CN108353629B - 小型草莓采摘收集机 - Google Patents

Abstract

小型草莓采摘收集机，属于水果采摘机械领域。在机架下端连接行走和支撑装置，机架工作后端连接手柄支杆；传送机构安装在机架两侧草莓传送护板内，一端于运移机构下方，另一端靠近机架工作后端；夹持剪切机构通过运移机构连接在传送机构工作前端的上方，夹持剪切机构上方设置透明分叶装置；通过运移机构前后摆动，运移采摘后的草莓至传送机构上；收集装置连接在传送机构末端下方的机架上；操纵机构分别通过运移拉线连接运移机构，通过夹剪拉线连接夹持剪切机构，通过操纵机构控制夹持剪切机构采摘草莓，采摘后的草莓经平行四杆运移机构平动运移至传送机构，经传送机构运送至末端，落入收集装置，直立身体即可准确操作，简便灵活，不伤草莓。

Description

小型草莓采摘收集机

技术领域

本发明属于水果采摘机械技术领域，特别是涉及一种小型草莓采摘收集机，可实现草莓的自动采摘。

背景技术

草莓口感好、营养丰富，越来越受到人们的喜爱，种植面积越来越大，经济效益显著。由于草莓的结果周期长，分期成熟，不能一次性收获，且因草莓田间分布无规律、果体脆弱，故草莓采摘收获很难实现机械化。现有草莓采摘机器人作业效率低、结构复杂、价格昂贵，仍处于科研试验阶段，尚未推广应用。目前草莓收获靠人力采摘，劳动强度高。因此，研究一种人工辅助的小型草莓采摘收集机是非常必要的。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种小型草莓采摘收集机，方便使用，操作灵活，降低了劳动强度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种小型草莓采摘收集机，包括：

机架，由机架横梁和两机架纵梁构成的框架结构，机架下端连接行走和支撑装置，机架工作后端连接手柄支杆；

传送机构，安装在机架两侧草莓传送护板内，一端置于运移机构的下方，另一端靠近机架工作后端；

夹持剪切机构，通过运移机构连接在传送机构工作前端的上方，夹持剪切机构上方设置透明分叶装置；通过运移机构前后摆动，运移采摘后的草莓至传送机构上；

收集装置，连接在传送机构末端下方的机架上；

操纵机构，包括左、右侧控制手柄、运移拉线和夹剪拉线，左侧或右侧控制手柄分别连接并控制运移拉线或夹剪拉线一端，夹剪拉线另一端连接在夹持剪切机构上，运移拉线另一端连接在运移机构上；

通过操纵机构控制夹持剪切机构采摘草莓，采摘后的草莓经运移机构运移至传送机构，经传送机构运送至末端，掉落在其下方的收集装置中。

进一步地，所述夹持剪切机构包括夹剪杆、刀片、夹剪支架及夹剪驱动机构，所述刀片为两个，分别对称连接在两夹剪杆工作前端，夹剪杆另一端连接在夹剪支架上，夹剪杆31上连接夹剪驱动机构的夹剪连杆，夹剪支架上设置导槽，夹剪驱动机构的驱动导杆置于导槽内，沿导槽滑动，驱动导杆通过拉线拉杆连接夹剪拉线，夹剪拉线连接在手柄支杆上，通过拉动手柄支杆实现两刀片相对运动剪切草莓柄。

进一步地，所述夹剪驱动机构包括对称设置的夹剪连杆、驱动拉杆和复位摆杆，及在两复位摆杆间连接的夹剪复位弹簧，其中夹剪连杆一端铰接在夹剪杆上，另一端分别铰接驱动拉杆和复位摆杆，两驱动拉杆通过驱动导杆铰接，两复位摆杆分别通过铰接轴铰接在支架38上，两复位摆杆间连接夹剪复位弹簧。

进一步地，在所述刀片下方，夹剪杆前端内侧带有柔性垫，柔性垫内侧边缘超出刀片刃口距离b＝0.5～1mm，实现草莓果柄先夹紧再切断,所述柔性垫夹持果柄时变形，在夹持住草莓果柄进行剪切运移的同时，防止草莓果柄破损。

进一步地，所述夹剪拉线连杆上还设置有夹剪拉线调节加紧装置。

进一步地，所述分叶装置为透明分叶件，所述分叶件的前段为弧形面或球面结构。

进一步地，所述运移机构包括设置在夹剪驱动机构两侧的平行四杆机构，在一侧的平行四杆机构上连接摆动定位驱动机构，摆动定位驱动机构连接在机架纵梁上。

进一步地，所述平行四杆机构分为左侧和右侧平行四杆机构，对称设置在机架两侧纵梁和夹剪支架间，均包括两平行设置的平行连杆Ⅰ和平行连杆Ⅱ，与纵梁和夹剪支架形成平行四杆机构。

进一步地，所述摆动定位驱动机构包括拉杆、摆杆、回位弹簧及拉线定位件，平行四杆机构的后端连杆上铰接拉杆的一端，拉杆的另一端铰接摆杆的一端，摆杆另一端铰接在纵梁上，摆杆上还连接有运移拉线调节加紧装置，拉线调节加紧装置上连接运移拉线，运移拉线穿过固定在纵梁上的拉线定位件连接左侧控制手柄，回位弹簧连接在后端连杆和纵梁间。

进一步地，所述传送机构包括传送带、主动辊、从动辊、电机及减速器及电池，主动辊和从动辊间连接传送带，传送带倾斜设置，传送带上带有多个防止草莓下滑的柔性挡板，在传送带表层设置有柔性垫，电机及减速器连接主动辊，驱动主动辊转动，带动传送带运动运送草莓。

本发明的有益效果为：

1.利用本发明采摘草莓时，直立身体即可准确操作，操作简便，不伤草莓，成本低，可以大大降低劳动强度。随着草莓种植面积的增大，该草莓采摘器的市场潜力也越来越大，具有很高的推广应用价值。

2.本发明的夹持剪切机构上方两侧设置透明分叶装置，既方便操作者观察，又能将草莓叶子分开，防止叶子和叶柄对草莓果柄剪切的干扰利于夹剪草莓柄。夹剪后的草莓通过平行四杆运移机构平行运移，防止草莓翻转致破损，草莓直接落入传送带上传送。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中I部放大示意图。

图4为夹持剪切机构的局部结构示意图。

图5为图4的II部放大示意图。

图中：1.横梁，2.主动辊，3.收集盒，4.支腿，5.收集装置支架，6.运移拉线定位件，7.左侧纵梁，8.地轮支架，9.地轮，10.侧护板，11.从动辊，12.左侧平行四杆机构，121.平行连杆Ⅰ，122.平行连杆Ⅱ，13.夹持剪切机构，14.夹剪拉线，15.回位弹簧，16.拉杆，17.摆杆，18.运移拉线调节加紧装置，19.传送带，20.柔性挡板，21.手柄支杆，22.电池，23.右侧平行四杆机构，24.右侧纵梁，25.联轴器，26.电机及减速器，27.右侧控制手柄，28.手柄套，29.手柄，30.左侧控制手柄，31.夹剪杆，32.刀片，33.驱动拉杆，34.分叶件，35.驱动导杆，36.拉线连杆，37.夹剪拉线调节加紧装置，38.夹剪支架，39.夹剪复位弹簧，40.复位摆杆，41.铰接轴，42.夹板，43.夹剪连杆，44.导槽，45.柔性垫，46.运移拉线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例：如图1、图2所示，本发明一种小型草莓采摘收集机，包括：

机架，由机架横梁1和两机架纵梁(左侧纵梁7和右侧纵梁24)构成的框架结构，两侧机架纵梁上分别连接侧护板10，机架下端连接行走和支撑装置，机架工作后端连接手柄支杆21；

传送机构，安装在机架两侧草莓传送护板10内，一端置于运移机构的下方，另一端靠近机架工作后端；

夹持剪切机构13，通过运移机构连接在传送机构工作前端的上方，夹持剪切机构13上方设置透明分叶装置；通过运移机构前后摆动，运移采摘后的草莓至传送机构上；

收集装置，为一收集盒3，通过收集装置支架5支撑连接在传送机构末端下方的机架上；

操纵机构，包括左侧控制连接30、右侧控制手柄27、运移拉线46和夹剪拉线14，本例左侧控制连接30和右侧控制手柄27分别连接并控制运移拉线46和夹剪拉线14的一端，夹剪拉线14另一端连接在夹持剪切机构13上，运移拉线46另一端连接在运移机构上；

本例行走和支撑装置是在靠近机架工作前端连接地轮9，地轮9通过地轮支架8支撑连接在机架上，机架工作后端的横梁1上连接两个支腿4，当遇到草莓需要采摘时，提起支腿4，推动地轮9前行，进行采摘；不需采摘时，通过两支腿4和地轮实现采摘机的平稳停放。

在机架上支腿4上方连接手柄支杆21，手柄支杆21上连接手柄29，手柄29两侧套置有手柄套28，形成左右操控手柄，在手柄29两侧分别设置左侧控制手柄30和右侧控制手柄27；分别连接并控制运移拉线46和夹剪拉线14；

本发明通过操纵机构控制夹持剪切机构13采摘草莓，采摘后的草莓经平行四杆运移机构平动向工作后端运移至传送机构并放下草莓，经传送机构运送至末端，送入其下方的收集装置中。其中草莓运移机构摆动至传送机构上方时，刀片至传送带间的距离及传送机构末端到收集盒间的距离，都是在保证整个机构运行的前提下距离最短，保证放置草莓时不致破损。

如图3、图4所示，所述夹持剪切机构13包括夹剪杆31、刀片32、夹剪支架38及夹剪驱动机构，所述刀片32为两个，分别对称连接在两夹剪杆31工作前端，夹剪杆31另一端连接在夹剪支架38上，夹剪杆31上连接夹剪驱动机构的连杆43，夹剪支架38上设置导槽44，夹剪驱动机构13的驱动导杆35置于导槽44内，沿导槽44滑动，驱动导杆35通过拉线拉杆36连接夹剪拉线14，夹剪拉线14连接在右侧控制手柄27上，通过右侧控制手柄27实现两刀片32相对运动剪切草莓柄。所述夹持剪切机构13是果柄夹持与剪切两机构功能合一，一个操作动作可完成果柄夹持与剪切，结构简单、工作可靠。

如图4所示，所述夹剪驱动机构包括对称设置的夹剪连杆43、驱动拉杆33和复位摆杆40，及在两复位摆杆40间连接的夹剪复位弹簧39，其中夹剪连杆43一端铰接在夹剪杆31上，另一端分别铰接驱动拉杆33和复位摆杆40，两驱动拉杆33通过驱动导杆35铰接，两复位摆杆40分别通过铰接轴41铰接在支架38上，两复位摆杆40间连接夹剪复位弹簧39。

如图3所示，在所述刀片32下方，夹剪杆31前端内侧装有柔性垫45，柔性垫45伸出刀片刃口距离a＝0.5～1mm，本例a＝0.5mm，实现草莓果柄先夹紧再切断,夹紧果柄时，柔性垫45变形，在夹住果柄进行剪切运移的同时不伤果柄。采摘后的草莓经所述柔性垫45进入传送带19传送，防止草莓破损。

所述拉线连杆36上还设置有夹剪拉线调节加紧装置37，以调节夹剪拉线的长短，是在拉线连杆36上连接螺栓37，其上带有夹剪拉线穿过的孔，调节夹剪拉线长度后，旋紧螺栓37即可实现夹剪拉线的调节加紧。所述夹剪拉线通过定位件固定在支架38上，定位件与夹剪拉线的外套连接固定，以定位夹剪拉线位置。

所述透明分叶装置是设置在夹持剪切机构13上方的透明分叶件，本例所述分叶件的前段外侧为球面，后端为柱面，由弧形板围成。用于分开叶子，方便找到叶子下的草莓，也可避免切割叶柄和缠绕夹持剪切机构。

所述运移机构包括设置在夹持剪切机构13两侧的平行四杆机构，在一侧的平行四杆机构和机架纵梁间连接摆动定位驱动机构，所述平行四杆机构分为左侧和右侧平行四杆机构，对称设置在机架两侧纵梁和夹剪支架38间，均包括两平行设置的平行连杆Ⅰ121和平行连杆Ⅱ122，与纵梁和支架38形成平行四杆机构；本例摆动定位驱动机构连接在左侧纵梁7和左侧平行四杆机构12上。夹剪杆31底部连接夹板42，通过夹板42连接运移机构的平行连杆Ⅰ121。本发明采用平行四杆运移机构，带动夹持剪切机构13摆动，将剪切下的草莓以不变的角度向后运移，近距离放入电机带动的传送带19上，避免草莓翻转和损伤。

所述摆动定位驱动机构包括拉杆16、摆杆17、回位弹簧15及拉线定位件6，平行四杆机构的后端连杆Ⅱ122上铰接拉杆16的一端，拉杆16的另一端铰接摆杆17的一端，摆杆17另一端铰接在纵梁7上，摆杆17上还连接有运移拉线调节加紧装置18，拉线调节加紧装置18上连接运移拉线46，运移拉线46穿过固定在纵梁上的拉线定位件6连接左侧控制手柄30，回位弹簧15连接在后端连杆122和纵梁7间。所述运移拉线调节加紧装置18，与夹剪拉线调节加紧装置37结构相同，拉线定位件6为定位环与夹剪拉线定位件结构相同，与运移拉线46的外套连接固定，以定位运移拉线位置。

如图1所示，所述传送机构包括传送带19、主动辊2、从动辊11、电机及减速器26及电池22，主动辊2和从动辊11间连接传送带19，传送带19倾斜设置，传送带19上带有多个防止草莓下滑的柔性挡板20，在传送带19表层设置有柔性垫，电机及减速器26通过联轴器25连接主动辊2，驱动主动辊2转动，带动传送带19运动运送草莓。所述柔性挡板20为泡沫板或海绵板。或者，所述柔性挡板20是在挡板靠近草莓侧设置柔性垫。柔性垫为泡沫垫或海绵垫。避免草莓损伤。本例电机及减速器26连接电池22，通过电池22供电。

本发明的工作过程：

本发明在使用时，由操作人员手扶手柄支杆21上的手柄推动整个机构通过地轮9带动前行，在手柄支杆21下方的支腿4，用于不作业时，配合地轮9进行支撑停放。当发现草莓需要进行采摘时，分叶装置的分叶件34分开两侧茎叶，露出草莓，将刀片32置于草莓柄两侧，拉动右侧控制手柄27，与其连接的夹剪拉线14被拉动，带动与其连接的拉线拉杆36运动，进而带动驱动导杆35沿导槽44滑动，带动两驱动拉杆33、夹剪连杆43相对运动，使两夹剪杆31相对运动，位于刀片之下夹剪杆上的柔性垫45，先于刀片32夹持住草莓柄，之后刀片32进行剪切动作；这时，拉动左侧控制手柄30，与其连接的运移拉线46带动摆杆17摆动，从而带动与摆杆17连接的拉杆16拉动平行四杆机构的平行连杆Ⅱ122，带动整个夹持剪切机构水平向后移动，剪切草莓柄后的草莓，由平行四杆机构形成的运移机构水平带动后移至传送带19上方，松开右侧控制手柄27，草莓放至传送带19上，通过电机及减速机26驱动传送带19运行，运送草莓至传送带19末端，进入收集装置的收集盒3中。在松开右侧控制手柄27后，草莓夹持剪切机构13在其两复位摆杆40间连接的夹剪复位弹簧39作用下，迅速复位，采摘下一个草莓。

实施例2：本例与实施例1不同的是：本例中所述柔性垫45伸出刀片刃口距离a＝1mm，实现草莓果柄先夹紧再切断,夹紧果柄时，柔性垫45变形，在夹住果柄的同时不伤果柄。采摘后的草莓经所述柔性垫45进入传送带19传送，防止草莓破损。

实施例3：本例与实施例1不同的是：本例中所述柔性垫45伸出刀片刃口距离a＝0.8mm，实现草莓果柄先夹紧再切断,夹紧果柄时，柔性垫45变形，在夹住果柄的同时不伤果柄。采摘后的草莓经所述柔性垫45进入传送带19传送，防止草莓破损。

实施例4：本例与实施例1不同的是：本例中所述柔性垫45伸出刀片刃口距离a＝0.6mm，实现草莓果柄先夹紧再切断,夹紧果柄时，柔性垫45变形，在夹住果柄的同时不伤果柄。采摘后的草莓经所述柔性垫45进入传送带19传送，防止草莓破损。

Claims (7)

1.一种小型草莓采摘收集机，其特征在于：包括：

机架，由机架横梁和两机架纵梁构成的框架结构，机架下端连接行走和支撑装置，机架工作后端连接手柄支杆；

传送机构，安装在机架两侧草莓传送护板内，一端置于运移机构的下方，另一端靠近机架工作后端；

夹持剪切机构，通过运移机构连接在传送机构工作前端的上方，夹持剪切机构上方设置透明分叶装置；通过运移机构前后摆动，运移采摘后的草莓至传送机构上；

收集装置，连接在传送机构末端下方的机架上；

操纵机构，包括左、右侧控制手柄、运移拉线和夹剪拉线，左侧或右侧控制手柄分别连接并控制运移拉线或夹剪拉线一端，夹剪拉线另一端连接在夹持剪切机构上，运移拉线另一端连接在运移机构上；

通过操纵机构控制夹持剪切机构采摘草莓，采摘后的草莓经运移机构运移至传送机构，经传送机构运送至末端，掉落在其下方的收集装置中；

所述运移机构包括设置在夹剪驱动机构两侧的平行四杆机构，在一侧的平行四杆机构上连接摆动定位驱动机构，摆动定位驱动机构连接在机架纵梁上;

所述平行四杆机构分为左侧和右侧平行四杆机构，对称设置在机架两侧纵梁和夹剪支架间，均包括两平行设置的平行连杆Ⅰ和平行连杆Ⅱ，与纵梁和夹剪支架形成平行四杆机构;

所述摆动定位驱动机构包括拉杆、摆杆、回位弹簧及拉线定位件，平行四杆机构的后端连杆上铰接拉杆的一端，拉杆的另一端铰接摆杆的一端，摆杆另一端铰接在纵梁上，摆杆上还连接有运移拉线调节加紧装置，拉线调节加紧装置上连接运移拉线，运移拉线穿过固定在纵梁上的拉线定位件连接右或左侧控制手柄，回位弹簧连接在后端连杆和纵梁间。

2.根据权利要求1所述的小型草莓采摘收集机，其特征在于：所述夹持剪切机构包括夹剪杆、刀片、夹剪支架及夹剪驱动机构，所述刀片为两个，分别对称连接在两夹剪杆工作前端，夹剪杆另一端连接在夹剪支架上，夹剪杆上连接夹剪驱动机构的夹剪连杆，夹剪支架上设置导槽，夹剪驱动机构的驱动导杆置于导槽内，沿导槽滑动，驱动导杆通过拉线拉杆连接夹剪拉线，夹剪拉线连接在左或右控制手柄上，通过拉动控制手柄实现两刀片相对运动剪切草莓柄。

3.根据权利要求2所述的小型草莓采摘收集机，其特征在于：所述夹剪驱动机构包括对称设置的夹剪连杆、驱动拉杆和复位摆杆，及在两复位摆杆间连接的夹剪复位弹簧，其中夹剪连杆一端铰接在夹剪杆上，另一端分别铰接驱动拉杆和复位摆杆，两驱动拉杆通过驱动导杆铰接，两复位摆杆分别通过铰接轴铰接在支架上，两复位摆杆间连接夹剪复位弹簧。

4.根据权利要求2所述的小型草莓采摘收集机，其特征在于：在所述刀片下方，夹剪杆前端内侧带有柔性垫，柔性垫内侧边缘超出刀片刃口距离b=0.5～1mm，实现草莓果柄先夹紧再切断,所述柔性垫夹持果柄时变形，在夹持住草莓果柄进行剪切运移的同时，防止草莓果柄破损。

5.根据权利要求2所述的小型草莓采摘收集机，其特征在于：所述夹剪拉线连杆上还设置有夹剪拉线调节加紧装置。

6.根据权利要求1所述的小型草莓采摘收集机，其特征在于：所述分叶装置为透明分叶件，所述分叶件的前段为弧形面或球面结构。

7.根据权利要求1所述的小型草莓采摘收集机，其特征在于：所述传送机构包括传送带、主动辊、从动辊、电机及减速器及电池，主动辊和从动辊间连接传送带，传送带倾斜设置，传送带上带有多个防止草莓下滑的柔性挡板，在传送带表层设置有柔性垫，电机及减速器连接主动辊，驱动主动辊转动，带动传送带运动运送草莓。

Images