CN107873249B - 一种水果采摘装置及水果采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种水果采摘装置及水果采摘机器人，该装置包括：采摘机架、采摘机构、采摘传动机构，采摘传动机构用于驱动采摘套筒沿采摘套筒的轴线方向往复运动；采摘捕捉机构，采摘捕捉机构能够沿挡杆滑槽移动；采摘捕捉机构能够沿挡杆滑槽内移动，调整挡杆与采摘齿杆之间的距离，第一唇形挡边和第二唇形挡边固定于采摘套筒和挡杆上，便于将水果固定于第一唇形挡边和第二唇形挡边的上方，采摘传动机构驱动采摘机构的采摘套筒沿轴线方向往复运动，采摘套筒带动采摘刀具沿采摘齿杆往复运动，采摘刀具的刀片推杆沿波浪形凸轮移动，对水果下部的枝干进行剪切，完成采摘动作，多个采摘套筒同时工作，每个采摘套筒上设有多个采摘刀具，实现大批量水果采摘。

Description

一种水果采摘装置及水果采摘机器人

技术领域

本发明属果树采摘领域，更具体地，涉及一种水果采摘装置及水果采摘机器人。

背景技术

我国水果生产大国，也是世界第一大水果消费国。水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33％～50％，目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。采摘作业比较复杂，季节性很强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实的损伤，如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。随着机器人技术的发展，有望解决劳动力不足、降低工人劳动强度、提高工人劳动舒适度、降低工人的劳动危险性，此外还提高了果农的经济效益，因而提高采摘作业机械化程度有重要的意义。

目前的水果采摘机器人或者侧重于单个水果的采摘，或侧重于对水果的保护，采摘不方便、采摘效率较低。

因此，有必要提供一种能够高效大量采摘水果的采摘装置。

发明内容

本发明的目的是针对水果采摘作业的特殊环境，提供一种能自动、高效、采摘水果的装置。

为了实现上述目的，本发明的提出一种水果采摘装置，包括：

采摘机架，所述采摘机架设有互相平行的挡杆滑槽和曲柄槽，所述曲柄槽的内侧面等距离设置有多个曲柄转轴；

采摘机构，所述采摘机构包括多个采摘齿杆和多个采摘套筒，所述多个采摘齿杆为半圆柱杆，所述半圆柱杆的半圆柱面上垂直设有波浪形凸轮，所述多个采摘齿杆的端部依次与所述多个曲柄转轴的位置对应设置于所述采摘机架的侧面，且所述半圆柱面竖直；所述多个采摘套筒沿轴线方向的筒壁设有开口，所述多个采摘套筒套设于所述多个采摘齿杆表面，且所述波浪形凸轮设置于所述开口处，所述开口的上截面设有多个采摘刀具，所述多个采摘刀具的刀片推杆设置于所述波浪形凸轮上；

采摘传动机构，所述采摘传动机构包括多个曲柄、曲柄并联连杆、多个套筒连杆，所述曲柄一端与所述曲柄转轴连接，另一端与所述曲柄并联连杆连接，所述套筒连杆一端与所述采摘套筒连接，另一端与所述曲柄并联连杆连接，所述采摘传动机构用于驱动所述采摘套筒沿所述采摘套筒的轴线方向往复运动；

采摘捕捉机构，所述采摘捕捉机构包括多个挡杆，所述多个挡杆等距垂直设置于所述滑杆上，所述滑杆设置于所述挡杆滑槽内，所述多个采摘齿杆与多个采摘套筒平行并错开设置，所述采摘捕捉机构能够沿所述挡杆滑槽移动。

根据本发明的另一方面提供了一种水果采摘机器人，该水果采摘机器人包括：升降装置，所述升降装置包括细调升降机构及快速升降机构，所述设置于所述快速升降机构顶部；上述的采摘装置，所述采摘装置设置于所述细调升降机构顶部；手扶推车，所述手扶推车设置于所述快速升降机构底部；水果传输模块，所述水果传输模块一端连接于所述采摘装置，另一端穿过所述快速升降装置，连通至所述手扶推车顶部；果枝分离模块，所述果枝分离模块设置于所述水果传输模块的中部。

本发明提供的有益效果在于：

1、采摘捕捉机构能够沿挡杆滑槽内移动，调整挡杆与采摘齿杆之间的距离，第一唇形挡边和第二唇形挡边固定于采摘套筒和挡杆上，便于将水果固定于第一唇形挡边和第二唇形挡边的上方，采摘传动机构驱动采摘机构的采摘套筒沿轴线方向往复运动，进而采摘套筒带动采摘刀具沿采摘齿杆往复运动，采摘刀具的刀片推杆沿波浪形凸轮移动，使得采摘刀具上的两个叠加刀片的刀刃时而错开时而对齐，对水果下部的枝干进行剪切，被剪切下的水果滚入采摘刀具旁侧的管道架内，完成采摘动作，多个采摘套筒同时工作，每个采摘套筒上设有多个采摘刀具，实现大批量采摘。

2、在采摘机构正上方设置多个采摘疏导杆，当水果采摘机构从果树下端插入到树冠中，多个采摘疏导杆能够将较大的枝干支撑在采摘刀具之上，将水果尽可能的在露在采摘机构上，并通过第一唇形挡边和第二唇形挡边将水果固定在两者之间，使水果下端的树枝与采摘刀具充分接触，提高采摘效率，并防止刀具损伤水果。

3、将水果采摘机架设置在细调升降台上方的采摘机构支撑移动架上，通过挡杆移动推杆一端与采摘捕捉机构的挡杆连接，另一端与插入细调升降平台上的杆移动凸轮的弧形槽内，采摘机构驱动装置用于驱动采摘机构支撑移动架水平移动，带动采摘捕捉机构沿挡杆滑槽移动，使挡杆的第一唇形挡边与采摘套筒的第二唇形挡边接触靠近，将树枝上的水果固定，便于提高采摘果实的效率。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了本发明一个实施例中的水果采摘装置的结构示意图。

图2示出了本发明一个实施例中的采摘传动机构的结构示意图。

图3示出了本发明一个实施例中的采摘机架的结构示意图。

图4示出了本发明一个实施例中的采摘机构的结构示意图。

图5示出了本发明一个实施例中的采摘套筒的结构示意图。

图6示出了本发明一个实施例中的采摘齿杆的结构示意图。

图7示出了本发明一个实施例中的第二唇形挡边的结构示意图。

图8示出了本发明一个实施例中的采摘刀具的结构示意图。

图9示出了本发明一个实施例中的挡杆的结构示意图。

图10示出了本发明一个实施例中的采摘捕捉机构的结构示意图。

图11示出了本发明一个实施例中的树枝拦杆的结构示意图。

图12示出了本发明一个实施例中的管道架的结构示意图。

图13示出了本发明一个实施例中的管道架的安装结构示意图。

图14示出了本发明一个实施例中的细调升降平台的结构示意图。

图15示出了根据本发明的另一个实施例的水果采摘机器人的示意性结构图。

图16示出了根据本发明的另一个实施例的升降装置的示意性结构图。

图17示出了根据本发明的另一个实施例的快速升降机构的示意性结构图。

图18示出了根据本发明的另一个实施例的细调升降机构的示意性结构图。

图19示出了根据本发明的另一个实施例的垂直升降机构的示意性结构图。

图20示出了根据本发明的另一个实施例的水平移动机构的示意性结构图。

图21示出了根据本发明的另一个实施例的果枝分离装置的示意性结构图。

图22示出了根据本发明的另一个实施例的水果传输装置及果枝分离装置的示意性结构图。

图23示出了根据本发明的另一个实施例的水果传输装置的示意性结构图。

图24示出了根据本发明的另一个实施例的蠕动电磁阀的安装示意图。

图25示出了根据本发明的另一个实施例的蠕动电磁阀的示意性结构图。

图26示出了根据本发明的另一个实施例的刀具的示意性结构图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明，而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明的实施例提供一种水果采摘装置，包括：

采摘机架，采摘机架设有互相平行的挡杆滑槽和曲柄槽，曲柄槽的内侧面等距离设置有多个曲柄转轴；采摘机构，采摘机构包括多个采摘齿杆和多个采摘套筒，多个采摘齿杆为半圆柱杆，半圆柱杆的半圆柱面上垂直设有波浪形凸轮，多个采摘齿杆的端部依次与多个曲柄转轴的位置对应设置于采摘机架的侧面，且半圆柱面竖直；多个采摘套筒沿轴线方向的筒壁设有开口，多个采摘套筒套设于多个采摘齿杆表面，且波浪形凸轮设置于开口处，开口的上截面设有多个采摘刀具，多个采摘刀具的刀片推杆设置于波浪形凸轮上；采摘传动机构，采摘传动机构包括多个曲柄、曲柄并联连杆、多个套筒连杆，曲柄一端与曲柄转轴连接，另一端与曲柄并联连杆连接，套筒连杆一端与采摘套筒连接，另一端与曲柄并联连杆连接，采摘传动机构用于驱动采摘套筒沿轴线方向往复运动；采摘捕捉机构，采摘捕捉机构包括多个挡杆，多个挡杆等距垂直设置于滑杆上，滑杆设置于挡杆滑槽内，多个采摘齿杆与多个采摘套筒平行并错开设置，采摘捕捉机构能够沿挡杆滑槽移动。

具体地，水果采摘装置为对称设置的两组，且两组采摘装置可相对运动。

当水果采摘装置调整到果树合适高度后，采摘机架插入到果树低端树枝中，采摘捕捉机构上的挡杆移动推杆与细调升降平台上的挡杆移动凸轮配合，使得采摘装置移动，同时采摘捕捉机构在挡杆滑槽中滑动，使得挡杆相对采摘套筒做夹紧水果的运动，第一唇形挡边与第二唇形挡边相靠近，将水果固定于第一唇形挡边和第二唇形挡边之上，使得水果的下端树枝充分与采摘刀具接触，驱动采摘运动机构的曲柄转动，曲柄并联连杆使得其余曲柄与被驱动曲柄运动状态相同，曲柄转动带动采摘机构的采摘套筒沿采摘齿杆往复运动，采摘刀具的刀片推杆与波浪形凸轮相对运动，使得采摘刀具上的两个叠加的刀片刀刃时而错开时而对齐，采摘刀具将水果的下端树枝切断，水果滚落至管道架内，完成采摘动作。

作为优选方案，采摘机架的下部设有曲柄驱动装置，曲柄驱动装置与曲柄连接。

具体地，曲柄驱动装置驱动多个曲柄中的一个曲柄转动，通过多个曲柄与曲柄关联连杆连接，实现其余曲柄与被驱动曲柄运动状态相同，曲柄转动带动套筒连杆往复摆动，使得采摘套筒相对于采摘齿杆做往复运动。

作为优选方案，多个挡杆的上表面设有固定板，固定板上设有向采摘刀具倾斜的第一唇形挡边。固定板用于将第一唇形挡边固定于与第二唇形挡边高度一致的位置，并保持第一唇形挡边向采摘刀具方向倾斜。

作为优选方案，多个采摘套筒上设有向第一唇形挡边倾斜的第二唇形挡边。第一唇形挡边与第二唇形挡边形成八字形对称，使得第一唇形挡边与第二唇形挡边之间的距离小于采摘套筒与挡杆之间的距离，当采摘装置上升时，第一唇形挡边和第二唇形挡边先接触到水果，通过调节挡杆与采摘套筒之间的距离，将树枝上的水果固定在第一唇形挡边和第二唇形挡边之间的上表面，防止采摘刀具接触水果，损伤水果。

具体地，第一唇形挡边与第二唇形挡边的结构尺寸相同，采用橡胶材质制作。

作为优选方案，采摘机架上设有多个采摘疏导杆，多个采摘疏导杆设置于采摘套筒正上方。采摘装置插入底端树枝中，并逐渐上升，采摘疏导杆用于将较大的枝干支撑在采摘齿杆之上，使水果尽可能的在露在第一唇形挡边和第二唇形挡边之间，避免较大树枝压住采摘套筒；采摘疏导杆位于采摘套筒的正上方，当水果的枝干被剪切后，采摘疏导杆利于水果滚落至挡杆一侧的管道架内。

作为优选方案，还包括管道架，管道架为U型，管道架设置于采摘刀具的后侧与挡杆之间。

具体地，两个管道架平行叠加固定于采摘刀具的后侧与挡杆之间。管道架用于固定水果传输装置，便于将采摘下的水果运输到地面，防止水果直接掉落，损失果实。

具体地，多个栏杆的下侧设有管道架固定轴，多个采摘齿杆的下侧设有管道架固定孔。

具体的，由于管道架设置于采摘齿杆与挡杆的下侧，采摘齿杆与挡杆在采摘机架上的安装位置平行，但高度不同，所以管道架U型的两端长度不同，使得管道架安装在采摘齿杆和挡杆下侧时，U型的结构对称；管道架的U型的最低点设有管道架折叠转轴，将管道架对称分为两部分，用于当与管道架连接的栏杆与采摘齿杆相对运动而间距变化时，管道架能够适应性以管道架折叠转轴为中心向两侧弯曲。

管道架的U型两端杆长不同，管道架的长杆端部设有管道架固定转轴孔，管道架固定转轴孔与管道固定轴通过销轴连接，管道架的短杆端部设有管道架固定销轴，管道架固定销轴与管道架固定孔配合固定。

作为优选方案，采摘套筒的下侧设有管道架安装槽，管道架一端与管道架安装槽内的采摘齿杆连接，另一端与多个挡杆的下侧连接。

具体地，管道架安装槽避免当采摘套筒沿采摘齿杆往复运动时发生干涉。管道架设置于采摘齿杆与挡杆的下侧，由于采摘齿杆与挡杆在采摘机架上的安装位置平行，但高度不同，所以管道架U型的两端长度不同，使得管道架安装在采摘齿杆和挡杆下侧时，U型的结构对称。

作为优选方案，采摘机架下设有采摘机架支撑座，挡杆的下侧设有挡杆移动推杆。采摘机架支撑座将采摘机架固定于细调升降平台上方，挡杆移动推杆一端与采摘捕捉机构的挡杆连接，另一端与细调升降平台上的挡杆移动凸轮连接。

作为优选方案，还包括细调升降平台和采摘机构驱动装置，细调升降平台上设有采摘机构支撑移动架，采摘机构驱动装置用于驱动采摘机构支撑移动架水平移动，采摘机架设置于采摘机构支撑移动架上，升降平台上设置有挡杆移动凸轮，挡杆移动凸轮上设有弧形槽。

作为优选方案，采摘捕捉机构的下侧设有挡杆移动推杆，挡杆移动推杆插入挡杆移动凸轮的弧形槽内，采摘捕捉机构能够沿弧形槽滑动。

具体地，细调平台驱动装置通过控制液压泵电机带动液压泵，操控控制闸使得两边对称设置的采摘装置的移动液压缸同时移动，使得采摘装置插入果树底端树枝中，两端采摘装置运动时，采摘捕捉机构上的挡杆移动推杆与细调升降平台上挡杆移动凸轮配合，使挡杆在挡杆滑槽中滑动，挡杆于采摘齿杆靠近。

作为优选方案，多个挡杆的端部设有与挡杆垂直的树枝拦杆。

具体地，多个挡杆的端部设有栏杆弹簧复位轴轴，树枝栏杆通过栏杆弹簧复位转轴垂直安装于挡杆的端部，用于拦截挡杆端部附近的树枝，使水果尽可能的露在采摘装置上，便于进行采摘。

实施例1

图1示出了本发明一个实施例中的水果采摘装置的结构示意图，图2示出了本发明一个实施例中的采摘传动机构的结构示意图，图3示出了本发明一个实施例中的采摘机架的结构示意图，图4示出了本发明一个实施例中的采摘机构的结构示意图，图5示出了本发明一个实施例中的采摘套筒的结构示意图，图6示出了本发明一个实施例中的采摘齿杆的结构示意图，图7示出了本发明一个实施例中的第二唇形挡边的结构示意图，图8示出了本发明一个实施例中的采摘刀具的结构示意图，图9示出了本发明一个实施例中的挡杆的结构示意图，图10示出了本发明一个实施例中的采摘捕捉机构的结构示意图，图11示出了本发明一个实施例中的树枝拦杆的结构示意图，图12示出了本发明一个实施例中的管道架的结构示意图，图13示出了本发明一个实施例中的管道架的安装结构示意图，图14示出了本发明一个实施例中的细调升降平台的结构示意图。

如图1至图14所示，实施例提供一种水果采摘装置，包括：

采摘机架11，采摘机架11设有互相平行的挡杆滑槽112和曲柄槽110，曲柄槽110的内侧面等距离设置有多个曲柄转轴111；采摘机构18，采摘机构18包括多个采摘齿杆181和多个采摘套筒182，多个采摘齿杆181为半圆柱杆，半圆柱杆的半圆柱面垂直设有波浪形凸轮1812，多个采摘齿杆181的端部设有采摘齿杆固定安装座1813，采摘齿杆固定安装座1813依次与多个曲柄转轴111的位置对应设置于采摘机架11的侧面，且半圆柱面竖直；多个采摘套筒182沿轴线方向的筒壁设有开口，多个采摘套筒182套设于多个采摘齿杆181表面，且波浪形凸轮1812设置于开口处，开口的上截面设有多个采摘刀具185，通过刀具固定螺丝186将多个采摘刀具185固定在开口的上截面的刀具固定螺孔1822上，采摘刀具185包括两个叠加的上刀片1851和下刀片1852，多个采摘刀具185的刀片推杆18525设置于波浪形凸轮1812上；采摘传动机构，采摘传动机构包括多个曲柄12、曲柄并联连杆13、多个套筒连杆14，曲柄12一端与曲柄转轴111连接，另一端与曲柄并联连杆13连接，多个采摘套筒182的端部表面设有连杆固定孔1823，套筒连杆14一端与多个采摘套筒182的连杆固定孔1823连接，另一端与曲柄并联连杆13连接，采摘传动机构用于驱动所述采摘套筒182沿采摘套筒182的轴线方向往复运动，采摘捕捉机构，采摘捕捉机构17包括多个挡杆172，多个挡杆172等距垂直设置于滑杆174上，滑杆174设置于挡杆滑槽112内，多个采摘齿杆181与采摘套筒182平行并错开设置，采摘捕捉机构能够沿挡杆滑槽112移动。多个采摘齿杆181的端部设有采摘齿杆固定安装座1813，多个采摘齿杆181通过采摘齿杆固定安装座1813与采摘机架11固定连接，多个采摘套筒182与采摘齿杆固定安装座相邻的端部设有采摘齿杆固定座避让槽1824。

采摘机架11的下部设有曲柄驱动装置19，曲柄驱动装置19与其中一个曲柄12连接，其他的曲轴12与曲柄并联连杆13连接，进而实现同步旋转。

多个挡杆172的上表面设有固定板175，固定板175上设有向采摘刀具185倾斜的第一唇形挡边171；多个采摘套筒182上设有向第一唇形挡边171倾斜的第二唇形挡边183；采摘机架11上设有多个采摘疏导杆15，多个采摘疏导杆15平行设置于采摘机构18正上方。第二唇形挡边181由橡胶挡边1831和唇形挡边固定通孔1831构成，第二唇形挡边183通过边唇固定螺丝184将第二唇形挡边181固定在第二唇形挡边181的唇形挡边固定通孔1831上。

水果采摘装置还包括管道架16，管道架16为U型，管道架16设置于采摘刀具185的后侧与挡杆172之间。多个采摘套筒182的下侧设有管道架安装槽1821，管道架16一端与管道架安装槽1821内的采摘齿杆181连接，另一端与挡杆172的下侧连接。

采摘机架11的下部设有采摘机架支撑座113，挡杆172的下侧设有挡杆移动推杆173。

还包括细调升降平台244和采摘机构驱动装置243，细调升降平台244上设有采摘机构支撑移动架242，采摘机构驱动装置243用于驱动采摘机构支撑移动架242水平移动，采摘机构驱动装置243为液压驱动装置，采摘机架11通过采摘机架支撑座113设置于采摘机构支撑移动架242上，细调升降平台244上设置有挡杆移动凸轮1531，挡杆移动凸轮1531上设有弧形槽，挡杆移动推杆173插入弧形槽内，并能够沿弧形槽滑动。

多个挡杆172的端部设有与挡杆172垂直的栏杆弹簧复位轴1722，树枝栏杆1723通过栏杆弹簧复位转轴1722连接，垂直安装于多个挡杆172的端部；多个栏杆的下侧设有管道架固定轴1721，多个采摘齿杆的下侧设有管道架固定孔1811，管道架16的U型两端杆长不同，管道架16的长杆端部设有管道架固定转轴孔161，管道架16固定转轴孔161与管道固定轴1721通过销轴连接，管道架16的短杆端部设有管道架固定销轴163，管道架固定销轴163与管道架固定孔1811配合固定，管道架16的U型最低点设有管道架折叠转轴162，将管道架16分成两部分，便于管道架16向两侧弯曲。

水果采摘装置进行采摘作业时，将采摘装置调整到合适高度后，操控采摘机构驱动装置243，驱动采摘机构支撑移动架242上固定的采摘机构18水平移动，将采摘机构18插入果树底端树枝中，两组采摘机构18相对运动时，挡杆移动推杆173与细调升降平台244上挡杆移动凸轮2411配合，使得采摘机构18移动时，采摘捕捉机构17在挡杆滑槽112中滑动，使得挡杆172相对采摘套筒182做夹紧水果的运动，第一唇形挡边171与第二唇形挡边181相靠近，将水果固定于第一唇形挡边171和第二唇形挡边181之上，使得水果的下端树枝充分与采摘刀具185接触，驱动采摘传动机构的曲柄12转动，曲柄并联连杆13使得其余曲柄12与被驱动曲柄12运动状态相同，曲柄12转动带动采摘机构18的采摘套筒182沿采摘齿杆181往复运动，采摘刀具185的刀片推杆18525与波浪形凸轮1812相对运动，使得采摘刀具185上的两个叠加的上刀片1852和下刀片1851的刀刃时而错开时而对齐，采摘刀具185将水果的下端树枝切断，水果滚落至管道架16内，管道架16上设置有水果传输机构，将水果输送到地面，完成采摘动作。

实施例2

如图1至图26所述，该实施例的水果采摘机器人包括：

机器人底盘5；升降装置，升降装置设置在机器人底盘5顶部；水果采摘装置1，水果采摘装置1设置在升降装置顶部；水果传输装置，水果传输装置的一端连接于水果采摘装置1底部，另一端连通于果枝分离装置；果枝分离装置4，果枝分离装置4设置在机器人底盘5顶部；其中，水果采摘装置包括采摘机架11、采摘机构18、采摘传动机构、采摘刀具185，采摘机架11设置在升降装置顶部，采摘机构18垂直设置于采摘机架11，采摘套筒182套设于采摘齿杆181，采摘传动机构一端固定于采摘机架11另一端固定于采摘套筒182，采摘套筒传动机构能够驱动采摘套筒182沿采摘齿杆181的轴线方向往复运动，采摘刀具185的刀片推杆18525与采摘齿杆181上的波浪形凸轮1812配合连接。

具体地，本发明通过机器人底盘5驱动机器人位移，更优选地机器人底盘底部可以设置万向轮及定位杆，起到稳固机器人的作用，通过升降装置带动水果采摘装置1上升及下降；通过水果采摘装置1采摘水果，采摘后的水果通过水果传输装置及果枝分离装置4输送至机器人底盘5顶部。水果采摘装置1通过采摘传动机构带动采摘机构18的采摘套筒182在采摘齿杆181的轴向方向上往复运动，采摘刀具185通过采摘齿杆181实现对树枝的裁剪，裁剪后的水果落入水果传输装置进行回收，能够快速采摘水果，同时大大提高了采摘效率。

作为优选方案，水果采摘机架11为矩形板，沿矩形板的长边方向设有互相平行的档杆滑槽112和曲柄槽110，曲柄槽110的内侧面等距离设置有多个曲柄转轴111；

采摘齿杆181为多个，采摘齿杆181为半圆柱杆，半圆柱杆设有垂直于半圆柱面的波浪形凸轮1812，多个采摘齿杆181依次与多个曲柄转轴111的位置对应，采摘齿杆181的半圆柱面竖直设置于矩形板的宽边表面；

采摘套筒182为多个，多个采摘套筒182沿轴线方向的筒壁设有开口，采摘套筒182套设于多个采摘齿杆181，且波浪形凸轮1812设置于开口处，采摘刀具185的一端穿过开口连接于波浪形凸轮1812；采摘套筒传动机构，采摘套筒传动机构包括曲柄12、曲柄并联连杆13、套筒连杆14，曲柄12一端曲柄转轴111连接，另一端与曲柄并联连杆13连接，套筒连杆14一端与采摘套筒182连接，另一端与曲柄并联连杆13连接。

作为优选方案，采摘装置还包括：采摘捕捉机构，采摘捕捉机构包括多个档杆17，多个档杆17等距平行设置于滑杆174上，滑杆174与多个采摘齿杆181平行等距离错开，设置于档杆滑槽112内，采摘捕捉机构能够沿档杆滑槽112移动。

作为优选方案，档杆17顶部设置有第一唇片，采摘套筒182顶部设置有第二唇片183。

更优选地，采摘机架1下部设有曲柄驱动装置19，曲柄驱动装置19与曲柄12连接。

更优选地，多个曲柄转轴111上侧的机架侧表面设有多个采摘疏导杆15。

更优选地，采摘套筒182的下侧设有管道架安装槽1821，管道架16一端设置于管道架安装槽1821内的采摘齿杆181，另一端设置于多个档杆17的下侧。

更优选地，采摘机架11下设有机架支撑座113，档杆17的下侧设有档杆移动推杆173。

更优选地，多个档杆17的端部设有与档杆垂直的树枝拦杆1723。

作为优选方案，升降装置包括：快速升降机构3、细调升降机构2；其中，快速升降机构3包括下支撑架34、上支撑架31、第一剪架连杆33、第二剪架连杆、细调升降机构安装平台24、螺纹滑块37及螺纹滑杆35；其中，第一剪架连杆33及第二剪架连杆设置于下支撑架34两侧，细调升降机构安装平台24设置在上支撑架31顶部，螺纹滑块37设置在下支撑架34上，螺纹滑杆35的一端螺纹连接于螺纹滑块37；细调升降机构设置在细调升降机构安装平台24上。

作为优选方案，细调升降机构包括液压泵23及液压泵安装架、垂直升降机构、水平移动机构；其中，液压泵23安装架设置在细调升降机构安装平台24上，液压泵23设置在液压泵安装架上；垂直升降机构包括主动锥齿轮轴2452、第一锥齿轮轴2451、第二锥齿轮轴2455及升降杆245，主动锥齿轮轴2452的一端连接于液压泵23的输出端，第一锥齿轮轴2451的一端啮合于主动锥齿轮轴2451的一端，第二锥齿轮轴2455啮合于第一锥齿轮轴2451的另一端，升降杆245的一端啮合于第二锥齿轮轴2455的一端，主动锥齿轮轴2452旋转能够驱动升降杆245上升或下降；其中，水平移动机构包括细调升降平台244、采摘机构支撑移动架242及采摘机构驱动装置243，细调升降平台244固定于升降杆245顶部，采摘机构支撑移动架242设于细调升降平台244顶部，采摘机构驱动装置243一端连接于细调升降平台244，另一端连接于采摘机构支撑移动架242；

水果采摘装置1设置在采摘机构支撑移动架242顶部。

作为优选方案，采摘机构支撑移动架242顶部设置有档杆移动凸轮1531，档杆移动凸轮1531上设有弧形槽，设置于采摘传动机构底部的档杆移动推杆173插入弧形槽内，并能够沿弧形槽滑动。

更优选地，第一剪架连杆33及第二剪架连杆分别包括第一剪架杆及第二剪架杆，第一剪架杆的一端铰接于第二剪架杆的一端。

更优选地，下支撑架34包括一对下支撑滑轨、下固定杆及下滑杆36，下支撑滑轨中部设置有滑槽，一对下支撑滑轨分别设置于下固定杆两侧，下滑杆的两端分别设置于下支撑滑轨；

上支撑架31包括一对上支撑滑轨、上固定杆及上滑杆32，上支撑滑轨中部设置有滑槽，一对上支撑滑轨分别设置于上固定杆两侧，上滑杆32的两端分别设置于下支撑滑轨；第一剪架连杆33及第二剪架连杆设置于下支撑架34两侧，第一剪架连杆33一端连接于下滑杆36另一端连接于上滑杆32，第二剪架连杆一端连接于下固定杆，另一端连接于上固定杆；螺纹滑块设置在下滑杆36上，螺纹滑杆35的一端螺纹连接于螺纹滑块37。

更优选地，第一剪架连杆33的第一剪架杆与第二剪架连杆的第一剪架杆中部设置有定位钉，第一剪架连杆的第二剪架杆与第二剪架连杆的第二剪架杆中部设置有定位钉。

更优选地，第一剪架杆与第二剪架杆的铰接处设置有加强杆。

更优选地，还包括驱动装置，驱动装置设置在下支撑架上，能够驱动螺纹滑杆旋转，带动下固定杆与下滑杆相互靠近或远离。

更优选地，第一锥齿轮轴2451、第二锥齿轮轴2455及升降杆245为两个，两个第一锥齿轮轴2451分别啮合于主动锥齿轮轴2455两侧的锥齿轮，两个第二锥齿轮轴2455分别啮合于两个第一锥齿轮轴2451的另一端，两个升降杆245分别啮合于两个第二锥齿轮轴2455的另一端。

更优选地，水平移动机构为两个，分别设置于两个升降杆245的顶部。

更优选地，垂直升降机构还包括升降稳定伸缩杆246，升降稳定伸缩杆246一端连接于采摘机构支撑移动架242，另一端连接于细调升降机构安装平台24。

更优选地，升降稳定伸缩杆246为多个。

更优选地，第一锥齿轮轴2451的安装方向垂直于主动锥齿轮轴2452，第二锥齿轮轴2455的安装方向垂直于第一锥齿轮轴2451，升降杆245的安装方向垂直于第二锥齿轮轴2455。

更优选地，还包括液压泵电机21及液压油箱22，液压泵电机21及液压油箱22设置在细调升降机构安装平台24上。

更优选地，升降杆245包括升降杆245包括升降丝杆2454及升降丝杆套筒2453，升降丝杆2454一端啮合于第二锥齿轮轴2455，另一端连接于升降丝杆套筒2453，升降丝杆套筒2453连接于水平移动平台244。

具体地，通过螺纹滑块及螺纹滑杆的设置，驱动螺纹滑杆转动，带动下滑杆通过滑槽靠近或远离下固定杆，进而带动第一剪架连杆及第二剪架连杆的舒展与折叠，调整了下支撑架与上支撑架之间的高度，实现了快速调节上支撑架的升降；通过下支撑架、上支撑架、第一剪架连杆及第二剪架连杆的设置使快速升降装置稳固的同时结构简单，易于维修与维护能够高效避免故障的发生。

作为优选方案，水果传输装置包括：果实传输机构6，果实传输机构6包括依次连接的传输管道、连接管道、宽口管道64及出口管道66，传输管道设置于管道架上，使果实传输机构6与采摘装置相连；管道蠕动机构7，管道蠕动机构7包括电磁安装板72和设置于电磁安装板72上的多个蠕动电磁阀71，多个蠕动电磁阀71与果实传输机构6的宽口管道64对应设置，用于驱动果实传输机构6。

作为优选方案，传输管道包括三通管道61和一对横向管道62，三通管道61包括两个输入口和一个输出口，一对横向管道62分别连接至两个输入口，横向管道62设置于采摘套筒182一侧；连接管道63，连接管道63的一端连接至输出口，连接管道63的另一端与宽口管道64的一端相连通；宽口管道64，宽口管道4的另一端连接至出口管道66的一端；出口管道64，出口管道64的另一端连接至果枝分离装置4的进口；固定挡板65，固定挡板65与宽口管道64的侧面固定连接；其中，一对横向管道62通过卡扣设置于管道架上。

更优选地，宽口管道64包括多个依次连通的鼓起段和竖直段，鼓起段和竖直段在管道蠕动机构的驱动下反复更替。

更优选地，蠕动电磁阀71包括：阀座712，阀座712包括底板、固定在底板上方平行设置的第一竖板和第二竖板，以及设置于底板下方的下板；阀座712，阀座包括底板、固定在底板两端平行设置的第一竖板和第二竖板；线圈711，线圈711设置于底板上，靠近第一竖板；上阀杆715，上阀杆715设置在第二竖板的前方，穿过第二竖板；上阀吸铁721，上阀吸铁721设置于第二竖板的后方，吸附上阀杆715；上阀头716，上阀头716设置于上阀杆715前端，与宽口管道64的凹陷段对应设置。

更优选地，上阀吸铁721与上阀杆715通过复位弹簧弹714性连接。

更优选地，上阀吸铁721上设有上滑块713。

更优选地，底板上设有连动连杆转轴718。

更优选地，蠕动电磁阀71还包括：下阀杆717，下阀杆717通过连动连杆719与上阀吸铁721连接，下阀杆717穿过下板，下阀杆717上设有下滑块；连动连杆719，连动连杆719与连动连杆转轴718旋转连接，连动连杆719上设有上滑槽和下滑槽，上滑槽和下滑槽分别与上滑块713和下滑块722滑动相连；下阀头720，下电磁头设置于下阀杆717前端，与宽口管道65的鼓起段对应设置。

具体地，蠕动电磁阀71通电时，上阀吸铁721吸附上阀杆715，带动上阀头716离开宽口管道的凹陷段，通过连动连杆719的作用下，下阀头720与宽口管道的鼓起段接触，断电时，在复位弹簧714的作用下，将上阀杆715推出，上阀头716贴近凹陷段，通过连动连杆719的作用下，下阀头720与宽口管道的鼓起段分离，驱动宽口管道的鼓起段和凹陷段进行反复更替。

具体地，动力单元与转动轴相连，转动轴上均匀的固定设置多个叶片，动力单元依次带动转动转和转动轴上的叶片旋转，采摘的果实从进口进入到筛板上，旋转单元旋转，枝叶会自然垂到筛板的多根横条的下方，果实随着两个相邻的叶片继续旋转，将枝叶折断，果实从出口输出。

更优选地，果枝分离装置4包括：筛板45，筛板45包括多根横条；围板46，围板46设置于筛板45上，围板46上设有进口41和出口44；旋转单元42，旋转单元42设置于围板46内部，设置于筛板上45方；动力单元43，动力单元43设置于筛板45下方，与旋转单元42相连；其中，果实传输机构6的出口管道连接至果枝分离装置6的进口41。

更优选地，果枝分离机构还包括：固定架47，固定架47设置于筛板45下方，果枝分离机构4通过固定架47固定在快速升降机构3上。

更优选地，多根横条同向设置，多根横条依次相距第一距离。

更优选地，第一距离为5cm。

更优选地，旋转单元42包括：转动轴，转动轴设置于筛板的中心处；叶片，多个叶片均匀的设置于转动轴上。

更优选地，多个叶片为2-4个叶片。

更优选地，动力单元43与转动轴连接。

更优选地，动力单元43是液压马达。

更优选地，筛板45是金属筛板、木质筛板或塑料筛板。

更优选地，进口41与果实传输机构6相连。

具体地，通过旋转单元43和筛板45的配合，将果实和枝叶自动分离，提高采摘的机械化效率，降低工人的劳动强度，提高果枝分离的效率，降低工人的劳动危险性，避免被枝叶划伤。

具体地，动力单元43与转动轴相连，转动轴上均匀的固定设置多个叶片，动力单元43依次带动转动转和转动轴上的叶片旋转，采摘的果实从进口进入到筛板45上，旋转单元42旋转，枝叶会自然垂到筛板的多根横条的下方，果实随着两个相邻的叶片继续旋转，将枝叶折断，果实从出口44输出。

更优选地，采摘刀具185包括：采摘刀架1856，采摘刀架1856中间设有刀片销轴固定孔1854；

上刀片1851，上刀片1851的侧边对称开有两排刀刃槽，上刀片1851的中心线上设有固定滑块和销轴孔，销轴孔通过销轴与刀片销轴固定孔连接；下刀片1852，下刀片1852包括下刀片推杆和设置于下刀片推杆两侧边的上刀刃，下刀片推杆的中心线依次设有第一滑槽、弹簧固定钉和第二滑槽，横向固定滑块设置于第一滑槽内，销轴设置于第二滑槽内，弹簧固定钉与销轴之间设有复位弹簧1853，下刀片能够沿第一滑槽和第二滑槽上下移动。

更优选地，刀片销轴固定孔的两侧对称设有规避复位弹簧1853卡扣。

更优选地，规避复位弹簧卡扣上设有复位弹簧1853，复位弹簧1853的钢线紧贴于上刀片的两侧。

更优选地，采摘刀架1856为半圆片，半圆片的下部设有折型边，折型边的两端设有安装固定螺孔。

更优选地，采摘刀架1856通过安装固定螺孔设置于采摘套筒182上。

更优选地，刀刃槽为倒钩形。

更优选地，弹簧放松时，刀刃槽与上刀刃错开，弹簧压紧时，刀刃槽与上刀刃一齐。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种水果采摘装置，其特征在于，包括：

采摘机架，所述采摘机架设有互相平行的挡杆滑槽和曲柄槽，所述曲柄槽的内侧面等距离设置有多个曲柄转轴；

采摘机构，所述采摘机构包括多个采摘齿杆和多个采摘套筒，所述多个采摘齿杆为半圆柱杆，所述半圆柱杆的半圆柱面上垂直设有波浪形凸轮，所述多个采摘齿杆的端部依次与所述多个曲柄转轴的位置对应设置于所述采摘机架的侧面，且所述半圆柱面竖直；所述多个采摘套筒沿轴线方向的筒壁设有开口，所述多个采摘套筒套设于所述多个采摘齿杆表面，且所述波浪形凸轮设置于所述开口处，所述开口的上截面设有多个采摘刀具，所述多个采摘刀具的刀片推杆设置于所述波浪形凸轮上；

采摘传动机构，所述采摘传动机构包括多个曲柄、曲柄并联连杆、多个套筒连杆，所述曲柄一端与所述曲柄转轴连接，另一端与所述曲柄并联连杆连接，所述套筒连杆一端与所述采摘套筒连接，另一端与所述曲柄并联连杆连接，所述采摘传动机构用于驱动所述采摘套筒沿所述采摘套筒的轴线方向往复运动；

采摘捕捉机构，所述采摘捕捉机构包括多个挡杆，所述多个挡杆等距垂直设置于滑杆上，所述滑杆设置于所述挡杆滑槽内，所述多个采摘齿杆与多个采摘套筒平行并错开设置，所述采摘捕捉机构能够沿所述挡杆滑槽移动。

2.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述采摘机架的下部设有曲柄驱动装置，所述曲柄驱动装置与所述曲柄连接。

3.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述多个挡杆的上表面设有固定板，所述固定板上设有向所述采摘刀具倾斜的第一唇形挡边。

4.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述多个采摘套筒上设有向所述第一唇形挡边倾斜的第二唇形挡边。

5.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述采摘机架上设有多个采摘疏导杆，所述多个采摘疏导杆平行设置于所述采摘机构正上方。

6.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，还包括管道架，所述管道架为U型，所述管道架设置于所述采摘刀具的后侧与所述挡杆之间。

7.根据权利要求6所述的水果采摘装置，其特征在于，所述多个采摘套筒的下侧设有管道架安装槽，所述管道架一端与所述管道架安装槽内的所述采摘齿杆连接，另一端与所述多个挡杆的下侧连接。

8.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，还包括细调升降平台和采摘机构驱动装置，所述细调升降平台上设有采摘机构支撑移动架，所述采摘机构驱动装置用于驱动所述采摘机构支撑移动架水平移动，所述采摘机架设置于所述采摘机构支撑移动架上，所述升降平台上设置有挡杆移动凸轮，所述挡杆移动凸轮上设有弧形槽。

9.根据权利要求8所述的水果采摘装置，其特征在于，所述采摘捕捉机构的下侧设有挡杆移动推杆，所述挡杆移动推杆插入所述挡杆移动凸轮的弧形槽内，所述采摘捕捉机构能够沿所述弧形槽滑动，所述多个挡杆的端部设有与所述挡杆垂直的树枝拦杆。

10.一种水果采摘机器人，其特征在于，所述水果采摘机器人包括：

升降装置，所述升降装置包括细调升降机构及快速升降机构，所述细调升降机构设置于所述快速升降机构顶部；

权利要求1-9中任意一项所述的水果采摘装置，所述水果采摘装置设置于所述细调升降机构上部；

手扶推车，所述手扶推车设置于所述快速升降机构底部；

水果传输模块，所述水果传输模块一端连接于所述水果采摘装置，另一端穿过所述快速升降机构，连通至所述手扶推车顶部；

果枝分离模块，所述果枝分离模块设置于所述水果传输模块的中部。

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