CN108496553A - 传送带式水果采摘机 - Google Patents

Abstract

一种传送带式水果采摘机包括采摘机构、水果转移机构、机架、收集箱，所述采摘机构的下端与水果转移机构的上端固定连接，水果转移机构设置在机架上，机架还设有支撑平台，以盛放收集箱，所述采摘机构包括机械爪组件、机械爪支架、牵引组件，所述机械爪组件包括至少三个机械手指，所述机械手指均匀设置在机械爪支架上，机械手指包括第一指节、第二指节、第三指节，牵引组件包括第一牵引杆、第二牵引杆、第三牵引杆、第一牵引绳，第三牵引杆的下端与第一牵引绳的上端连接，以通过第一牵引绳带动第三牵引杆运动，从而带动第一指节、第二指节、第三指节转动，从而完成对水果的抓取，所述机械爪支架为环状，机械爪支架的下端与水果转移机构连通。

Description

传送带式水果采摘机

技术领域

本发明涉及水果采摘技术领域，尤其涉及一种传送带式水果采摘机。

背景技术

许多水果的树干都比较高，同时果型较大，采摘较为困难。例如椰子、榴莲、柚子。如果依靠手工进行采摘，那么效率比较低。现有技术也有通过机械手进行采摘的例子。例如，申请号为201310381637.5，名称为“一种椰子采摘机”的中国发明专利采用的技术方案为：一种椰子采摘机，包括摆臂组件、用于驱动摆臂组件的摆臂 驱动组件，椰子采摘机还包括一个采摘抓手，采摘抓手 通过机头连杆与摆臂组件的上端连接，所述采摘抓手安装在机头连杆的前端部；所述采摘抓手包括：步进电机、伺服电机、丝杠、圆锥 形滑套、圆柱台阶滑套、内手抓、外手抓、轴承；所述丝杠的一端连接步进电机的转轴，所述圆锥形滑套和圆柱台阶滑套套设在丝杠的中部，圆锥形滑套和圆柱台阶滑套与丝杠螺纹配合；所述外手抓的前抓部通过铰链连接到轴承的外环，外手抓的后端部与圆锥形滑套的锥面通过滚珠滑动接触；所述内手抓的前抓部通过固定在轴承内环内的销轴转动连接， 内手抓的后端部与圆柱台阶滑套的内弧面滑动接触；所述伺服电机的转轴与轴承的内环连接，带动内手抓转动。

上述方案通过内抓手和外抓手的配合，将果蒂拧断，避免了人工攀爬采摘、 采摘机刀具切割采摘的危险，提高了采摘作业安全性。但是该方案每采摘一个椰子就需要通过液压系统的伸缩将椰子搬运下来，效率较低且成本较高。同时上述方案的内抓手和外抓手形成的空腔为柱状，但是水果一般呈橄榄形或梨形，因此抓取过程并不方便。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构简单、工作高效的传送带式水果采摘机。

一种传送带式水果采摘机包括采摘机构、水果转移机构、机架、收集箱，所述采摘机构的下端与水果转移机构的上端固定连接，水果转移机构设置在机架上，机架还设有支撑平台，以盛放收集箱，收集箱的上端敞开且与水果转移机构的下端连通，所述采摘机构包括机械爪组件、机械爪支架、牵引组件，所述机械爪组件包括至少三个机械手指，所述机械手指均匀设置在机械爪支架上，机械手指包括第一指节、第二指节、第三指节，第一指节的下端和第二指节的上端铰接，第二指节的下端和第三指节的上端铰接，第三指节的下端和机械爪支架的上端铰接，牵引组件包括第一牵引杆、第二牵引杆、第三牵引杆、第一牵引绳，第一牵引杆的上端与第一指节的下端铰接，第一牵引杆的下端与第二牵引杆的第一端铰接，第二牵引杆的第二端与第二指节的下端铰接，第二指节、第三指节、第二牵引杆具有同一个铰接转轴，第一牵引杆的下端还与第三牵引杆的上端铰接，第一指节、第二指节、第一牵引杆、第二牵引杆构成平面四杆机构，第二指节、第三指节、第二牵引杆、第三牵引杆构成平面四杆机构，第三牵引杆的下端与第一牵引绳的上端连接，以通过第一牵引绳带动第三牵引杆运动，从而带动第一指节、第二指节、第三指节转动，从而完成对水果的抓取，所述机械爪支架为环状，机械爪支架的下端与水果转移机构连通，以将采摘完的水果先后经过机械爪支架、水果转移机构进入收集箱。

有益效果：本发明的传送带式水果采摘机包括采摘机构、水果转移机构、机架、收集箱，采摘机构包括机械爪组件、机械爪支架、牵引组件，通过牵引组件带动机械爪组件运动，能够较为灵活地将水果从树上采摘下来，并通过水果转移机构输送到收集箱中。机械爪支架为环状，且牵引组件的配合，使得采摘下来的水果在通过水果转移机构时没有阻碍，提高了采摘效率。

附图说明

图1为本发明的传送带式水果采摘机的一较佳角度结构示意图。

图2为本发明的传送带式水果采摘机的另一角度的结构示意图。

图3为本发明的传送带式水果采摘机的采摘机构的一较佳角度的结构示意图。

图4为本发明的传送带式水果采摘机的采摘机构的另一角度的结构示意图。

图5为本发明的传送带式水果采摘机的局部结构示意图。

图6为本发明的采摘机构、水果转移机构的结构示意图。

图中：水果采摘机10、采摘机构20、机械爪组件201、机械手指2011、第一指节2012、第二指节2013、第三指节2014、机械爪支架202、一级固定环2021、引导轴2022、第一弹簧2023、二级活动环2024、第一牵引挂耳2025、三级连接环2026、腕部转动环2027、顶部铰接点20271、底部铰接点20272、第二牵引挂耳20273、第二牵引绳20274、第三牵引挂耳20275、第三牵引绳20276、牵引组件203、第一牵引杆2031、第二牵引杆2032、第三牵引杆2033、第一牵引绳2034、水果转移机构30、输送通道301、运输机构302、运输带3021、水果承载件3022、驱动组件3023、主动辊子30231、从动辊子30232、棘轮30233、棘爪30234、第一手柄30235、机架40、支撑平台401、牵引绳控制机构50、固定支架501、第一引导孔5011、活动支架502、第二引导孔5021、牵引套管503、引导盘5031、第二手柄504。

具体实施方式

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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

请参看图1至图6，传送带式水果采摘机10包括采摘机构20、水果转移机构30、机架40、收集箱，所述采摘机构20的下端与水果转移机构30的上端固定连接，水果转移机构30设置在机架40上，机架40还设有支撑平台401，以盛放收集箱，收集箱的上端敞开且与水果转移机构30的下端连通，所述采摘机构20包括机械爪组件201、机械爪支架202、牵引组件203，所述机械爪组件201包括至少三个机械手指2011，所述机械手指2011均匀设置在机械爪支架202上，机械手指2011包括第一指节2012、第二指节2013、第三指节2014，第一指节2012的下端和第二指节2013的上端铰接，第二指节2013的下端和第三指节2014的上端铰接，第三指节2014的下端和机械爪支架202的上端铰接，牵引组件203包括第一牵引杆2031、第二牵引杆2032、第三牵引杆2033、第一牵引绳2034，第一牵引杆2031的上端与第一指节2012的下端铰接，第一牵引杆2031的下端与第二牵引杆2032的第一端铰接，第二牵引杆2032的第二端与第二指节2013的下端铰接，第二指节2013、第三指节2014、第二牵引杆2032具有同一个铰接转轴，第一牵引杆2031的下端还与第三牵引杆2033的上端铰接，第一指节2012、第二指节2013、第一牵引杆2031、第二牵引杆2032构成平面四杆机构，第二指节2013、第三指节2014、第二牵引杆2032、第三牵引杆2033构成平面四杆机构，第三牵引杆2033的下端与第一牵引绳2034的上端连接，以通过第一牵引绳2034带动第三牵引杆2033运动，从而带动第一指节2012、第二指节2013、第三指节2014转动，从而完成对水果的抓取，所述机械爪支架202为环状，机械爪支架202的下端与水果转移机构30连通，以将采摘完的水果先后经过机械爪支架202、水果转移机构30进入收集箱。

在一较佳实施方式中，机械爪组件201包括四个机械手指2011，四个机械手指2011均匀设置在机械爪支架202上，其中两个相正对的手指为长手指，另外两个正相对的手指为断手指，以使机械爪在抓握水果时更加稳定。

本发明的传送带式水果采摘机10的机械手指2011包括第一指节2012、第二指节2013、第三指节2014，相邻的两个指节铰接，因此机械手指2011较为灵活，机械手指2011通过牵引组件203牵引，牵引组件203包括第一牵引杆2031、第二牵引杆2032、第三牵引杆2033、第一牵引绳2034、牵引架，通过机械手指2011与牵引组件203的配合，能够对不同形状和大小的水果进行采摘，水果采摘的范围较大，适应性较强。牵引组件203自身能够形成调节空间大小的空腔，有利于水果从牵引组件203中通过，不容易发生堵塞，在通过牵引组件203后，机械爪支架202为环状，因此也能够顺利从机械爪支架202通过，进而落入水果转移机构30内，最终通过水果转移机构30输送至收集箱中。

进一步的，所述机械爪支架202包括一级固定环2021、引导轴2022、二级活动环2024、三级连接环2026，一级固定环2021与机械手指2011铰接，一级固定环2021与引导轴2022的上端固定连接，二级活动环2024套设在引导轴2022上，二级活动环2024还与第三牵引杆2033铰接，且第三牵引杆2033位于一级固定环2021的内侧，二级活动环2024上设有第一牵引挂耳2025，第一牵引绳2034与第一牵引挂耳2025固定连接，以通过第一牵引绳2034带动二级活动环2024沿着引导轴2022向下运动，从而使机械手指2011收拢，引导轴2022上还套设第一弹簧2023，第一牵引绳2034带动二级活动环2024向下运动时，第一弹簧2023处于收缩状态，第一牵引绳2034松开后，第一弹簧2023复位，并带动二级活动环2024向上运动，使机械手指2011张开。

第一牵引绳2034在向下运动过程中，先将机械手指2011收拢，待机械手指2011不再进行收拢动作时，继续牵拉第一牵引绳2034，机械手指2011就会向下运动，从而拽动水果向下运动，完成采摘。采摘完毕后，松开第一牵引绳2034，第一弹簧2023复位，机械手指2011张开。

进一步的，所述机械爪支架202还包括腕部转动环2027，所述腕部转动环2027位于三级连接环2026的下方，腕部转动环2027的两端翘起，使腕部转动环2027形成两个相正对的顶部和两个相正对的底部，腕部转动环2027的顶部与三级连接环2026铰接，该铰接位置为顶部铰接点20271；腕部转动环2027的底部与水果转移机构30铰接，该铰接位置为底部铰接点20272，腕部转动环2027的顶部还设有第二牵引挂耳20273，第二牵引挂耳20273上设有第二牵引绳20274，以通过拉伸第二牵引绳20274，使腕部转动环2027带动三级连接环2026以及一级固定环2021绕着腕部转动环2027的底部铰接点20272转动，腕部转动环2027的顶部还设有第二弹簧，第二弹簧的上端与腕部转动环2027的顶部固定连接，腕部转动环2027的下端与水果转移机构30固定连接，以使腕部转动环2027在第二牵引绳20274的拉动后能够恢复原位；腕部转动环2027的底部铰接点20272的正上方的三级连接环2026上设有第三牵引挂耳20275，第三牵引挂耳20275上设有第三牵引绳20276，以通过拉伸第三牵引绳20276带动三级连接环2026以及一级固定环2021绕着腕部转动环2027的顶部铰接点20271转动，腕部转动环2027的底部还设有第三弹簧，第三弹簧的上端与三级连接环2026固定连接，第三弹簧的下端与腕部转动环2027的底部固定连接，以使腕部转动环2027在第三牵引绳20276的拉动后能够恢复原位。

通过腕部转动环2027、三级转动环、水果转移机构30、第二牵引绳20274、第三牵引绳20276、第二弹簧、第三弹簧的配合，能够使机械爪机架40像手腕一样前后左右晃动，从而更加利于水果采摘。

进一步的，所述水果转移机构30包括两个输送通道301、两个运输机构302，两个输送通道301的一侧铰接，两个输送通道301的另一侧设有销孔，当需要采摘水果时，两个输送通道301通过插销固定连接，当水果转移机构30闲置时，两个输送通道301折叠，上方的输送通道301的上端与腕部转动环2027铰接，下方的输送通道301的下端位于收集箱的正上方，运输机构302设置在输送通道301中，所述运输机构302包括运输带3021、若干水果承载件3022、驱动组件3023，所述运输带3021为环状，若干水果承载件3022均匀设置在运输带3021上，水果承载件3022的一端与运输带3021固定连接，水果承载件3022的另一端悬空并设有承载环，水果掉落后从机械爪支架202落到承载环上，驱动组件3023包括主动辊子30231、从动辊子30232、棘轮30233、与棘轮30233相配合的棘爪30234、第一手柄30235，所述主动辊子30231和从动辊子30232设置在运输带3021的两端，主动辊子30231、从动辊子30232与运输带3021表面为摩擦接触，主动辊子30231带动运输带3021转动，棘轮30233、第一手柄30235与主动辊子30231的转轴为一般键连接。棘爪30234设置在输送通道301侧壁上，以使运输带3021单项转动，通过转动第一手柄30235使棘轮30233和主动辊子30231转动，从而使运输带3021转动。

当水果掉落到承载环上时，转动第一手柄30235，使得运输带3021上空置的承载环转动到机械爪的下方，第一手柄30235停止转动后，由于棘轮30233、棘爪30234的作用，运输带3021不会反向运动，每采摘完一个水果，就操作第一手柄30235转动一次，从而完成对水果的采摘。当含有水果的承载环运动到运输带3021的端部时，随着运输带3021的转动，承载环完成倾倒动作，水果落入收集箱。

进一步的，所述传送带式水果采摘机10还包括牵引绳控制机构50，以方便控制第一牵引绳、第二牵引绳20274、第三牵引绳20276，所述牵引绳控制机构50包括引导第一牵引绳的第一引导管、引导第二牵引绳20274和第三牵引绳20276的第二引导管、固定支架501、活动支架502、牵引套管503、第二手柄504，所述第一引导管和第二引导管设置在输送通道301的侧壁上，固定支架501与机架40固定连接，固定支架501设有第一引导孔5011，第一引导孔5011方向向下，活动支架502的上端为柱状且套设在固定支架501的第一引导孔5011内，以使活动支架502在第一引导孔5011内水平转动，活动支架502的下端设有第二引导孔5021，第二引导孔5021方向水平，牵引套管503的第一端通过第二引导孔5021与活动支架502铰接，以使牵引套管503上下运动，牵引套管503的第二端设有引导盘5031，引导盘5031与牵引套管503同轴，第一牵引绳、第二牵引绳20274与引导盘5031固定连接，以通过牵引套管503的水平转动或上下转动拉伸第一牵引绳或第二牵引绳20274，第二手柄504套设在牵引套管503中，第二手柄504的第一端与第一牵引绳固定连接，以通过第二手柄504在牵引套管503中的前后移动拉伸第一牵引绳。

通过操作牵引绳控制机构50，能够方便地完成对水果的采摘。如果要对机械爪组件201进行收拢动作，那么就操作第二手柄504在牵引套管503内向后运动，收紧第一牵引绳，使得机械爪组件201收缩，进一步的使机械爪组件201向下运动，对水果进行采摘。如果果柄较为结实，那么就操作第二手柄504带动牵引套筒上下左右转动，如此晃动机械爪组件201，使得机械爪组件201像手腕一样活动，以利于采摘。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种传送带式水果采摘机，其特征在于：包括采摘机构、水果转移机构、机架、收集箱，所述采摘机构的下端与水果转移机构的上端固定连接，水果转移机构设置在机架上，机架还设有支撑平台，以盛放收集箱，收集箱的上端敞开且与水果转移机构的下端连通，所述采摘机构包括机械爪组件、机械爪支架、牵引组件，所述机械爪组件包括至少三个机械手指，所述机械手指均匀设置在机械爪支架上，机械手指包括第一指节、第二指节、第三指节，第一指节的下端和第二指节的上端铰接，第二指节的下端和第三指节的上端铰接，第三指节的下端和机械爪支架的上端铰接，牵引组件包括第一牵引杆、第二牵引杆、第三牵引杆、第一牵引绳，第一牵引杆的上端与第一指节的下端铰接，第一牵引杆的下端与第二牵引杆的第一端铰接，第二牵引杆的第二端与第二指节的下端铰接，第二指节、第三指节、第二牵引杆具有同一个铰接转轴，第一牵引杆的下端还与第三牵引杆的上端铰接，第一指节、第二指节、第一牵引杆、第二牵引杆构成平面四杆机构，第二指节、第三指节、第二牵引杆、第三牵引杆构成平面四杆机构，第三牵引杆的下端与第一牵引绳的上端连接，以通过第一牵引绳带动第三牵引杆运动，从而带动第一指节、第二指节、第三指节转动，从而完成对水果的抓取，所述机械爪支架为环状，机械爪支架的下端与水果转移机构连通，以将采摘完的水果先后经过机械爪支架、水果转移机构进入收集箱。

2.如权利要求1所述的传送带式水果采摘机，其特征在于：所述机械爪支架包括一级固定环、引导轴、二级活动环、三级连接环，一级固定环与机械手指铰接，一级固定环与引导轴的上端固定连接，二级活动环套设在引导轴上，二级活动环还与第三牵引杆铰接，且第三牵引杆位于一级固定环的内侧，二级活动环上设有第一牵引挂耳，第一牵引绳与第一牵引挂耳固定连接，以通过第一牵引绳带动二级活动环沿着引导轴向下运动，从而使机械手指收拢，引导轴上还套设第一弹簧，第一牵引绳带动二级活动环向下运动时，第一弹簧处于收缩状态，第一牵引绳松开后，第一弹簧复位，并带动二级活动环向上运动，使机械手指张开。

3.如权利要求2所述的传送带式水果采摘机，其特征在于：所述机械爪支架还包括腕部转动环，所述腕部转动环位于三级连接环的下方，腕部转动环的两端翘起，使腕部转动环形成两个相正对的顶部和两个相正对的底部，腕部转动环的顶部与三级连接环铰接，该铰接位置为顶部铰接点；腕部转动环的底部与水果转移机构铰接，该铰接位置为底部铰接点，腕部转动环的顶部还设有第二牵引挂耳，第二牵引挂耳上设有第二牵引绳，以通过拉伸第二牵引绳，使腕部转动环带动三级连接环以及一级固定环绕着腕部转动环的底部铰接点转动，腕部转动环的顶部还设有第二弹簧，第二弹簧的上端与腕部转动环的顶部固定连接，腕部转动环的下端与水果转移机构固定连接，以使腕部转动环在第二牵引绳的拉动后能够恢复原位；腕部转动环的底部铰接点的正上方的三级连接环上设有第三牵引挂耳，第三牵引挂耳上设有第三牵引绳，以通过拉伸第三牵引绳带动三级连接环以及一级固定环绕着腕部转动环的顶部铰接点转动，腕部转动环的底部还设有第三弹簧，第三弹簧的上端与三级连接环固定连接，第三弹簧的下端与腕部转动环的底部固定连接，以使腕部转动环在第三牵引绳的拉动后能够恢复原位。

4.如权利要求3所述的传送带式水果采摘机，其特征在于：所述水果转移机构包括两个输送通道、两个运输机构，两个输送通道的一侧铰接，两个输送通道的另一侧设有销孔，当需要采摘水果时，两个输送通道通过插销固定连接，当水果转移机构闲置时，两个输送通道折叠，上方的输送通道的上端与腕部转动环铰接，下方的输送通道的下端位于收集箱的正上方，运输机构设置在输送通道中，所述运输机构包括运输带、若干水果承载件、驱动组件，所述运输带为环状，若干水果承载件均匀设置在运输带上，水果承载件的一端与运输带固定连接，水果承载件的另一端悬空并设有承载环，水果掉落后从机械爪支架落到承载环上，驱动组件包括主动辊子、从动辊子、棘轮、与棘爪相配合的棘爪、第一手柄，所述主动辊子和从动辊子设置在运输带的两端，主动辊子、从动辊子与运输带表面为摩擦接触，主动辊子带动运输带转动，棘轮、第一手柄与主动辊子的转轴为一般键连接。棘爪设置在输送通道侧壁上，以使运输带单项转动，通过转动第一手柄使棘轮和主动辊子转动，从而使运输带转动。

5.如权利要求4所述的传送带式水果采摘机，其特征在于：所述传送带式水果采摘机还包括牵引绳控制机构，以方便控制第一牵引绳、第二牵引绳、第三牵引绳，所述牵引绳控制机构包括引导第一牵引绳的第一引导管、引导第二牵引绳和第三牵引绳的第二引导管、固定支架、活动支架、牵引套管、第二手柄，所述第一引导管和第二引导管设置在输送通道的侧壁上，固定支架与机架固定连接，固定支架设有第一引导孔，第一引导孔方向向下，活动支架的上端为柱状且套设在固定支架的第一引导孔内，以使活动支架在第一引导孔内水平转动，活动支架的下端设有第二引导孔，第二引导孔方向水平，牵引套管的第一端通过第二引导孔与活动支架铰接，以使牵引套管上下运动，牵引套管的第二端设有引导盘，引导盘与牵引套管同轴，第一牵引绳、第二牵引绳与引导盘固定连接，以通过牵引套管的水平转动或上下转动拉伸第一牵引绳或第二牵引绳，第二手柄套设在牵引套管中，第二手柄的第一端与第一牵引绳固定连接，以通过第二手柄在牵引套管中的前后移动拉伸第一牵引绳。