CN108522016B - 菠萝辅助采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的菠萝辅助采摘装置，包括支撑管，夹紧机构，电切割机构，支撑管前端套接夹紧装置固定板，用三角架固定；夹紧装置固定板连接有夹紧装置固定座，机械手柄端部连接有牵引线，牵引线另一端通过支撑管靠近后端部的小孔进入支撑管管中，与支撑管前端限位片相连；限位片下半部分在管内上半部分超出管长；夹紧机构包括相对对称设置的两组夹紧组件，每一组夹紧组件均包括机械爪、牵拉线和弹簧；机械爪通过轴承丝杆安装在夹紧装置固定座上，机械爪内侧与牵拉线连接拉紧；机械爪外侧被弹簧拉紧，实现机械爪的张合；本发明能有效的节约人力，并很好的解决在采摘过程中果实枝叶易使人受伤的问题，提高采摘效率，原理简单，便于广泛推广使用。

Description

菠萝辅助采摘装置

技术领域

本发明涉及果蔬采摘工具技术领域，具体涉及菠萝辅助采摘装置。

背景技术

在国内外果园采摘机械化迅速发展环境下，菠萝地采摘作业的研究多以采摘末端或机械手为主，采收运输一体化的机械基本上仍处于样机阶段。

菠萝采摘作业比较复杂，季节性很强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实和人员的损伤，如果人手不够不仅不能及时采摘还会导致经济上的损失。使用采摘机械不仅提高采摘效率，而且降低了损伤率，节省了人工成本，提高了果农的经济效益。

现有技术中，CN201620414601.1公开了一种菠萝采摘机械手，包括机械手、剪切机械手、齿轮齿条机构，所述夹紧机械手包括螺杆连接块夹紧手指、齿轮齿条机构、夹紧开关、自锁钉和导块，连接块通过螺杆固定在齿轮上，夹紧手指与连接块固连在一起，自锁钉和导位块位于夹紧开关内；所述的剪切机械手包括剪切操纵柄、剪切刀片、拉绳、齿轮齿条机构，拉绳与剪切操纵手柄相连。它能解决人工采摘菠萝时，费时费力、效率低、果农容易受伤的问题。

CN201621275167.X公开了一种菠萝收割设备，尤其是一种菠萝自动采摘机的采摘 机构，所述主轴均匀设有若干摘叉，所述主轴外周面配合摘叉设有横向的滑动槽，所述摘叉 末端设有滑块，所述滑块嵌入滑动槽内且可在滑动槽内横向移动，所述滑块一侧设有螺栓， 通过螺栓可将摘叉紧固在滑动槽的某个位置上，一个滑动槽上设置有双数个摘叉，两个摘 叉为一组；通过滑动槽和滑块组合，使得同一组摘叉之间的距离可调，不同组摘叉之间的距离也可调，可适合多种菠萝的采摘。

CN201210431101.5公开了一种用于菠萝采摘机械手臂末端的采摘执行装置，包括用于夹持菠萝的夹持机构、用于将菠萝扭转分离的扭转分离机构及用于将夹持机构和扭转分离机构固定连接的法兰组件。该发明能够实现果实夹持和扭转分离、采摘效率高及经济耐用等特点。

这些方案尽管在一定程度上提高了工作效率，降低对采摘人员的损伤，但均为纯机械采摘工具，依靠手力剪切或扭掰角吃力，采摘时会消耗较多人力。

近年来，随着农业产业机构的调整，林果生产已经成为很多地区经济发展和农民增收的支柱产业，随着种植面积的不断扩大，果园规模化发展和规范化管理的要求日益提高，从而果园机械化日益重要。因此市场需要一款成熟可靠的菠萝采摘器。

发明内容

本发明提供了菠萝辅助采摘装置，其克服了技术背景中菠萝采摘器的不足。

本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：菠萝辅助采摘装置，包括中空的支撑管，夹紧机构，电切割机构，其中：支撑管后端设有机械手柄和握柄，并安装有电池壳，支撑管前端套接夹紧装置固定板，并用三角架固定；夹紧装置固定板连接有夹紧装置固定座，机械手柄端部连接有牵引线，牵引线另一端通过支撑管靠近后端部的小孔进入支撑管管中，与支撑管前端限位片相连；限位片下半部分在管内上半部分超出管长，限位片和四根牵拉线连接；所述夹紧机构包括相对对称设置的两组夹紧组件，每一组夹紧组件均包括机械爪、牵拉线和弹簧；机械爪通过轴承丝杆安装在夹紧装置固定座上，机械爪内侧与牵拉线连接拉紧；机械爪外侧被弹簧拉紧，实现机械爪的张合；四根弹簧另一端分别固定在夹紧装置固定板的四个角上；所述电切割机构包括：浮动弹簧、电机托槽、电机以及锯片，夹紧装置固定板通过浮动弹簧连接电机托槽，电机固定在电机托槽内，电机通过置于支撑管内导线与自复位开关和电池壳内的电池接通；带动锯片转动。

进一步的限位螺母通过螺栓固定在夹紧装置固定座上，其位置在机械爪根部内侧，限位螺母抵在机械爪安装轴承的端部内侧，通过限位螺母限制了机械爪张开的最大角度，两组限位螺母的位置不同，实现两组机械爪同步但张合角度不同。

进一步的通过调节丝杆的长度决定弹簧的力度。

进一步的四个机械爪分别包有橡胶包边，防止损坏菠萝。

进一步的所述浮动弹簧上弹簧垫与下弹簧垫实现活塞运动，压弹簧套接在两弹簧垫外，浮动弹簧受压时，压弹簧被压缩，下弹簧垫部分滑入上弹簧垫内部，压力减小，压弹簧复位，下弹簧垫滑出上弹簧垫内部，通过浮动弹簧实现锯片的平行移动，实现高效切割。

本发明有益效果：

限位片放置在支撑管端部内，其上端与四根牵拉线，进而控制机械爪，下端与牵引线连接，传递手柄张合位移，其作用是限制了牵引线和牵拉线的晃动，只传递沿支撑管轴向的位移，提高操作的稳定性。

两组机械爪对称设置且张合角度不同，靠近锯片端张开角度略大，更加贴合菠萝外形实现高效抓取。在夹紧装置固定座上添加限位螺母，限位螺母抵在机械爪安装轴承的端部内侧，机械爪张合时其根部要摆动一定的角度，限位螺母限制机械爪摆动，限制机械爪最大张合角度。调整两组机械爪限位螺母位置，由于机械手柄通过限位装置传递过来的位移量是相同的，实现两组机械爪在张合过程中始终保持偏转差，实现两组机械爪同步但张合角度不同，避免外拉弹簧力度太大导致机械爪张开角度太大，造成人力的浪费。

所述夹紧装置固定座上通过浮动弹簧还安装有电机托槽；所述电机安装在电机托槽上。锯片切割果柄时受到果柄压力，通过电机和电机托槽将压力传递给浮动弹簧，浮动弹簧压缩，随着果柄被切割，压力减小弹簧复位推动锯片向前平移，实现机械爪夹紧位置不变，切割位置浮动改变的效果，使切割更有效。

该发明使用电机切割，配合机械爪采摘菠萝，代替人手掰菠萝，杆自身长度避免了摘菠萝时的弯腰问题，能有效的节约人力，并很好的解决在采摘过程中果实枝叶易使人受伤的问题，提高采摘效率。该装置机构简单，操作简便，可靠性高，适用范围广，便于普及，且成本较低，可广泛应用于菠萝园中的摘取工作。

附图说明

图1是实施例公开的菠萝辅助采摘装置的正面结构示意图。

图2是实施例公开的菠萝辅助采摘装置的侧面结构示意图。

图3是实施例公开的菠萝辅助采摘装置头部的正面局部结构示意图。

图4是实施例公开的菠萝辅助采摘装置头部的侧面局部结构示意图。

图5是实施例公开的菠萝辅助采摘装置浮动弹簧示意图。

1支撑管，2机械手柄，3握柄，4牵引线，5电池壳，6自复位开关，7夹紧装置固定板，8丝杆，9弹簧，10夹紧装置固定座，11机械爪，12橡胶包边，13限位片，14牵拉线，15锯片，16电机托槽，17电机,18浮动弹簧，19限位螺母、20压弹簧、21上弹簧垫、22下弹簧垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。请查阅图1至图5，菠萝辅助采摘器，包括支撑管1，该管体1为中空，其一端设有机械手柄2和握柄3，还安装有电池壳5（该端为后端），另一端端部套接夹紧装置固定板7，并用三角架固定（该端为前端），夹紧装置固定板7连接有夹紧装置固定座10，在实施实例中，夹紧装置固定板7和夹紧装置固定座10之间用丝杆螺母连接固定。

在机械手柄2端部连接有牵引线4，牵引线4另一端通过支撑管1靠近后端不的小孔进入管中，与限位片13相连。限位片13放置在支撑管1前端，限位片13下半部分在管内，实现牵引线只传递平行于支撑管1轴向的位移，限制了其他方向的串动；其上半部分超出管长，和四根牵拉线14连接。

四个机械爪11通过轴承丝杆安装在夹紧装置固定座10上，机械爪11内侧与牵拉线14连接，被拉紧；外侧被弹簧9拉紧，实现机械爪11的张合。四根弹簧9另一端分别固定在夹紧装置固定板7的四个角上，可以通过调节丝杆8的长度决定弹簧的力度。四个机械爪11分别包有橡胶包边12，防止损坏菠萝。

限位螺母19通过螺栓固定在夹紧装置固定座上，其位置在机械爪根部内侧，限位螺母抵在机械爪安装轴承的端部内侧，通过限位螺母限制了机械爪张开的最大角度，两组限位螺母的位置不同，实现两组机械爪同步但张合角度不同。

夹紧装置固定板7上还通过浮动弹簧18连接有电机托槽16，考虑到电机的重量，本实施例中浮动弹簧18设置四个，可以实现较好的浮动作用，将电机17固定，电机17通过置于支撑管1内导线与自复位开关6，和电池壳5内的电池接通。带动锯片15转动。浮动弹簧上弹簧垫与下弹簧垫实现活塞运动，压弹簧套接在两弹簧垫外，浮动弹簧受压时，压弹簧被压缩，下弹簧垫部分滑入上弹簧垫内部，压力减小，压弹簧复位，下弹簧垫滑出上弹簧垫内部，切割菠萝果柄，锯片收到果柄压力浮动弹簧收缩，随着果柄被切割，浮动弹簧复位过程中推动锯片平移，将果柄切割下实现高效切割。

本发明使用如下：采摘人员只需握紧机械手柄，牵引线拉动限位片向下，进而牵动机械爪收紧，将菠萝卡紧然后按电源开关，锯片将菠萝的果柄锯断，松开电源开关，开关动复位，用机械爪取下菠萝，然后放到收集装置中即可，放松手柄由于弹簧外拉力机械爪复位。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即本发明专利范围即说明书内容所做的等效变化与修饰，接应属本发明涵盖的范围内。

Claims (3)

1.菠萝辅助采摘装置，包括中空的支撑管（1），夹紧机构，电切割机构，其特征在于：支撑管后端设有机械手柄（2）和握柄（3），并安装有电池壳（5），支撑管前端套接夹紧装置固定板（7），并用三角架固定；夹紧装置固定板（7）连接有夹紧装置固定座（10），机械手柄（2）端部连接有牵引线（4），牵引线（4）另一端通过支撑管（1）靠近后端部的小孔进入支撑管管中，与支撑管(1)前端限位片(13)相连；限位片(13)下半部分在管内上半部分超出管长，限位片和四根牵拉线（14）连接；所述夹紧机构包括相对对称设置的两组夹紧组件，每一组夹紧组件均包括机械爪（11）、牵拉线（14）和弹簧（9）；机械爪（11）通过轴承丝杆（8）安装在夹紧装置固定座（10）上，机械爪（11）内侧与牵拉线（14）连接拉紧；机械爪外侧被弹簧（9）拉紧，实现机械爪（11）的张合；四根弹簧(9)另一端分别固定在夹紧装置固定板(7)的四个角上；所述电切割机构包括：浮动弹簧（18）、电机托槽（16）、电机（17）以及锯片（15），夹紧装置固定板（7）通过浮动弹簧（18）连接电机托槽（16），电机（17）固定在电机托槽（16）内，电机（17）通过置于支撑管内导线与自复位开关（6）和电池壳（5）内的电池接通；带动锯片（15）转动；所述浮动弹簧（18）上弹簧垫（21）与下弹簧垫（22）实现活塞运动，压弹簧（20）套接在两弹簧垫外，浮动弹簧（18）受压时，压弹簧（20）被压缩，下弹簧垫（22）部分滑入上弹簧垫（21）内部，压力减小，压弹簧（20）复位，下弹簧垫（22）滑出上弹簧垫（21）内部，通过浮动弹簧（18）实现机械爪夹紧位置不变，切割位置浮动改变的效果；通过调节丝杆（8）的长度决定弹簧的力度。

2.根据权利要求1所述的菠萝辅助采摘装置，其特征在于，限位螺母（19）通过螺栓固定在夹紧装置固定座上，其位置在机械爪（11）根部内侧，限位螺母（19）抵在机械爪（11）安装轴承的端部内侧，通过限位螺母（19）限制了机械爪（11）张开的最大角度，两组限位螺母（19）的位置不同，实现两组机械爪（11）同步但张合角度不同。

3.根据权利要求1所述的菠萝辅助采摘装置，其特征在于，四个机械爪（11）分别包有橡胶包边（12），防止损坏菠萝。

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