CN108522001B - 草莓拾取装置及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业自动化技术领域，具体涉及一种草莓拾取装置及其装配方法，其中，装置包括滚筒以及支撑轴，所述支撑轴的中心线与所述滚筒的中心线重合；拾取辊传动模块，贯穿所述支撑轴固定在所述滚筒内侧的一端部；所述拾取辊传动模块的直径与所述滚筒的内径相同；若干前端接触块，按照内高外低的形式，呈预设角度排列在所述滚筒外侧。通过将前端接触块设置为内高外低的形式，使得螺旋式拾取方式能够巧妙地运用果梗对草莓的拉力；在拉力，前端接触块的支持力与草莓自身重力的三力作用下，运用螺旋运动通过前端接触块对草莓进行拾取，使得拾取过程更加平滑顺利，能够减小草莓拾取过程中的对草莓表皮的伤害，减小果农损失。

Description

草莓拾取装置及其装配方法

技术领域

本发明属于农业自动化化技术领域，具体涉及一种草莓拾取装置及其装配方法。

背景技术

为保证草莓使用和外观品质，需要在收获日期每日早晚十分挑选采摘成熟果实，对于供向市场的草莓果农来说仍需要大量的人力，所花费人力成本占草莓种植生产成本为1/4，因此，需要草莓采摘机器的设计投入。

目前，针对草莓的摘取方式大部分草莓拾取装置的设计，采用的是仿人手的摘取方式，在前端使用压力传感器控制夹持力的大小防止夹坏草莓，有的采用柔体机器人抓取草莓，这种方式同样对力的大小的控制要求较高，且工作环境要求也高。此外，仿人手的摘取装置主要是针对的草莓种植方式是高架培养，而我国大部分草莓果农的种植方式为垄作草莓。对于上述草莓采摘装置而言，其结构复杂，所占体积过大，并不适用于垄作草莓的采摘，从而导致采摘效率过低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的针对垄作草莓采摘装置的采摘效率低的缺陷。

鉴于此，本发明提供一种草莓拾取装置，包括：

滚筒以及支撑轴，所述支撑轴的中心线与所述滚筒的中心线重合；

拾取辊传动模块，贯穿所述支撑轴固定在所述滚筒内侧的一端部；所述拾取辊传动模块的直径与所述滚筒的内径相同；

若干前端接触块，按照内高外低的形式，呈预设角度排列在所述滚筒外侧。

可选地，所述拾取辊传动模块包括：拾取辊支撑件，镜像拾取辊支撑件，拾取辊传动连接件以及凸轮；

所述拾取辊支撑件与所述镜像拾取辊支撑件分别位于所述拾取辊传动模块的两侧，通过第一轴承径向固定在所述支撑轴上；

所述凸轮固定在所述支撑轴上。

可选地，所述拾取辊传动模块包括：一个所述拾取辊支撑件，一个所述镜像拾取辊支撑件，六个所述拾取辊传动连接件以及一个所述凸轮。

可选地，所述拾取辊传动连接件包括：第二轴承，第二轴承固定销，连接杆定位件，扭簧定位销，扭簧，连接杆限位块以及传动连接杆；

所述第二轴承通过所述第二轴承固定销并排固定于所述传动连接杆的长端，并循着所述凸轮路径滚动；

所述传动连接杆通过所述连接杆定位件固定在所述连接杆限位块的卡槽内，其凸出的较短一端部分与所述前端接触块连接；

所述连接杆限位块通过上方的圆形突起与所述滚筒上的圆孔配合，确定所述连接杆限位块在所述滚筒上的位置；

所述扭簧通过所述扭簧定位销固定在所述连接杆限位块上，且一端抵住所述传动连接杆，另一端抵住所述滚筒的内壁，使得所述凸轮与所述第二轴承始终保持相切接触的状态。

可选地，所述拾取辊传动连接件包括：一个所述第二轴承，一个所述第二轴承固定销，一个所述连接杆定位件，一个所述扭簧定位销，一个所述扭簧，一个所述连接杆限位块以及一个所述传动连接杆。

可选地，还包括设置在所述滚筒内侧的另一端部的动力块；

所述动力块的齿轮与所述草莓拾取装置的同步带轮相连，所述动力块的顶端通过动力块固定件固定在滚筒内侧，用于将所述同步带轮的动力传递给所述草莓拾取装置；所述动力块的中心孔与所述第一轴承相配合，固定在所述支撑轴上。

可选地，所述滚筒以及所述传动辊传动模块分别为三节。

本发明还提供一种草莓拾取装置的装配方法，包括：

将支撑轴安装在滚筒中间；

将拾取辊传动模块安装在所述支撑轴上，所述拾取辊传动模块的直径与所述滚筒的内径相同；

安装前端接触块，按照内高外低的形式，呈预设角度排列在所述滚筒外侧。

可选地，所述拾取辊传动模块包括：拾取辊支撑件，镜像拾取辊支撑件，拾取辊传动连接件以及凸轮；所述拾取辊传动连接件包括：第二轴承，第二轴承固定销，连接杆定位件，扭簧定位销，扭簧，连接杆限位块以及传动连接杆；

所述将拾取辊传动模块安装在所述支撑轴上，包括：

所述支撑轴和所述凸轮配合安装在所述滚筒中间，所述连接杆限位块通过滚筒中间孔定位，且所述连接杆限位块的内侧与所述凸轮相切；

所述拾取辊支撑件和所述镜像拾取辊支撑件从所述滚筒两边安装，并通过所述第一轴承径向固定在所述支撑轴上。

可选地，所述滚筒以及所述拾取辊传动模块各为三节；所述装配方法包括：

依次安装中间一节，第一节以及第三节的所述滚筒以及所述拾取辊传动模块；

安装所述前端接触块。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明通过将前端接触块设置为内高外低的形式，使得螺旋式拾取方式能够运用果梗对草莓的拉力；在拉力，前端接触块的支持力与草莓自身重力的三力作用下，运用螺旋运动通过前端接触块对草莓进行拾取，使得拾取过程更加平滑顺利，能够减小草莓拾取过程中的对草莓表皮的伤害，减小果农损失。

2.本发明中拾取辊支撑件与镜像拾取辊支撑件分别位于拾取辊传动模块的两侧，通过第一轴承径向固定在支撑轴上，能够传递滚筒的旋转动力，使得滚筒受力均匀，同时具有能够支撑整个拾取螺旋辊，保持滚筒弧度的功能。

3.本发明中由于凸轮的存在，前端接触块外侧能够始终在位于草莓拾取装置最低处时处于水平状态，将草莓抬起。最终当草莓超过草莓拾取装置最高点时，草莓能够顺着前端接触块自由下落进入草莓采摘的下一个阶段。

4.本发明中动力块的中心孔内与第一轴承相配合，固定在支撑轴上，使得除支撑轴外的其余零件都能做逆时针旋转运动，以螺旋的方式将草莓拾取上来，以减小对草莓的损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例中的草莓拾取装置的一侧结构图；

图2是本发明实施例中的草莓拾取装置的另一侧结构图；

图3是本发明实施例中的草莓拾取装置的整体爆炸图；

图4是本发明实施例中的拾取辊传动模块的结构示意图；

图5是本发明实施例中的拾取辊传动模块的爆炸图；

图6是本发明实施例中的拾取辊传动连接件的结构示意图；

图7是本发明实施例中的拾取辊传动连接件的爆炸图；

图8是本发明实施例中的草莓拾取装置的轴向视图；

图9至图13是本发明实施例中草莓拾取装置的工作过程图；

附图标记：100-前端接触块；200-滚筒；300-动力块固定件；400-拾取辊传动模块；410-拾取辊支撑件；420-拾取辊传动连接件；421-第二轴承；422-第二轴承固定销；423-连接杆定位件；424-扭簧定位销；425-扭簧；426-连接杆限位块；427-传动连接杆；430-镜像拾取辊支撑件；440-凸轮；500-支撑轴；600-第一轴承；700-动力块；800-草莓；900-田垄。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种草莓拾取装置，如图1所示，包括滚筒200，支撑轴500，拾取辊传动模块400以及若干前端接触块100。

如图1以及图3所示，支撑轴500贯穿滚筒200设置，其中心线与滚筒200的中心线重合。拾取辊传动模块400，贯穿支撑轴500，固定在滚筒200内侧的一端部。拾取辊传动模块400的直径与滚筒200的内径相同。前端接触块100，按照内高外低的形式，呈预设角度排列在滚筒200的外侧。

本发明实施例中通过将前端接触块100设置为内高外低的形式，使得螺旋式拾取方式能够运用果梗对草莓的拉力；在拉力，前端接触块100的支持力以及草莓自身重力的三力作用下，运用螺旋运动通过前端接触块100对草莓进行拾取，使得拾取过程更加平滑顺利，能够减小草莓拾取过程中的对草莓表皮的伤害，减小果农损失。

如图4以及图5所示，拾取辊传动模块400，包括拾取辊支撑件410，镜像拾取辊支撑件430，拾取辊传动连接件420以及凸轮440。

其中，拾取辊支撑件410与镜像拾取辊支撑件430分别位于拾取辊传动模块400的两侧，通过第一轴承600径向固定在支撑轴500上，能够传递滚筒200旋转动力，使得滚筒200受力均匀，同时具有能够支撑整个草莓拾取装置，保持滚筒200弧度的功能。

如图5所示，凸轮440固定在支撑轴500上，其外形是根据草莓拾取装置所需的运动呈现形态设计，使得草莓拾取装置能够按照特定的运动形态运动。此外，由于凸轮440的存在，前端接触块100外侧能够始终在位于草莓拾取装置最低处时处于水平状态，将草莓抬起。最终，当草莓超过草莓拾取装置最高点时，草莓能够顺着前端接触块自由下落进入草莓采摘的下一个阶段。

在本实施例的一些可选实施方式中，如图8所示，拾取辊传动模块400包括：一个拾取辊支撑件410，一个镜像拾取辊支撑件430，六个拾取辊传动连接件420以及一个凸轮440。

如图6以及图7所示，拾取辊传动连接件420包括：第二轴承421，第二轴承固定销422，连接杆定位件423，扭簧定位销424，扭簧425，连接杆限位块426以及传动连接杆427。

如图7所示，第二轴承421通过第二轴承固定销422并排固定于传动连接杆427的长端，并循着凸轮440的路径滚动。传动连接杆427通过连接杆定位件423固定在连接杆限位块426的卡槽内，其凸出的较短一端部分与前端接触块100连接，起到连杆传递运动轨迹的作用。连接杆限位块426通过上方的圆形突起与滚筒200上的圆孔配合，确定连接杆限位块426在滚筒200上的位置。扭簧425通过扭簧定位销424固定在连接杆限位块426上，且一端抵住传动连接杆427，另一端抵住滚筒200的内壁，使得凸轮440与第二轴承421始终保持相切接触的状态。

在本实施例的一些可选实施方式中，拾取辊传动连接件420包括一个第二轴承421，一个第二轴承固定销422，一个连接杆定位件423，一个扭簧定位销424，一个扭簧425，一个连接杆限位块426以及一个传动连接杆427。

如图2所示，该草莓拾取装置还包括设置在滚筒200内侧的另一端部的动力块700。动力块700为整个草莓拾取装置的动力输入端，它的齿轮与草莓拾取装置的同步带轮相连。如图3所示，动力块700的顶端通过动力块固定件300固定在滚筒200内侧，用于将同步带轮的动力传递给草莓拾取装置。动力块300的中心孔与第一轴承600相配合，固定在支撑轴500上，使得除支撑轴500以外的其余零件都能做逆时针旋转运动，以螺旋的方式将草莓拾取上来。

在本实施例的一些可选实施方式中，滚筒200以及传动辊拾取模块400分别为三节。

如图8至图13所示，草莓800的种植方式为田垄900式的，草莓拾取装置的具体工作方式如下：动力块700齿轮部分与草莓拾取装置的同步带轮相连，动力块700顶端通过动力块固定件300固定在滚筒200上，将同步带轮的动力传递给整个草莓拾取装置。在滚筒200逆时针转动过程中，由于草莓果梗为柔性的，前端接触块100的内侧先碰到草莓800的果梗，随着滚筒200的持续转动，使得草莓800在果梗的拉力作用下进入前端接触块100，并且能够保持位于前端接触块100的外侧即低端。由于凸轮440与传动连接杆427的共同作用下，前端接触块100外侧能够始终在位于草莓拾取装置最低处时处于水平状态，将草莓800抬起。最终当草莓800超过草莓拾取装置的最高点时，草莓800能够顺着前端接触块100自由下落进入草莓采摘的下一个阶段。

本发明实施例还提供了一种草莓拾取装置的装配方法，包括以下步骤：

S10，将支撑轴500安装在滚筒200中间。

S20，将拾取辊传动模块400安装在支撑轴500上，其中，拾取辊传动模块400的直径与滚筒200的内径相同。

S30，安装前端接触块100，按照内高外低的形式，呈预设角度排列在滚筒200外侧。

其中，拾取辊传动模块400包括拾取辊支撑件410，镜像拾取辊支撑件430，拾取辊传动连接件420以及凸轮440。拾取辊传动连接件420包括第二轴承421，第二轴承固定销422，连接杆定位件423，扭簧定位销424，扭簧425，连接杆限位块426以及传动连接杆427。

此外，步骤S20具体包括：

S21，支撑轴500和凸轮440配合安装在滚筒200中间，连接杆限位块426通过滚筒200中间孔定位，且连接杆限位块426的内侧与凸轮440相切。

S22，拾取辊支撑件410和镜像拾取辊支撑件430从滚筒200两边安装，并通过第一轴承600配合安装在支撑轴500上。

在本实施例的一些可选实施方式中，滚筒200以及拾取辊传动模块400各为三节；其中，装配方法包括：

依次安装中间一节，第一节以及第三节的滚筒200以及拾取辊传动模块400；最后，安装前端接触块100。具体装配方法如下：

先安装中间一节，支撑轴500和凸轮440配合安装在滚筒200中间，六个连接杆限位块420通过滚筒200中间孔定位，内侧与凸轮440相切；拾取辊支撑件410和镜像拾取辊支撑件430从滚筒440两边安装，通过与第一轴承600过盈配合安装在支撑轴500上。中间一节安装完成后安装第一节时，镜像拾取辊支撑件430从滚筒440一边安装，凸轮440与支撑轴500配合安装在滚筒第一节上，六个连接杆限位块420通过滚筒200中间孔定位，内侧与凸轮440相切，拾取辊支撑件410紧贴连接杆限位块426与第一轴承600过盈配合安装在支撑轴500上。安装第三节时，拾取辊支撑件410从滚筒440一边安装，凸轮440与支撑轴500配合安装在滚筒第三节上，六个连接杆限位块420通过滚筒200中间孔定位，内侧与凸轮440相切，镜像拾取辊支撑件430紧贴连接杆限位块426与第一轴承600过盈配合安装在支撑轴500上。

前端接触块100按照内高外低的形式与传动连接杆427的一端连接，按照一定的角度排列在滚筒200外侧。动力块700顶端通过动力块固定件300固定在滚筒200上，将同步带轮的动力传递给整个草莓拾取装置，其中心孔与第一轴承600相配合，固定在支撑轴500上，使得除支撑轴500以及固定在支撑轴500上的凸轮440外的其余零件都能随着滚筒200做逆时针旋转运动。

本发明的有益效果在于：若前端接触块100始终与轴向方向平行，那么当草莓拾取装置与草莓果梗先接触，果实就会落到下个前端接触块100之中，形成了错位，降低了草莓拾取的精度且容易对草莓表面造成磨损。因此，在本发明中，通过设计具有一定螺旋角的前端接触块100的安装方式，使得螺旋式拾取方式能够巧妙地运用果梗对草莓的拉力，在拉力、前端接触块的支持力与草莓自身重力的三力作用下，运用螺旋运动通过前端接触块100对草莓进行拾取。拾取过程更加平滑顺利，能够减小草莓拾取过程中的对草莓表皮的伤害，减小果农损失。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种草莓拾取装置，其特征在于，包括：

滚筒(200)以及支撑轴(500)，所述支撑轴(500)的中心线与所述滚筒(200)的中心线重合；

拾取辊传动模块(400)，贯穿所述支撑轴(500)固定在所述滚筒(200)内侧的一端部；所述拾取辊传动模块(400)的直径与所述滚筒(200)的内径相同；

若干前端接触块(100)，按照内高外低的形式，呈预设角度排列在所述滚筒(200)外侧；

所述拾取辊传动模块(400)包括：拾取辊支撑件(410)，镜像拾取辊支撑件(430)，拾取辊传动连接件(420)以及凸轮(440)；

所述拾取辊支撑件(410)与所述镜像拾取辊支撑件(430)分别位于所述拾取辊传动模块(400)的两侧，通过第一轴承(600)径向固定在所述支撑轴(500)上；

所述凸轮(440)固定在所述支撑轴(500)上；

所述拾取辊传动连接件(420)包括：第二轴承(421)，第二轴承固定销(422)，连接杆定位件(423)，扭簧定位销(424)，扭簧(425)，连接杆限位块(426)以及传动连接杆(427)；

所述第二轴承(421)通过所述第二轴承固定销(422)并排固定于所述传动连接杆(427)的长端，并循着所述凸轮(440)路径滚动；

所述传动连接杆(427)通过所述连接杆定位件(423)固定在所述连接杆限位块(426)的卡槽内，其凸出的较短一端部分与所述前端接触块(100)连接；

所述连接杆限位块(426)通过上方的圆形突起与所述滚筒(200)上的圆孔配合，确定所述连接杆限位块(426)在所述滚筒(200)上的位置；

所述扭簧(425)通过所述扭簧定位销(424)固定在所述连接杆限位块(426)上，且一端抵住所述传动连接杆(427)，另一端抵住所述滚筒(200)的内壁，使得所述凸轮(440)与所述第二轴承(421)始终保持相切接触的状态。

2.根据权利要求1所述的草莓拾取装置，其特征在于，所述拾取辊传动模块(400)包括：一个所述拾取辊支撑件(410)，一个所述镜像拾取辊支撑件(430)，六个所述拾取辊传动连接件(420)以及一个所述凸轮(440)。

3.根据权利要求1所述的草莓拾取装置，其特征在于，所述拾取辊传动连接件(420)包括：一个第二轴承(421)，一个第二轴承固定销(422)，一个连接杆定位件(423)，一个扭簧定位销(424)，一个扭簧(425)，一个连接杆限位块(426)以及一个传动连接杆(427)。

4.根据权利要求1所述的草莓拾取装置，其特征在于，还包括设置在所述滚筒(200)内侧的另一端部的动力块(700)；

所述动力块(700)的齿轮与所述草莓拾取装置的同步带轮相连，所述动力块(700)的顶端通过动力块固定件(300)固定在所述滚筒(200)内侧，用于将所述同步带轮的动力传递给所述草莓拾取装置；所述动力块(700)的中心孔与所述第一轴承(600)相配合，固定在所述支撑轴(500)上。

5.根据权利要求1所述的草莓拾取装置，其特征在于，所述滚筒(200)以及所述拾取辊传动模块(400)分别为三节。

6.一种草莓拾取装置的装配方法，其特征在于，包括：

将支撑轴(500)安装在滚筒(200)中间；

将拾取辊传动模块(400)安装在所述支撑轴(500)上，所述拾取辊传动模块(400)的直径与所述滚筒(200)的内径相同；

安装前端接触块(100)，按照内高外低的形式，呈预设角度排列在所述滚筒(200)外侧；

所述拾取辊传动模块(400)包括：拾取辊支撑件(410)，镜像拾取辊支撑件(430)，拾取辊传动连接件(420)以及凸轮(440)；所述拾取辊传动连接件(420)包括：第二轴承(421)，第二轴承固定销(422)，连接杆定位件(423)，扭簧定位销(424)，扭簧(425)，连接杆限位块(426)以及传动连接杆(427)；

所述将拾取辊传动模块(400)安装在所述支撑轴(500)上，包括：

所述支撑轴(500)和所述凸轮(440)配合安装在所述滚筒(200)中间，所述连接杆限位块(426)通过滚筒(200)中间孔定位，且所述连接杆限位块(426)的内侧与所述凸轮(440)相切；

所述拾取辊支撑件(410)和所述镜像拾取辊支撑件(430)从所述滚筒(200)两边安装，并通过第一轴承(600)径向固定在所述支撑轴(500)上。

7.根据权利要求6所述的草莓拾取装置的装配方法，其特征在于，所述滚筒(200)以及所述拾取辊传动模块(400)各为三节；所述装配方法包括：

依次安装中间一节，第一节以及第三节的所述滚筒(200)以及所述拾取辊传动模块(400)；

安装所述前端接触块(100)。

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