CN108575302A - 多功能苹果采摘辅助系统 - Google Patents

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CN108575302A CN201810268737.XA CN201810268737A CN108575302A CN 108575302 A CN108575302 A CN 108575302A CN 201810268737 A CN201810268737 A CN 201810268737A CN 108575302 A CN108575302 A CN 108575302A
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Abstract

本发明公开了一种多功能苹果采摘辅助系统,包括采摘装置、储存装置和行进装置,所述采摘装置通过软管与储存装置相连,行进装置为采摘装置和储存装置的运动行走载体,所述采摘装置包括弧面刀、移动轴、刀刃基座和空心杆,刀刃基座固定在空心杆的前端,两个弧面刀和移动轴一起构成平行四边形机构,移动轴通过可调节长度的拉杆与设于空心杆尾端的手柄相连,手柄与空心杆铰接相连,拉杆通过平行四边形机构带动两个弧面刀开合剪切水果。本发明设计的多功能苹果采摘辅助系统能高效省力的完成采摘、分级、运输、储存等一系列功能,减轻劳动强度,提高工作效率,可广泛适用于水果种植园。

Description

多功能苹果采摘辅助系统
技术领域
[0001] 本发明属于农用摘果领域,涉及一种苹果采摘装置及辅助设备,具体涉及一种多 功能苹果采摘辅助系统。
背景技术
[0002] 我国苹果产量巨大,而苹果采摘大多使用传统的人工摘取方式,已经小范围推广 的小型辅助装置对采摘工作的帮助也极为有限。该过程耗费大量人力物力,而劳动力成本 持续上涨和老龄化严重导致的劳动力不足又使得很多地区在农忙季节出现劳工难找且价 格昂贵的现象。随着人力成本的提高,纯人工采摘势必会被机器辅助采摘所取代。我国目前 正在推广低效苹果园改造,调整果园间伐,改良树形等来改变传统的以乔砧密植为主要特 征的栽培制度,解决目前苹果树存在的树体高大、枝量多、树冠郁闭、生产成本高等问题,也 就迫切需要一种能够适用现代果园的高效苹果辅助采摘机械。
发明内容
[0003]本发明针对现有技术中的问题,设计了一种多功能苹果采摘辅助系统,将多种工 作功能整合,最大限度的减少果农劳动工作量,降低果农工作难度,解决苹果采摘过程中作 业范围广、触碰力度控制要求高的问题,并且实现苹果的分级、储存和运输。使果农舒适,高 效,低成本采摘苹果。
[0004] 本发明所采用的技术方案是:
[0005] 一种多功能苹果采摘辅助系统,包括采摘装置、储存装置和行进装置,所述采摘装 置通过软管与储存装置相连,行进装置为采摘装置和储存装置的运动行走载体,其特征在 于:所述采摘装置包括弧面刀、移动轴、刀刃基座和空心杆,刀刃基座固定在空心杆的前端, 两个弧面刀通过固定销轴铰接刀刃基座上,刀刃基座中部设有一个长条形的滑槽,移动轴 安装在滑槽内,两个弧面刀尾端分别通过连杆与移动轴铰接相连,移动轴通过拉杆与设于 空心杆尾端的手柄相连,手柄与空心杆铰接相连,通过转动手柄使拉杆拉动移动轴在滑槽 内前后滑动,移动轴滑动通过连杆带动两个弧面刀开合,达到剪切水果的目的。
[0006] 作为改进,所述刀刃基座前端设有与软管相连的取果环,所述取果环延伸到弧面 刀下方。
[0007] 作为改进,所述空心杆为可伸缩套杆,其包括内杆和外杆,刀刃基座固定在内杆前 端,外杆上设有卡轮座,卡轮座上设有两个夹住内杆两侧的摩擦轮,两个摩擦轮通过蜗轮蜗 杆结构驱动,所述拉杆分为上扁杆和下扁杆,上扁杆和下扁杆之间通过长度调节装置相连。
[0008] 作为改进,所述蜗轮蜗杆结构包括蜗杆和两个蜗轮,两个蜗轮分别通过相应的压 轮轴与摩擦轮动力传动相连,蜗杆设于两个蜗轮之间,蜗杆通过直流电机驱动。
[0009] 作为改进,所述长度调节装置包括卡块、压块和安装在外杆上的活动套筒,所述卡 块设于外杆内部,卡块一侧与下扁杆固定相连,另一侧设有供上扁杆自由滑过的滑动导槽, 上扁杆上设有多个均布的卡槽,压块通过销轴较接在活动套筒上,压块前端设有可深入外 杆内上扁杆上卡槽中的固定柱,外杆上开设有供固定柱前后滑动的长条形缺口,通过滑动 导槽可以调整上扁杆和下扁杆的相对位置,从而调节拉杆总体长度,调整好后,压块前端的 固定柱压入上扁杆的卡槽中时,拉杆长度固定,在拉杆拉动移动轴时,固定柱也可随着拉杆 在长条形缺口内前后滑动。
[0010] 作为改进,所述储存装置包括临时储果箱、传送带和两个分级果箱,作为采摘果实 输送通道的软管末端伸入到临时储果箱内,传送带首端与临时储果箱出果口相连,传送带 末端下方设置分级翻斗,分级翻斗位于两个分级果箱相邻处上方,分级翻斗内设有果径测 量装置,分级翻斗通过数字舵机带动两边翻转,通过果径测量装置测得采摘果实果径后,通 过数字舵机驱动分级翻斗翻转将果实送往相应的分级果箱内。
[0011] 作为改进,所述传送带上设有等间距分布的挡板,分级翻斗内的果径测量装置为 两个红外测距传感器。
[0012] 作为改进,所述分级果箱包括箱体和升降板,所述箱体内四周设有多根竖直的直 线导轨,所述升降板通过导轨滑块结构安装在直线导轨上,升降板四周还通过多根弹簧与 箱体顶部相连。
[0013] 作为改进,所述分级果箱内设有平铺机构,所述平铺机构包括依次相连的平铺叶 片、中心轴和旋转电机,电机驱动平铺叶片旋转将分级果箱内果实平铺摊开。
[0014] 作为改进,所述行进装置包括机架和安装在机架底部的动力前轮及两个从动后 轮,所述动力前轮为轮毂电机,轮毂电机安装在前叉上,前叉通过转向机构安装在机架上, 所述转向机构包括连杆一、连杆二、连杆三和舵机,连杆一、连杆二和连杆三依次首尾较接 相连,连杆一首端与舵机输出轴固定相连,连杆三末端与前叉上部的轴固定相连,前叉上部 的轴通过轴承安装在机架上,舵机固定在机架上。
[0015] 作为改进,还包括控制模块,所述控制模块包括单片机、红外线测距、压力传感器 测重、温度传感器和声源定位模块,通过控制模块实现行进装置自动跟随。
[0016]该发明的弧面刀与取果环解决了采摘时易损伤苹果的问题,能实现多功能辅助行 进装置对果农的定位,行进装置自动跟随人行进,采摘后的苹果按直径大小分级储存的功 能。
[0017]采摘装置有保护水果的弧面刀。弧面刀与平行四杆机构连接,平行四杆机构另一 端固定在两根可伸缩拉杆上,拉杆与采摘杆末端把手固定,通过握紧把手使拉杆下拉产生 的行程,完成一次弧面刀剪切的动作。该采摘动作简单,迅速,对苹果无伤害,可有效提高采 摘效率。
[0018]按上述技术方案,采摘杆含有可自动伸缩的空心杆,空心杆由两根杆构成,内杆与 外杆同轴心设置,外杆与内杆相交处装有卡轮座,卡轮座上固定有两个与内杆咬合的摩擦 轮,摩擦轮由电机带动,并通过蜗轮蜗杆传动。所述的内杆中空,放置可调节长度的拉杆,拉 杆由两根扁杆组成。
[0019]按上述技术方案,采摘装置有取果环,取果环不仅起到保护水果的作用,而且取果 环连接在内杆前端的刀刃基座上,取果时经弧面刀切断的苹果落入缓冲性的取果环,取果 环的下环连接软管,苹果通过软管进行输送。
[0020]按上述技术方案,储存装置由传送带、分级机构、平铺机构、储果箱组成,苹果经运 输软管传递至临时储果箱中,临时储果箱的另一端设置阶梯开口,放置传送带,传送带通过 削后两个滚轮带动。传送带将苹果传输至分级翻斗中,分级翻斗两侧通过金属固定架与舵 机舵盘固定。翻斗靠舵机来翻动。车架中间铝型材上用螺栓固定舵机支座,舵机支座经固定 螺$固定舵机。翻斗上方放置两个红外测距传感器。控制模块控制红外测距传感器返回的 距离值计算得出苹果直径,并通过舵机带动舵盘旋转使苹果落入两侧的储果箱中。
[0021]按上述技术方案,储存装置包含分级果箱,分级果箱大小略大于市面上常见的苹 果箱,以便于苹果的储存因为平铺机构安置在分级果箱的上方,其在竖直方向无法升降,对 储果箱进行设计,在分级果箱设置升降板,升降板的四个角处安装直线滑块。在分级果箱的 上方安装弹簧连接在升降板的对角滑块上,通过苹果的自重实现整个升降板的升降。计算 弹簧的的弹性系数和一层苹果的重力,得出相应规格的弹簧,使底板中装满一层苹果后下 降一个大于苹果的高度。
[0022]按上述技术方案,储存装置第三部分是苹果平铺机构,该机构由旋转电机,平铺叶 片,阻碍半球,中心轴,倒置球形漏斗等组成。苹果从对称双斗落入倒置球形漏斗,由于阻碍 半球作用,苹果被随机导向不同方向,由于离心作用及平铺叶片拨动,苹果会被运往箱体四 周,最终实现苹果的平铺目的。步进电机固定在倒置球形漏斗上方的横梁上,电机通过小齿 轮带动大齿轮,从而使得柔性叶片匀速、低速转动。叶片及阻碍半球由软的橡胶或塑料组 成,具有很高的缓冲效果,其外部充分包围泡沫塑料。倒置球形漏斗内壁也附有泡沫塑料, 充分地保护苹果,实现无损储存。
[0023]按上述技术方案,行进装置包括动力前轮、前叉、固定架、转向手柄、底盘、储物箱、 蓄电池、从动后轮等。动力前轮固定在前叉底部,动力前轮的轮毂带有轮毂电机和碟刹装 置,其作为动力轮和转向轮,通过连接三线至无刷轮毂电机控制器,控制器接48V蓄电池的 正负极使其转动。前叉套有弹簧据有减震功能,上部连接固定架,通过固定架与底盘连接在 一起。底盘采用铝型材连接而成,骨架简易牢固,载重量大。底盘上部安置储物箱和蓄电池, 实现空间的有效利用,底盘的后部安有后轮。整个运行机构最大的特点就是体积小,重量 轻,运输能力强。该三轮小车的单前轮作为动力轮与转向轮,带动整机的运动及转向。我们 将储果箱及其上的各功能模块安装其上。并且加装一卡停装置,可在需要时打开以固定小 车位置,防止其滑动。转向机构设计空间连杆机构,由大扭矩舵机带动三根空间连杆,最末 端连杆与前叉相连,以此来控制前轮的转向。对于行走方式我们计划可采用两种方式:车轮 式行走机构转弯半径小,转向灵活,但轮式结构对于松软地面和坡陡地面适应性差,该方式 适用于平原果园。而履带式行走机构恰恰相反,对地面适应性强,缺点是转弯半径过大,转 向不灵活,该方式适用于我国南方的山区丘陵地带的果园。
[0024] 按上述技术方案,控制模块以STM32F103ZET6微控制器为核心构成主控系统,包括 红外测距模块、声源定位模块、采摘车行进装置,实现多功能辅助采摘车对果农的定位,行 进装置自动跟随果农行进,采摘后的苹果按直径大小分级储存的功能。运行模块和储存装 置的运行控制为主,运行过程中的实时信息传输反馈为辅。
[0025] 按上述技术方案,行进装置依赖前轮提供动力和转向,前轮使用带有碟刹电机的 轮毂,通过箱体内的蓄电池来供电,通过声源定位或者平行四杆机构的机械控制完成转向 和行进。
[0026] 辅助控制中运行过程中的实时信息反馈和数据传输采用Arduino单片机,包括电 源模块、晶振电路、复位电路、串口电路等,实现对各个模块电机的启动、正反转控制,对转 向机构极限开关位置信息的采集及运行作出相应反应等。其主要功能包括:红外线测距,压 力传感器测重,温度传感器测量温度,位置传感器检测苹果存储的高度。单片机完成数据的 分析处理后通过LCD1602液晶屏显示,使得苹果采摘的过程可以实时掌握机体动态,辅助果 农尚效采摘。
[0027] 本发明产生的有益效果是:
[0028]本发明适应苹果园发展现状及需求,对接国际先进设计方向。能提高苹果采摘效 率、降低劳动强度和采摘成本,保障苹果成品质量,有效减轻果农的劳动强度和减少采摘过 程中的浪费,并由此可带来巨大的经济效益。
附图说明
[0029] 图1是本发明实施例多功能苹果采摘辅助系统示意图;
[0030] 图2是本发明实施例中的采摘装置示意图;
[0031 ]图3是本发明实施例中的采摘装置的弧面刀剪切机构的三维模型示意图;
[0032]图4是本发明实施例中的采摘装置的可伸缩套杆示意图;
[0033]图5是本发明实施例中的可伸缩套杆内上扁杆和下扁杆连接示意图;
[0034]图6是本发明实施例中的卡块和压块连接示意图;
[0035]图7是本发明实施例中的储存装置的三维模型示意图;
[0036]图8是本发明实施例中的储存装置的三维模型侧面示意图;
[0037]图9是本发明实施例中的运输皮带模块的三维模型示意图;
[0038]图10是本发明实施例中的分级果箱的三维模型示意图;
[0039]图11是本发明实施例中的储存装置的平铺机构的三维模型示意图;
[0040]图12是本发明实施例中的行进装置的转向机构的三维模型示意图。
[0041] 1-采摘装置,101-弧面刀,102-移动轴,103-刀刃基座,104-连杆,105-固定销轴, 106-取果环,107-软管,108-内杆,1〇9_外杆,110-摩擦轮,111-蜗轮,112-蜗杆,113-压轮 轴,114-卡轮座,115-上扁杆,116_下扁杆,117_卡块,118-压块,119-活动套筒,120-卡槽, 121-固定柱,122-长条形缺口,123_手柄,124-握柄,125-直流电机,2-储存装置,201-临时 储果箱,2〇2_传送带,2〇3_分级果箱,204-分级翻斗,205-挡板,206-轴支座,207-滚筒,208-电机,2〇9_链条,210-升降板,211-导轨滑块结构,212-直线导轨,213-平铺叶片,214-中心 轴,215_平铺机构开口,3-行进装置,301-机架,302-从动后轮,303-动力前轮,304-前叉, 305-连杆一,306-连杆二,307-连杆三,308-舵机,309-底盘。
具体实施方式
[0042]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚,以下结合附图及实施例,对本发 明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发 明。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。
[0043]本发明实施例中,如图1所示一种多功能苹果采摘辅助系统,包括采摘装置1、储存 装置2和行进装置3,所述采摘装置1通过软管107与储存装置2相连,行进装置3为采摘装置1 和储存装置2的运动行走载体,首先,果农通过观察判断实现对苹果的定位,通过采摘装置1 的弧面刀101剪切果枝完成采摘,采摘装置1末端连接取果环106,被剪切的苹果落入取果环 1〇6中,取果环1〇6下端通过软管1〇7连接到储存装置2,苹果顺软管107落入临时储果箱201 中,取果环106与临时储果箱201均附着缓冲材料,减小苹果的损伤。临时储果箱2〇 1中的的 苹果被传送带2〇2的挡板2〇5带动转移至传送带2〇2上,皮带转速均匀使苹果逐个落入分级 翻斗204中。控制模块控制分级机构上方的红外测距传感器,得到返回值,计算得出苹果的 直径大小,有控制模块带动数字舵机转动使翻斗翻转,按照设定好的苹果分级标准将不同 大小的苹果放入两侧的分级果箱203中,储存装置2将苹果利用叶片旋转的方式将苹果平铺 存放,运动模块由控制模块控制,在传感器的作用下实现自动跟随功能。整机包括采摘装置 1,储存装置2,行进装置3,控制模块。其中采摘装置1,储存装置2和行进装置3依次连接是整 机协调运作。
[0044]按上述技术方案,如图2和图3所示,所述采摘装置1包括弧面刀1〇1、移动轴1〇2、刀 刃基座1〇3和空心杆,刀刃基座1〇3固定在空心杆的前端,两个弧面刀101通过固定销轴105 铰接刀刃基座103上,刀刃基座1〇3中部设有一个长条形的滑槽,移动轴102安装在滑槽内, 两个弧面刀101尾端分别通过连杆104与移动轴102铰接相连,组成平行四杆机构,移动轴 102通过拉杆与设于空心杆尾端的手柄123相连,空心杆尾端还设有握柄124,手柄123端部 与空心杆较接相连,拉杆铰接在手柄123中部,所述刀刃基座103前端设有与软管1〇7相连的 取果环106,所述取果环106延伸到弧面刀101下方。通过转动手柄123使拉杆拉动移动轴102 在滑槽内前后滑动,移动轴102滑动通过连杆104带动两个弧面刀101开合,达到剪切水果的 目的。
[0045] 如图4所示,所述空心杆为可伸缩套杆,其包括内杆108和外杆109,刀刃基座103固 定在内杆108前端,外杆109上设有卡轮座114,卡轮座114上设有两个夹住内杆108两侧的摩 擦轮110,通过两个摩擦轮110的挤压旋转带动内杆108相对于外杆109伸缩,从而调节空心 杆整体长度,适应不同高度果实采摘需求,两个摩擦轮110通过蜗轮蜗杆结构驱动,所述蜗 轮蜗杆结构包括蜗杆112和两个蜗轮111,两个蜗轮111分别通过相应的压轮轴113与摩擦轮 110动力传动相连,蜗杆112设于两个蜗轮111之间,蜗杆112通过直流电机125驱动。
[0046] 如图5和图6所示,所述拉杆分为上扁杆115和下扁杆116,上扁杆115和下扁杆116 之间通过长度调节装置相连,所述长度调节装置包括卡块117、压块118和安装在外杆109上 的活动套筒119,所述卡块117设于外杆109内部,卡块117—侧与下扁杆116固定相连,另一 侧设有供上扁杆115自由滑过的滑动导槽,上扁杆115上设有多个均布的卡槽120,压块118 通过销轴铰接在活动套筒119上,压块118前端设有可深入外杆109内上扁杆115上卡槽120 中的固定柱121,外杆109上开设有供固定柱121前后滑动的长条形缺口 122,通过滑动导槽 可以调整上扁杆115和下扁杆116的相对位置,从而调节拉杆总体长度,调整好后,压块118 前端的固定柱121压入上扁杆115的卡槽120中时,拉杆长度固定,在拉杆拉动移动轴102时, 固定柱121也可随着拉杆在长条形缺口 122内前后滑动,活动套筒119本身也可在外杆109上 自由滑动,卡块117可在外杆109内部自由滑动,因此可以通过固定住卡入卡槽120中来固定 拉杆相对长度,同时拉杆上下移动也不受外杆109的影响。
[0047] 如图7和图8所示,储存装置2包括临时储果箱201、传送带202、分级翻斗204、平铺 机构、分级果箱203、挡板205、滚筒207、轴支座2〇6、电机208、链条209,苹果经运输软管107 传递至临时储果箱201中,临时储果箱201的另一端设置开口,开口放置传送带202的一头, 开口大小恰好为一个苹果的宽度,以保证传送带202每次传递一个苹果,传送带202上每隔 一段固定距离都有挡板2〇5,挡板2〇5高度和间隔距离一定,确保每节挡板205进入临时储果 箱201的开口时带出一个苹果,传送带2〇2通过前后两个滚筒2〇7带动,后滚筒2〇7固定在轴 支座206上,机架301的电机208通过链条209带动滚筒207以固定速度旋转。传送带202将苹 果传输至分级翻斗204中,固定的运送速度使苹果落入分级翻斗204后,能够有足够的时间 检测分级。
[0048]分级翻斗204通过数字舵机驱动翻转,数字舵机安装在机架301上,数字舵机的输 出转轴连接一个舵盘,舵盘通过螺丝与分级翻斗204固定,数字舵机转动一定角度时就可带 动翻斗转动相同的角度。翻斗上方放置两个红外测距传感器。控制模块控制红外测距传感 器进行测距,返回的距离的平均值套用公式可计算得出苹果直径,控制模块对其做出判断, 应将其放入那一侧的分级果箱203中,并将信号传送给数字舵机,控制数字舵机转动相应的 角度,数字舵机输出轴连接舵盘,舵盘又与分级翻斗204连接在一起,当数字舵机被控制转 动相应角度的同时,翻斗被带动翻转,使翻斗中的苹果落入相应的分级果箱203中。
[0049]如图10所示,分级果箱203大小略大于世面上常见的果箱,可方便抽拉储果箱,其 包括箱体和升降板210,升降板210的四角分别连接一个弹簧(未画出),弹簧另一端与箱顶 部连接,箱体四角分别放置四个直线导轨212,所述升降板210通过四个导轨滑块结构211安 装在直线导轨212上,当苹果铺满升降板210底部一层的时候,由于重力的作用伸缩弹簧伸 长,升降板210被下拉一定的高度。重复此过程,实现苹果的层层堆码。
[0050] 由图11所示,在苹果进入分级果箱203后,平铺机构对其进行铺码。平铺机构由旋 转电机、平铺机构开口 215、中心轴214和固定于中心轴214上的四个平铺叶片213,苹果由平 铺机构开口 215落入后,由旋转电机带动四个平铺叶片213产生离心作用及叶片拨动,苹果 被铺开,平铺机构开口 215内还设有阻碍半球,叶片及阻碍半球由软的橡胶或塑料组成,具 有很高的缓冲效果,其外部充分包围泡沫塑料。倒置球形漏斗内壁也附有泡沫塑料,充分地 保护苹果,实现无损储存。
[0051] 所述行进装置3包括机架301和安装在机架301底部的动力前轮3〇3及两个从动后 轮302,所述动力前轮303为轮毂电机,轮毂电机安装在前叉304上,前叉304通过转向机构安 装在机架301上,所述转向机构包括连杆一 305、连杆二3〇6、连杆三3〇7和舵机3〇8,连杆一 305、连杆二306和连杆三307依次首尾铰接相连,连杆一 305首端与舵机30S输出轴固定相 连,连杆三307末端与前叉304上部的轴固定相连,前叉3〇4上部的轴通过轴承安装在机架 301上,舵机308固定在机架301上。
[0052] 行进装置3整机前进依靠前轮毂电机带动,行进装置3的机架3〇1安装在底盘3〇9 上,底盘309采用铝型材连接而成,骨架简易牢固,载重量大。底盘3〇9上部安置储物箱和蓄 电池,实现空间的有效利用,底盘3〇9的后部安有从动后轮3〇2。动力前轮3〇3可实现转向功 能,转向机构如图12,所述转向机构包括连杆一 3〇5、连杆二306、连杆三3〇7和舵机3〇8,连杆 一 305、连杆二306和连杆三307依次首尾铰接相连,连杆一 305首端与舵机3〇8输出轴固定相 连,连杆三307末端与前叉304上部的轴固定相连,组成平行四杆机构,前叉304上部的轴通 过轴承安装在机架3〇1上,舵机3〇8固定在机架301上。舵机308转轴转动时会使连杆一 3〇5转 动,从而使平行四杆机构运动,带动前叉304实现前轮的转向功能。行进过程中控制模块发 送指令到无刷轮毂电机控制器可使的轮毂电机完成前进、后退、刹车的功能。控制模块控制 大扭矩舵机308转动,带动连杆一 305转动可使连杆三307偏转,进而转动与连杆三307相连 的前叉304,完成行进装置3转向功能。
[0053]所述控制模块包括单片机、红外线测距、压力传感器测重、温度传感器和声源定位 模块,通过控制模块实现行进装置3自动跟随。
[0054]其控制模块选用意法半导体公司的STM3 2F10 3ZET6微控制器为核心构成主控系 统,包括红外测距模块、声源定位模块,通过控制行进装置3行走实现行进装置对果农的定 位,自动跟随果农行进,采摘后的苹果按直径大小分级储存的功能。
[0055]本发明专利一种多功能苹果采摘辅助系统,完整的工作流程如下:
[0056]⑴果农走到一株苹果树前,行进装置通过传感器测量,自动跟随果农。
[0057] (2)果农通过肉眼对苹果进行定位,按动按钮使采摘杆伸缩至合适位置,握紧把 手,弧面刀101随即可将苹果果蒂剪断。
[0058] ⑶苹果落入取果环106中,经软管107进入临时储果箱201中。
[0059] ⑷传送带2〇2转动,传送带202的挡板2〇5将苹果带入传送带202上,落入分级翻斗 204中,翻斗上方红外传感器对苹果进行检测。
[0060] (5) $测后的苹果被翻斗倒入平铺机构中,平铺机构对其进行平铺堆放。
[0061] (6)采摘一颗果树结束后,果农移动至下一棵果树,行进装置自动跟随,重复上述 操作即可。
[0062]本多功能苹果采摘辅助系统在种植园能更加高效省力的完成苹果采摘、分级、存 储、运输的功能。与现有的苹果采摘装置相比,本机器的优势在于:
[0063] 1 •采摘杆可伸缩,能够更加快速高效摘果。
[00M] 2.多采用柔软缓冲材料,实现无损采摘和存储。
[0065] 3 •增加分级和存储的功能,极大的节省了劳动力。
[0066]上^实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换,且实施例仅仅是对发明的优 选实施例进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前 提下,本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进,均属于本发明 的保护范围。

Claims (10)

1. 一种多功能苹果采摘辅助系统,包括采摘装置、储存装置和行进装置,所述采摘装置 通过软管与储存装置相连,行进装置为采摘装置和储存装置的运动行走载体,其特征在于: 所述采摘装置包括弧面刀、移动轴、刀刃基座和空心杆,刀刃基座固定在空心杆的前端,两 个弧面刀通过固定销轴铰接刀刃基座上,刀刃基座中部设有一个长条形的滑槽,移动轴安 装在滑槽内,两个弧面刀尾端分别通过连杆与移动轴铰接相连,移动轴通过拉杆与设于空 心杆尾端的手柄相连,手柄与空心杆铰接相连,通过转动手柄使拉杆拉动移动轴在滑槽内 前后滑动,移动轴滑动通过连杆带动两个弧面刀开合,达到剪切水果的目的。
2. 如权利要求1所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述刀刃基座前端 设有与软管相连的取果环,所述取果环延伸到弧面刀下方。
3. 如权利要求2所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述空心杆为可伸 缩套杆,其包括内杆和外杆,刀刃基座固定在内杆前端,外杆上设有卡轮座,卡轮座上设有 两个夹住内杆两侧的摩擦轮,两个摩擦轮通过蜗轮蜗杆结构驱动,所述拉杆分为上扁杆和 下扁杆,上扁杆和下扁杆之间通过长度调节装置相连。
4. 如权利要求3所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述蜗轮蜗杆结构 包括蜗杆和两个蜗轮,两个蜗轮分别通过相应的压轮轴与摩擦轮动力传动相连,蜗杆设于 两个蜗轮之间,蜗杆通过直流电机驱动。
5. 如权利要求3所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述长度调节装置 包括卡块、压块和安装在外杆上的活动套筒,所述卡块设于外杆内部,卡块一侧与下扁杆固 定相连,另一侧设有供上扁杆自由滑过的滑动导槽,上扁杆上设有多个均布的卡槽,压块通 过销轴铰接在活动套筒上,压块前端设有可深入外杆内上扁杆上卡槽中的固定柱,外杆上 开设有供固定柱前后滑动的长条形缺口,通过滑动导槽可以调整上扁杆和下扁杆的相对位 置,从而调节拉杆总体长度,调整好后,压块前端的固定柱压入上扁杆的卡槽中时,拉杆长 度固定,在拉杆拉动移动轴时,固定柱也可随着拉杆在长条形缺口内前后滑动。
6. 如权利要求3所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述储存装置包括 临时储果箱、传送带和两个分级果箱,作为采摘果实输送通道的软管末端伸入到临时储果 箱内,传送带首端与临时储果箱出果口相连,传送带末端下方设置分级翻斗,分级翻斗位于 两个分级果箱相邻处上方,分级翻斗内设有果径测量装置,分级翻斗通过数字舵机带动两 边翻转,通过果径测量装置测得采摘果实果径后,通过数字舵机驱动分级翻斗翻转将果实 送往相应的分级果箱内。
7. 如权利要求6所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述传送带上设有 等间距分布的挡板,分级翻斗内的果径测量装置为两个红外测距传感器。
8. 如权利要求5所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述分级果箱包括 箱体和升降板,所述箱体内四周设有多根竖直的直线导轨,所述升降板通过导轨滑块结构 安装在直线导轨上,升降板四周还通过多根弹簧与箱体顶部相连。
9. 如权利要求5所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述分级果箱内设 有平铺机构,所述平铺机构包括依次相连的平铺叶片、中心轴和旋转电机,电机驱动平铺叶 片旋转将分级果箱内果实平铺摊开。
10. 如权利要求5所述的一种多功能苹果采摘辅助系统,其特征在于:所述行进装置包 括机架和安装在机架底部的动力前轮及两个从动后轮,所述动力前轮为轮毂电机,轮毂电 机安装在前叉上,前叉通过转向机构安装在机架上,所述转向机构包括连杆一、连杆二、连 杆三和舵机,连杆―、连杆二和连杆三依次首尾铰接相连,连杆—首端与舵机固定2 连,连杆三末端与前叉上雜轴酿雛,前叉上細轴舰轴終_靡上,舵机固疋 在机架上。
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