CN107333529A - 蓝莓采摘装置及系统 - Google Patents

Abstract

一种蓝莓采摘装置及系统，属于农用机械领域。蓝莓采摘装置包括：行走机构、导向机构以及采摘机构。行走机构可沿纵向和横向运动。导向机构连接于行走机构，且可实现升降和转向运动。采摘机构连接导向机构，且具有采摘器。采摘器通过刮动件和支撑件进行采摘作业。本发明提供的蓝莓采摘装置能够替代粗放式的手工作业采摘蓝莓，从而提高采摘效率，降低生产成本、缩短蓝莓制品的生产周期。

Description

蓝莓采摘装置及系统

技术领域

本发明涉及农用机械领域，具体而言，涉及一种蓝莓采摘装置及系统。

背景技术

蓝莓是一种小型浆果。其果实呈蓝色，且色泽美丽、果肉细腻、甜酸适口，且具有香爽宜人的香气，为鲜食佳品。蓝莓果实的可食率为100％，且含有丰富的营养成分。此外，其具有抗氧化活性高的优点。因此，蓝莓具有防止脑神经老化、保护视力、强心、抗癌、软化血管、增强人机体免疫等功能。由于蓝莓富含花青素，具有活化视网膜功效，可以强化视力，防止眼球疲劳，预防近视。

蓝莓素有“浆果之王”的美誉。并且随着对其研究的深入，蓝莓已经被广泛应用于食品、化妆品、保健品等领域。

蓝莓是一种经济作物，是国际消费市场上长期处于供不应求的状态。蓝莓采摘是高度劳动密集型的操作，且目前采摘蓝莓多是由人力手工采摘完成。由于采摘速度慢，并且对采摘工人的技艺要求相对较高，因而，采摘成本急剧上涨。一个熟练的采摘工人的日均采摘量也不多几十斤。

在一些蓝莓主产区，部分采摘工人也在使用简单的工具辅助进行采摘作业。例如，将利用叉形的钢叉，但是，这会导致采摘过程中的蓝莓大量损失。当前，蓝莓采摘成本占蓝莓生产成本的比例一直居高不下。

人工采摘效率低下，而蓝莓采摘作业的季节性强，成熟期短，劳动强度大，不及时采摘成熟果实就会掉落，造成损失；因此在蓝莓果实成熟时期要投用大量的人力进行蓝莓果实采摘；所以实现蓝莓收获的机械化变得越来越迫切。

发明内容

在本发明的第一方面，提供了一种蓝莓采摘装置，可提高蓝莓采摘效率，降低采摘成本，有利于降低下游蓝莓制品的价格。

在本发明的第二方面，提供了一种蓝莓采摘系统，可实现高效采摘蓝莓。

本发明是这样实现的：

一种蓝莓采摘装置，包括：

行走机构，行走机构包括本体、发动机、轮组；发动机设置于本体，轮组包括分别独立地由发动机驱动的第一动轮和第二动轮，第一动轮由发动机驱动使本体沿纵向运动，第二动轮由发动机驱动使本体沿横向运动；

设置于本体的导向机构，导向机构包括转向器和升降器，转向器连接至本体，升降器连接至转向器、且与转向器同步转动，转向器的转动平面与升降器的升降平面相互垂直，升降器具有执行独立于转向器的转动运动而进行升降运动的动作部；

采摘机构，采摘机构包括可曲张的机械手臂、采摘器，机械手臂的一端与动作部连接，机械手臂的另一端与采摘器连接，采摘器包括刮动件、支撑件以及连接至机械手臂的爪柄，刮动件以可转动的方式连接至爪柄，支撑件以邻近刮动件的方式连接至爪柄，爪柄连接于机械手臂。

在较佳的一个示例中，第一动轮和第二动轮均为履带轮。

在较佳的一个示例中，第一动轮和第二动轮均为三角履带轮。

在较佳的一个示例中，行走机构还包括多个挡泥板，多个挡泥板安装于本体、且分别对应于第一动轮和第二动轮。

在较佳的一个示例中，挡泥板为弧形。

在较佳的一个示例中，行走机构定义有相对的近地侧和远地侧，轮组安装于本体且位于近地侧，弧形的挡泥板由近地侧向远地侧凹陷。

在较佳的一个示例中，弧形的挡泥板包括相互铰接的稳定部和调整部，稳定部和调整部均安装于本体。

在较佳的一个示例中，刮动件为圆柱形、且外表面形成有球形凸块，球形凸块表面设置针状的凸刺，支撑件为流苏状。

在较佳的一个示例中，球形凸块、凸刺以及支撑件均由硅胶制作而成。

一种蓝莓采摘系统，包括如前述的蓝莓采摘装置。

上述方案的有益效果：本发明实施例提供的蓝莓采摘装置用于采摘蓝莓可以部分、甚至完全替代现有的人工手动采摘作业方式，从而极大地解放劳动力，进而提高蓝莓制品的生产效率、降低蓝莓制品的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的蓝莓采摘装置中的行走机构和导向机构连接的结构示意图；

图2示出了图1中蓝莓采摘装置的行走机构的结构示意图；

图3示出了图1中蓝莓采摘装置的采摘机构的结构示意图；

图4示出了图3中采摘机构的采摘器的结构示意图。

图标：100-蓝莓采摘装置；101-行走机构；102-导向机构；201-转向器；202-升降器；111-本体；112-第一动轮；113-第二动轮；400-采摘机构；401-机械手臂；402-采摘器；501-爪柄；505-罩壳；504-罩腔；502-刮动件；503-支撑件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

参阅图1至图4。

本实施例提供了一种蓝莓采摘装置100。其可以用于进行高效蓝莓采摘。

如图1至图4所示，蓝莓采摘装置100包括：行走机构101、导向机构102以及采摘机构400。

行走机构101、导向机构102以及采摘机构400配合形成可以执行自动化采摘作业的设备。蓝莓采摘装置100可以由人工控制进行蓝莓采摘，例如通过远程控制进行采摘，从而更好地方便蓝莓采收工作。

行走机构101是作为蓝莓采摘装置100的主要受力体被提供，其主要为其他各个构件、运动副提供支撑和连接的着力点。其次，行走机构101还可以使蓝莓采摘装置100具有可以移动的特点，从而可大面积采摘蓝莓提供方便。

行走机构101的实现方式有多种，本发明中，行走机构101有如下结构特征。

行走机构101包括本体111、发动机、轮组。

其中，本体111可以被构造成行走机构101的机架，以提供各部件安装空间。

发动机设置于本体111，具体可以通过螺栓连接的方式被固定在本体111，以便在适当的时候可拆除或更换。作为一种优选的方案，本体111设置封闭的安装空间，发动机位于安装空间内，并且与限定安装空间的围壁连接。

其中，发动机可以是各种发明人已知的动力机械，如电动机、内燃机、外燃机等等。当采用不同的发动机时，本领域技术人员可以知道如何以适当的方式将其安装于本体111，本发明中不对其做具体限定。

其中，轮组设置于本体111，且受发动机驱动。蓝莓采摘装置100设置由发动机驱动的轮组以实现行走运动，从而连续地采摘蓝莓。在采摘作业时，需要调整蓝莓采摘装置100的位置时，可以通过轮组进行移动。

如图2所示，轮组包括第一动轮112和第二动轮113。第一动轮112和第二动轮113由发动机驱动以实现运动。其中，第一动轮112由发动机驱动使本体111沿纵向运动，第二动轮113由发动机驱动使本体111沿横向运动。所述的纵向运动和横向运动是基于蓝莓采摘装置100当前的运动方向而定，其具有相对的概念，即当定义第一动轮112的驱动方向为纵向时，第二动轮113的驱动方向则为横向；反之亦然。

基于蓝莓采摘装置100的运动方向的多样性考虑，第一动轮112和第二动轮113是分别独立地由发动机驱动的。换言之，第一动轮112的运动独立于第二动轮113，第一动轮112的运动不受第二动轮113的运动限制。例如，可以是第一动轮112运动，而第二动轮113停止，或者第二动轮113运动，而第一动轮112停止。

需要说明的是，本发明中所述的第一动轮112和第二动轮113是分别独立地由发动机驱动的，并不限定和排除第一动轮112和第二动轮113两者之间的配合运动的实现方式。即，第一动轮112和第二动轮113也可以由配合机构作为媒介以实现两者联动。

本发明中，第一动轮112和第二动轮113的独立运动是指，两者的运动速度、时间、方向是分别独立的，并且可以通过其他机构来控制进行实现配合，以便使蓝莓采摘装置100能够更加灵活、自由地进行运动。

在本发明的一些示例中，第一动轮112和第二动轮113均为三角履带轮。当然，第一动轮112、第二动轮113还可以选择为橡胶轮等其他方式。

进一步地，行走机构101还可以根据实际的需求设置多个挡泥板。基于蓝莓种植场合的现状考虑，设置挡泥板可以避免行走机构101因污泥或杂物等而失效的情况发生。

多个挡泥板(图未示)安装于本体111、且分别对应于第一动轮112和第二动轮113。

为便于对挡泥板进行描述，行走机构101定义有相对的近地侧和远地侧。所述的近地侧和远地侧是以蓝莓采摘装置100的通常工作状态下进行确定的。即，蓝莓采摘装置100运行于蓝莓种植场，并且以行走机构101的轮组接触地面行驶时的状态下，本体111靠近地面的一侧为近地侧，本体111远离地面的一侧为远地侧。

基于前述的近地侧和远地侧的定义，轮组安装于本体111且位于近地侧，且挡泥板被设置为弧形。作为一种具体的实现方式，弧形的挡泥板由近地侧向远地侧凹陷。

进一步地，弧形的挡泥板还可以设置为可调节的分体结构。具体而言，一种可选的方案是，挡泥板包括相互铰接的稳定部和调整部。稳定部和调整部均安装于本体111。调整部可以相对于稳定部转动，从而使得调整部具有不同的相对于地面的倾斜角度，从而实现调整部与第一动轮112和第二动轮113，三角履带之间的间隙，以便达到更好的杂物和污泥阻挡效果。

发动机的工作时间等工作参数以及轮组的工作方式均可以通过设置在蓝莓采摘装置100的控制按键来实现，当然，也可以通过远程操控的方式来实现。进一步地，远程控制设备可以设置用户交互界面以便实现更高效和直观的控制。更进一步地，远程控制设备可以根据蓝莓种植区以及发动机和轮组的特定，定制多个预设的工作模式，以便使得操控更简便，从而也可以降低使用难度和使用成本。

其中，导向机构102主要以作为控制采摘机构400的位置而被提供。导向机构102安装在本体111，并且随着行走机构101的运动而实现运动。由于导向机构102亦驱动采摘机构400运动作用，因此，采摘机构400可以通过参与并执行多个运动，即行走机构101的运动以及导向机构102的运动。

基于前述机构特征，采摘机构400可以实现更加复杂和灵活多变的运动，从而更易于实现针对蓝莓植株的特定，进行空间位置调控。

导向机构102包括转向器201和升降器202，因此，导向机构102可以提供和输出两种运动模式，即转动和平动，并且转动由转向器201实现，平动由升降器202实现。转向器201和升降器202可同时运动也可以分别在不同的时期运动。

其中，转向器201连接至本体111，升降器202连接至转向器201。本发明实施例中，转向器201可以是由电机驱动的转盘、转台等，可根据具体的要求适当选择使用。升降器202与转向器201同步转动，换言之，升降器202作升降运动时，也同时采取转向器201输出的旋转运动。当然，升降器202未进行升降运动时，其也可随着转向器201的旋转而同时进行旋转运动。

较佳地，本发明实施例中，转向器201的转动平面与升降器202的升降平面相互垂直，更具体而言，一种可选的方式是，转动器在水平面进行旋转，升降器202在竖直方向进行升降。

升降器202的一种实现方式是：升降器202设置有导轨和动作部。其中，导轨沿竖直方向固定设置，且以一端连接至转向器201(如转台)、另一端在竖直的方向远离转向器201并延伸适当长度。动作部执行独立于转向器201的转动运动而进行升降运动。并且，采摘机构400连接至动作部，并且随着动作部的运动而进行运动。

其中，采摘机构400是蓝莓采摘装置100的主要工部件之一，其直接实现了蓝莓的采摘动作。

如图3所示，具体地，采摘机构400包括可曲张的机械手臂401、采摘器402。

机械手臂401的一端与升降器202的动作部连接，机械手臂401的另一端与采摘器402连接。机械手臂401具有多个可相互运动的子段组成，以便实现机械手臂401的伸长或缩短，且设置有减速机使伸长和缩短以相对较缓慢的方式来实现，以免降低可操作性，同时还能够减小对蓝莓果实的磕碰损伤。

参见图4，采摘器402包括刮动件502、支撑件503以及连接至机械手臂401的爪柄501。

其中，爪柄501连接于机械手臂401。刮动件502以可转动的方式连接至爪柄501。例如，爪柄501设置相对布置的两个支撑部，刮动件502的两端连接在前述的两个支撑部之间，并且其中一个端部连接旋转电机的输出轴。支撑件503以邻近刮动件502的方式连接至爪柄501。支撑件503与刮动件502相互邻近，但间隔适当的距离，支撑件503与刮动件502共同地限定一个工作区域，以便使刮动件502可有效地作用于蓝莓果实，并使蓝莓果实被采摘。

较佳地，刮动件502为圆柱形、且外表面形成有球形凸块，球形凸块表面设置针状的凸刺，支撑件503为流苏状。更优选地，球形凸块、针刺以及支撑件503均采用软质材料制作而成，例如，橡胶、硅胶。

优选地，基于前述的蓝莓采摘装置100，本发明实施例还提供了一种蓝莓采摘系统。

进一步地，采摘器402还包括罩壳505，罩壳505具有罩腔504。罩壳505连接在爪柄501上，并且罩腔504指向刮动件502。罩腔504是呈开口状的腔室，刮动件502旋转刮落的蓝莓可被罩壳505的罩腔504收纳，并且随着刮动件502与爪柄501之间的空隙经过支撑件503而被导向滑落至收集装置(图未示)。

在一些示例中，罩壳505为弧形板，罩腔504由弧形面限定，从而更易于引导进入罩腔504的蓝莓的运动路径和方向。

较佳地，刮动件502与爪柄501之间的空隙被设置为可调，例如通过远程遥控的方式实现调节。

蓝莓采摘系统包括电源保障装置、蓝莓存储装置。其中，电源保障装置用于向蓝莓采摘装置100中的各用电设备提供稳定的电能，并与相应的用电设备电连接。蓝莓存储装置由输送车和储存斗组成。输送车与蓝莓采摘装置100中的行走机构101同步行驶，并保持相对静止状态，而储存斗可接受由蓝莓采摘装置100采摘的蓝莓，并及时、快速地运送至目的地，以便进行储藏和后续加工处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓝莓采摘装置，其特征在于，包括：

行走机构，所述行走机构包括本体、发动机、轮组；所述发动机设置于所述本体，所述轮组包括分别独立地由所述发动机驱动的第一动轮和第二动轮，所述第一动轮由所述发动机驱动使所述本体沿纵向运动，所述第二动轮由所述发动机驱动使所述本体沿横向运动；

设置于所述本体的导向机构，所述导向机构包括转向器和升降器，所述转向器连接至所述本体，所述升降器连接至所述转向器、且与所述转向器同步转动，所述转向器的转动平面与所述升降器的升降平面相互垂直，所述升降器具有执行独立于所述转向器的转动运动而进行升降运动的动作部；

采摘机构，所述采摘机构包括采摘器和可曲张的机械手臂，所述机械手臂的一端与所述动作部连接，所述机械手臂的另一端与所述采摘器连接，所述采摘器包括刮动件、支撑件以及连接至所述机械手臂的爪柄，所述刮动件以可转动的方式连接至所述爪柄，所述支撑件以邻近所述刮动件的方式连接至所述爪柄，所述爪柄连接于所述机械手臂。

2.根据权利要求1所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，所述第一动轮和所述第二动轮均为履带轮。

3.根据权利要求2所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，所述第一动轮和所述第二动轮均为三角履带轮。

4.根据权利要求1所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，所述行走机构还包括多个挡泥板，所述多个挡泥板安装于所述本体、且分别对应于所述所述第一动轮和所述第二动轮。

5.根据权利要求4所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，所述挡泥板为弧形。

6.根据权利要求5所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，所述行走机构定义有相对的近地侧和远地侧，所述轮组安装于所述本体且位于所述近地侧，弧形的所述挡泥板由所述近地侧向所述远地侧凹陷。

7.根据权利要求6所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，弧形的所述挡泥板包括相互铰接的稳定部和调整部，所述稳定部和所述调整部均安装于所述本体。

8.根据权利要求1所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，所述刮动件为圆柱形、且外表面形成有球形凸块，所述球形凸块表面设置针状的凸刺，所述支撑件为流苏状。

9.根据权利要求8所述的蓝莓采摘装置，其特征在于，所述球形凸块、所述凸刺以及所述支撑件均由硅胶制作而成。

10.一种蓝莓采摘系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的蓝莓采摘装置。