对于较为低矮的林木，仅需要控制下侧的下抬升体201运行即可达到指定高度，对于较高的林木，可在运行下抬升体201达到限制高度后控制上抬升体202运行继续抬升达到指定高度，通过控制支板207顶端的电机即可驱动内部的内螺杆209转动，内螺杆209的转动会同时带动外部的中螺纹管210和外螺纹管211转动，由于螺纹结构的连接控制，在受到外部固定的外管体203滑动连接的限制无法转动的情况下，抬升管一204、抬升管二205和内抬升管206受到内螺杆209、中螺纹管210和外螺纹管211转动控制向上移动，实现抬升功能的控制。

第四步，在实现抬升高度的控制后，最后进行林木的采种控制，控制下侧的螺纹帽503连接到导出管502上进行固定，根据不同的采种角度和位置，启动电动推杆405调整前侧电动伸缩杆403的朝向和角度，然后运行电动伸缩杆403带动采种刮刀406向前推进，将林木的种子刮取下来，掉落的种子进入到伸缩软管501内部，然后通过缓冲软垫504的缓冲保护下从导出管502内部排出，用户可通过在收纳箱101内部加设回收袋等组件完成种子的回收处理，在一个方向采集完成后可通过移动轮102的控制以及林木固定机构3的约束，跟随林木树干转动调整角度，再次进行采集，完成稳定的林木采种处理。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。