CN108093843B - 一种推杆式菠萝采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种推杆式菠萝采摘装置，其包括：固定框架以及设置在固定框架下方的移动框架，固定框架上固定安装有升降电机，升降电机的输出轴与丝杆的上端固定连接以带动丝杆旋转；移动框架的上框上固定安装有丝杆滑台，丝杆的下端通过丝杆滑台与移动框架可活动的连接，移动框架的左侧设有第一推杆电机，移动框架的右侧设有第二推杆电机，第一推杆电机与第二推杆电机处于不同高度。根据本发明提供的推杆式菠萝采摘装置，其能有效地定位并且采摘菠萝。

Description

一种推杆式菠萝采摘装置

技术领域

本发明涉及水果采摘技术领域，尤其涉及一种推杆式菠萝采摘装置。

背景技术

当前菠萝种植业呈现上升的趋势，而劳动力却没有跟上。就目前而言，菠萝采摘工作呈现着机械化的必然趋势。对于成熟的菠萝，其采摘是利用成熟果实底部的茎为脆性来实现的，现有技术中，采摘菠萝的流程大体为首先定住菠萝的果实部分，而后将其茎掰断。

根据已公开的技术，当前菠萝采摘技术存在空缺，而且关于菠萝采摘技术的报导亦不多，目前已知的采摘技术大部分都是基于机械手臂或机械手爪的采摘技术，这样的技术存在摘取失败率高、所需动力条件苛刻、力度不足时掰不断茎、力度过大容易造成果实损坏、设备占地面积大等缺陷。

发明内容

为至少解决现有技术中存在的问题之一，本发明的目的在于提供一种推杆式菠萝采摘装置，其能有效地定位并且采摘菠萝。

为实现上述目的，本发明提供一种推杆式菠萝采摘装置，其包括：固定框架以及设置在固定框架下方的移动框架，所述固定框架上固定安装有升降电机，所述升降电机的输出轴与丝杆的上端固定连接以带动所述丝杆旋转；所述移动框架的上框上固定安装有丝杆滑台，所述丝杆的下端通过所述丝杆滑台与所述移动框架可活动的连接，所述移动框架的左侧设有第一推杆电机，所述移动框架的右侧设有第二推杆电机，所述第一推杆电机与所述第二推杆电机处于不同高度。

优选的，所述固定框架包括上板和下板，所述上板和所述下板的四角分别通过铝型材固定连接在一起，所述升降电机固定安装在所述上板和所述下板之间，所述丝杆的上端穿过所述下板与所述升降电机固定连接。

优选的，所述上板和所述下板均为亚克力板。

优选的，所述升降电机为对角设置的两个，所述丝杆为对角设置的两个。

优选的，还包括光杆，所述光杆的上端固定连接在所述上板上，所述光杆的下端依次穿过所述下板和所述移动框架的上框，且所述移动框架的上框可相对于所述光杆上下滑动。

优选的，所述光杆为对角设置的两根。

优选的，所述升降电机为带编码器的直流减速电机。

优选的，所述第一推杆电机与所述第二推杆电机之间的相对高度为1/2-3/4个菠萝的高度。第一推杆电机与所述第二推杆电机之间的相对高度还可以根据实际情况进行调整。

优选的，所述第一推杆电机通过第一推杆电机固定座固定安装在所述移动框架的左侧，所述第二推杆电机通过第二推杆电机固定座固定安装在所述移动框架的右侧。

优选的，所述第一推杆电机固定座和所述第二推杆电机固定座均可采用3D打印件。

根据本发明提供的推杆式菠萝采摘装置，其解决了当前的种植园中菠萝采摘的效率低下、菠萝机器人无法有效摘取等问题，具有目标定位准确、采摘简单便捷、解放劳动力等优点。

附图说明

图1为本发明一个实施例的推杆式菠萝采摘装置的立体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的推杆式菠萝采摘装置的立体结构示意图；以及

图3为图2中的推杆式菠萝采摘装置旋转45度后的立体结构示意图。

具体实施方式

为了更好的说明本发明，下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步说明。可以理解的是，这些具体实施例及附图均为示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本发明及简化描述，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、以特定的方位构造及操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明中的“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定及限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据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及限定，第一特征在第二特征“之上”、“上方”及“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”及“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图3所示，本发明提供一种推杆式菠萝采摘装置100，其包括：固定框架10以及设置在固定框架下方的移动框架20，固定框架10上固定安装有升降电机11，升降电机11的输出轴与丝杆12的上端固定连接以带动丝杆12旋转；移动框架20的上框上设有丝杆滑台21，丝杆12的下端通过丝杆滑台21与移动框架20可活动的连接，移动框架20的左侧设有第一推杆电机22，右侧设有第二推杆电机23，第一推杆电机22与第二推杆电机23处于不同高度。

进而，根据本发明提供的推杆式菠萝采摘装置100，其在工作时，升降电机11启动，带动丝杆12旋转，进而移动框架20通过丝杆滑台21可以沿丝杆12上下移动实现移动框架20的升降，当丝杆滑台21到达设定位置时，移动框架20罩住待采摘的菠萝，此时第一推杆电机22和第二推杆电机23启动，由于第一推杆电机22和第二推杆电机23处于不同高度，进而，相对在上的推杆电机顶住菠萝的果实，相对在下的推杆电机顶住菠萝的茎，第一推杆电机22和第二推杆电机23继续运作，从而产生相对的力矩将菠萝从茎上掰下来，完成菠萝的采摘。

可以理解的是，可以采用本领域各种常用的方法将丝杆12与升降电机11的输出轴固定连接，本发明对此没有特殊限制，例如，可以采用法兰盘将丝杆12的上端与升降电机11的输出轴固定连接。

丝杆12与丝杆滑台21的结构为本领域技术人员所公知，例如，丝杆12的外表面设有外螺纹，丝杆滑台21上设有与丝杆12配合的内螺纹，当丝杆12旋转时，丝杆滑台21可沿丝杆12丝杆上下移动，丝杆滑台21与丝杆12之间的配合原理为本领域技术人员所公知，本发明对此不再赘述。同样的，推杆电机在工作时，其推杆可以伸长或缩短，进而可以施加推力，推杆电机的结构及工作原理为本领域技术人员所公知，本发明对此亦不再赘述。

可以理解的是，移动框架20可以采用本领域常用的结构，本发明对此没有特殊限定。例如，移动框架20可以为由铝型材搭建而成的框架结构，也可以为由板材搭建而成。

同样的，固定框架10也可以采用本领域常用的结构，本发明对此没有特殊限制。例如，如图2、图3所示，在本发明的一个实施例中，固定框架10包括上板13和下板14，上板13和下板14的四角分别通过铝型材15固定连接在一起。升降电机11固定安装在上板13和下板14之间，丝杆12的一端穿过下板14与升降电机11固定连接。

可以理解的是，本发明提供的推杆式菠萝采摘装置可以用于本领域的各种常用的菠萝采摘机器人小车上，例如，可以将本发明的推杆式菠萝采摘装置的固定框架10固定安装在基于4WD的菠萝采摘机器人小车上，配合菠萝采摘机器人小车，可以实现XYZ轴三个自由度的调整，从而准确的将移动框架20定位到合适的菠萝采摘位置。对于菠萝采摘机器人小车的具体结构及工作原理为本领域技术人员所公知，本发明对此不再赘述。

在本发明的具体实施例中，上板13和下板14可以采用本领域常用的材料制成，本发明没有特殊限制。在本发明的一个实施例中，上板13和下板14均为亚克力板。

可以理解的是，可以采用本领域采用的方法将升降电机11固定安装在上板13和下板14之间，本发明没有特殊限制。

在本发明的一些实施例中，为了进一步提高本发明的推杆式菠萝采摘装置100的移动平稳性，升降电机11为对角设置的两个，丝杆12也为对角设置的两个。即移动框架20由两个对角设置的电机11带动而上下移动，进而移动框架20的移动更加平稳。此时，移动框架20的上框可以为板材，也可以为多根铝型材，在移动框架20上框所在的平面的对角设置分别设置一个丝杆滑台21，移动框架20通过丝杆滑台21可沿丝杆12上下移动。

在本发明的一些实施例中，为了进一步提高本发明的推杆式菠萝采摘装置100的移动平稳性，参照图2、图3所示，本发明的推杆式菠萝采摘装置100还包括光杆16，光杆16的上端固定连接在上板13上，光杆16的下端依次穿过下板14和移动框架20的上框，且移动框架20的上框可相对于光杆16滑动。进而，移动框架20在移动的过程中，光杆16能起到一定的限制作用，从而提高移动框架20的移动平稳性。

同样的，为进一步提高移动框架20的移动平稳性，光杆16也可以为对角设置的两根，进而配合对角设置的两根丝杆12，从四个角对移动框架20进行限制，能进一步提高移动框架20的移动平稳性，可以理解的是，升降电机11、丝杆12与光杆16按照不同的对角进行设置，以免产生干涉。

可以理解的是，可以采用本领域常用的方法将光杆16固定安装在上板13上，本发明对此没有特殊限制。光杆16穿过下板14，可以在下板上也可设置辅助法兰盘，光杆16穿过该辅助法兰盘，该辅助法兰盘上的紧固螺母可以不安装。

可以理解的是，对于丝杆12和光杆16的具体长度，可以根据具体场地进行调节，本发明对此没有特殊性限定。升降电机11可以采用本领域各种常用的升降电机，在本发明的一些实施例中，为保证移动框架20两侧的升降的协同性，升降电机11为带编码器的直流减速电机。

可以理解的是，第一推杆电机22和第二推杆电机23之间的高度差可以根据具体的情况进行确定，为避免推杆电机的推杆空推，在本发明的一些实施例中，第一推杆电机22与第二推杆电机23之间的相对高度为1/2-3/4个菠萝的高度。可以理解的是，第一推杆电机22和第二推杆电机23之间的高度差可以根据具体的实际情况进行调整，以适应不同的情况。

可以采用本领域各种常用的方法将第一推杆电机22和第二推杆电机23分别固定安装在移动框架20上，本发明对此没有特殊限定。

在本发明的一个实施例中，第一推杆电机22是通过第一推杆电机固定座24固定安装在移动框架20的左侧上的，第二推杆电机23通过第二推杆电机固定座25固定安装在移动框架20的右侧。可以采用3D打印的方法形成第一推杆电机固定座24和第二电机固定座25，即，第一推杆电机固定座24和第二推杆电机固定座25均为3D打印件。在形成第一推杆电机固定座24和第二推杆电机固定座25时提供相应的孔位，以便与移动框架20的右侧以及推杆电机紧固安装即可。

根据本发明提供的推杆式菠萝采摘装置，其解决了当前的种植园中菠萝采摘的效率低下、菠萝机器人无法有效摘取等问题，具有目标定位准确、采摘简单便捷、解放劳动力等优点。

以上尽管已经对本发明做了示例性的描述，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，包括：固定框架以及设置在固定框架下方的移动框架，所述固定框架上固定安装有升降电机，所述升降电机的输出轴与丝杆的上端固定连接以带动所述丝杆旋转；所述移动框架的上框上固定安装有丝杆滑台，所述丝杆的下端通过所述丝杆滑台与所述移动框架可活动的连接，所述移动框架的左侧设有第一推杆电机，所述移动框架的右侧设有第二推杆电机，所述第一推杆电机与所述第二推杆电机处于不同高度；

所述升降电机带动所述丝杆旋转，所述移动框架通过所述丝杆滑台沿所述丝杆上下移动到达设定位置时，所述移动框架罩住待采摘的菠萝，所述第一推杆电机和所述第二推杆电机启动，所述第一推杆电机和所述第二推杆电机处于不同高度，其中相对在上的推杆电机顶住菠萝的果实，相对在下的推杆电机顶住菠萝的茎，所述第一推杆电机和所述第二推杆电机继续运作，产生相对的力矩将菠萝从茎上掰下。

2.如权利要求1所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述固定框架包括上板和下板，所述上板和所述下板的四角分别通过铝型材固定连接在一起，所述升降电机固定安装在所述上板和所述下板之间，所述丝杆的上端穿过所述下板与所述升降电机的输出轴固定连接。

3.如权利要求2所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述上板和所述下板均为亚克力板。

4.如权利要求2所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述升降电机为对角设置的两个，所述丝杆为对角设置的两个。

5.如权利要求2所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，还包括光杆，所述光杆的上端固定连接在所述上板上，所述光杆的下端依次穿过所述下板和所述移动框架的上框，且所述移动框架的上框可相对于所述光杆上下滑动。

6.如权利要求5所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述光杆为对角设置的两根。

7.如权利要求1所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述升降电机为带编码器的直流减速电机。

8.如权利要求1所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述第一推杆电机与所述第二推杆电机之间的相对高度为1/2-3/4个菠萝的高度。

9.如权利要求1所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述第一推杆电机通过第一推杆电机固定座固定安装在所述移动框架的左侧，所述第二推杆电机通过第二推杆电机固定座固定安装在所述移动框架的右侧。

10.如权利要求9所述的推杆式菠萝采摘装置，其特征在于，所述第一推杆电机固定座和所述第二推杆电机固定座均为3D打印件。