CN107743765A - 一种菠萝采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种菠萝采摘装置，包括主架，主架上安装有驱动机构、夹紧机构以及压力感应调节机构；驱动机构包括依次驱动连接的步进电机、丝杆、丝杆螺母、推杆、连接片以及球铰；压力感应调节机构包括压力感应器和控制器，二者电信号连接，且控制器与步进电机控制连接；步进电机的输出轴与丝杆驱动连接；丝杆螺母与所述丝杆通过螺纹连接；推杆与丝杆螺母法兰连接；连接片连接推杆与球铰；球铰与夹紧机构驱动连接。本发明能够保护采摘人员，提高了采摘效率，同时保护了菠萝果实的完整性，减少了坏果的产生率。

Description

一种菠萝采摘装置

技术领域

本发明涉及果蔬采摘工具技术领域，具体涉及一种菠萝采摘装置。

背景技术

菠萝作为著名的热带水果，因营养丰富、品质优异、香气诱人而深受人们喜爱，其需求量在不断增大。然而菠萝的采摘却是一项繁重的工作。

菠萝采摘是菠萝产品生产链中最费力、最耗时的环节之一，采摘作业季节性强、耗时费力、费用高，因此保证菠萝适时采收、降低收获作业费用是果农增收的重要途径。由于菠萝采摘的复杂性，我国采摘自动化程度仍然很低，目前基本上都是人工进行，其费用约占成本的50％～70％，由于菠萝特殊生长结构，大面积全机械化采摘严重损害菠萝的生长，因此目前国内的菠萝采摘大多数还是依靠人工采摘，机械化程度较低。但菠萝叶片十分坚硬，表面有很多芒刺，人工采摘很容易造成采摘人员手部受伤，严重影响采摘效率。

为了保护采摘人员，现有技术中已有各种改进方案。例如，中国专利文件CN205694358U公开了一种结构简单、操作方便的菠萝采摘机械手，以解决人工采摘菠萝时采摘人员易受伤的问题；类似的，中国专利文件CN201504423U公开了一种能够抓取和拧离的菠萝采摘机械手爪。综合分析上述各种方案发现，这些方案尽管在一定程度上提高了工作效率，降低对采摘人员的损伤，但却没有考虑到兼顾对菠萝果实的保护，因而易导致坏果产生率比较高的问题。

因此，现有技术需要进一步发展及改进。

发明内容

为解决现有的菠萝采摘机械手不能兼顾对采摘人员及菠萝果实的保护的问题，本发明公开了一种菠萝采摘装置，以实现在保护采摘人员的同时兼顾对菠萝果实保护。

一种菠萝采摘装置，包括主架，所述主架上安装有相互连接的驱动机构和夹紧机构；主架上还安装有压力感应调节机构；所述驱动机构包括依次驱动连接的步进电机、丝杆、丝杆螺母、推杆、连接片以及球铰；所述压力感应调节机构包括压力感应器和控制器，二者电信号连接，且所述控制器与所述步进电机控制连接；所述步进电机的输出轴与所述丝杆驱动连接；所述丝杆螺母与所述丝杆通过螺纹连接；所述推杆与所述丝杆螺母法兰连接，其在驱动下可沿所述丝杆的轴向方向运动；所述连接片连接所述推杆与球铰；所述球铰与所述夹紧机构驱动连接，其可驱动所述夹紧机构进行夹紧或松开动作；所述压力感应器安装在所述夹紧机构上以检测夹紧压力值并反馈至所述控制器。

进一步方案中，所述夹紧机构包括夹爪、夹片以及弹簧；所述球铰与所述夹爪驱动连接；所述弹簧弹性连接在所述夹爪和夹片之间，所述压力感应器安装在所述夹片上。

进一步方案中，所述夹紧机构包括相对设置的两组夹紧组件，每一组夹紧组件均包括夹爪、夹片以及弹簧。

进一步方案中，所述球铰和连接片对应设置有两个；两个连接片的一端同时与所述推杆连接，另一端分别与一个球铰连接；两个球铰分别与一组夹紧组件中的夹爪驱动连接。

进一步方案中，两组夹紧组件对称设置。

进一步方案中，所述主架上还安装有电机机架；所述步进电机安装在电机机架上。

本发明公开的菠萝采摘装置能够在步进电机、丝杆、丝杆螺母、推杆、连接片以及球铰对夹紧机构的驱动作用下实现对菠萝果实的采摘，保护了采摘人员免受菠萝叶片表面芒刺扎伤，且提高了采摘效率；同时，可监控夹紧机构对菠萝果实的夹紧压力值，在压力值超限时可由控制器控制步进电机停止对夹紧机构的夹紧驱动，从而保护了菠萝果实的完整性，减少了坏果的产生率。该装置结构简单，操作方便，效率高，并且便于制造，可以广泛应用菠萝园中摘取工作。

附图说明

图1是实施例公开的一种菠萝采摘装置的平面结构示意图。

图2是实施例公开的一种菠萝采摘装置的立体结构示意图。

图中：10-主架，11-步进电机，12-丝杆，14-推杆，15-连接片，16-球铰，17-电机机架，21-夹爪，22-夹片，23-弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1-2，实施例公开的一种菠萝采摘装置，包括主架10，主架10上安装有相互连接的驱动机构和夹紧机构，以及还有压力感应调节机构。其中，驱动机构包括依次驱动连接的步进电机11、丝杆12、丝杆螺母(图未示出)、推杆14、连接片15以及球铰16。压力感应调节机构包括压力感应器和控制器(图未示出)，二者电信号连接，且控制器与步进电机11控制连接；步进电机11的输出轴与丝杆12驱动连接；丝杆螺母与丝杆12通过螺纹连接；推杆14与丝杆螺母的法兰连接，其在驱动下可沿丝杆12的轴向方向运动；连接片15连接推杆14与球铰16；球铰16与夹紧机构驱动连接，其可驱动夹紧机构进行夹紧或松开动作；压力感应器安装在夹紧机构上以检测夹紧压力值并反馈至所述控制器。

本实施例中，夹紧机构包括夹爪21、夹片22以及弹簧23；球铰16与夹爪21驱动连接；弹簧23弹性连接在夹爪21和夹片22之间，压力感应器安装在夹片22上。

具体的，夹紧机构包括相对设置的两组夹紧组件，每一组夹紧组件均包括夹爪21、夹片22以及弹簧23，如图1-2所示。球铰16和连接片15对应设置有两个；两个连接片15的一端同时与推杆14连接，另一端分别与一个球铰16连接；两个球铰16分别与一组夹紧组件中的夹爪21驱动连接。优选方案中，两组夹紧组件对称设置。

作为可选方案，主架上还安装有电机机架17；步进电机11安装在电机机架17上。

本实施例的工作过程参考如下：

操作人员按下步进电机11的按钮，步进电机11控制丝杆12转动，通过丝杆12和丝杆螺母驱动推杆14沿丝杆12的轴向方向向步进电机11靠近；推杆14通过连接片15和球绞16带动夹爪21沿装置中轴的径向靠拢；夹片22与菠萝果实接触后，压力感应器开始向控制器反馈压力值，频率可以为50HZ；当反馈压力值到达预设值，控制器控制步进电机11停止工作，夹取工作完成。

综上所述，实施例公开的菠萝采摘装置能够在步进电机11、丝杆12、丝杆螺母、推杆14、连接片15以及球铰16对夹紧机构的驱动作用下实现对菠萝果实的采摘，保护了采摘人员免受菠萝叶片表面芒刺扎伤，且提高了采摘效率；同时，可监控夹紧机构对菠萝果实的夹紧压力值，在压力值超限时可由控制器控制步进电机停止对夹紧机构的夹紧驱动，从而保护了菠萝果实的完整性，减少了坏果的产生率。该装置结构简单，操作方便，效率高，并且便于制造，可以广泛应用菠萝园中摘取工作。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种菠萝采摘装置，包括主架，所述主架上安装有相互连接的驱动机构和夹紧机构；其特征在于，主架上还安装有压力感应调节机构；所述驱动机构包括依次驱动连接的步进电机、丝杆、丝杆螺母、推杆、连接片以及球铰；所述压力感应调节机构包括压力感应器和控制器，二者电信号连接，且所述控制器与所述步进电机控制连接；所述步进电机的输出轴与所述丝杆驱动连接；所述丝杆螺母与所述丝杆通过螺纹连接；所述推杆与所述丝杆螺母法兰连接，其在驱动下可沿所述丝杆的轴向方向运动；所述连接片连接所述推杆与球铰；所述球铰与所述夹紧机构驱动连接，其可驱动所述夹紧机构进行夹紧或松开动作；所述压力感应器安装在所述夹紧机构上以检测夹紧压力值并反馈至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的菠萝采摘装置，其特征在于，所述夹紧机构包括夹爪、夹片以及弹簧；所述球铰与所述夹爪驱动连接；所述弹簧弹性连接在所述夹爪和夹片之间，所述压力感应器安装在所述夹片上。

3.根据权利要求2所述的菠萝采摘装置，其特征在于，所述夹紧机构包括相对设置的两组夹紧组件，每一组夹紧组件均包括夹爪、夹片以及弹簧。

4.根据权利要求3所述的菠萝采摘装置，其特征在于，所述球铰和连接片对应设置有两个；两个连接片的一端同时与所述推杆连接，另一端分别与一个球铰连接；两个球铰分别与一组夹紧组件中的夹爪驱动连接。

5.根据权利要求4所述的菠萝采摘装置，其特征在于，两组夹紧组件对称设置。

6.根据权利要求5所述的菠萝采摘装置，其特征在于，所述主架上还安装有电机机架；所述步进电机安装在电机机架上。