CN108605511A - 一种苹果侧吸推枝折摘器 - Google Patents

Abstract

一种苹果侧吸推枝折摘器，包括真空采摘装置，所述真空采摘装置包括通过负压将苹果抓紧的真空吸盘、用于阻挡树枝的挡板、带动真空吸盘移动的气缸，所述挡板的中部设有与苹果大小相匹配的通孔，所述气缸带动真空吸盘穿过通孔、在通孔进口和出口之间移动，本装置提高整个采摘收集工作线的效率，方便快捷的采摘高处的苹果，同时减少苹果的受损，降低劳动强度。

Description

一种苹果侧吸推枝折摘器

技术领域

本发明属于农业设备技术领域，特别是涉及一种苹果侧吸推枝折摘器。

背景技术

目前国内水果采摘多为人工采摘，采摘中劳动工作量大、作业范围广。市面上存在的采摘装置多为暴力采摘直接拔下或剪断苹果，对果实的损伤严重，同时需要人反复按压手柄以抓紧苹果，长时间进行采摘工作，对采摘者造成了极大的劳动负荷；采摘过程中受采摘者身高、臂长等因素的限制不宜采摘高处的水果，采摘工作人员安全出现隐患；采摘后收集苹果时，因无法实现苹果的规范轻放从而使苹果受损，无法实现对苹果的保护；收集包装作业繁重，采摘包装生产线上各个工作之间的时间间隔长，整个采摘线的效率低。

发明内容

针对现有技术的不足本发明提出一种方便快捷的采摘高处的苹果，减少苹果的受损，降低劳动强度，同时提高整个采摘收集工作线的效率的的苹果侧吸推枝折摘器。

本发明的目的通过采用下述技术方案予以实现：

一种苹果侧吸推枝折摘器，包括真空采摘装置，所述真空采摘装置包括

通过负压将苹果抓紧的真空吸盘、

用于阻挡树枝的挡板、

带动真空吸盘移动的往复运动装置，本例中，往复运动装置优选气缸，

所述挡板的中部设有与苹果大小相匹配的通孔，所述往复运动装置带动真空吸盘穿过通孔、在通孔进口和出口之间移动。本装置通过真空吸盘模拟人工一只手抓住苹果的动作、通过挡板模拟人工另一只捏住果柄的动作，再通过气缸实现苹果折摘的动作，这样大大节省了人力，提高了采摘效率、降低了人力成本，减少了劳动强度。

还包括用于区别苹果、树叶以及苹果是否成熟的颜色传感器，所述颜色传感器通过控制装置与真空采摘装置连接，所述颜色传感器作为真空采摘装置启闭的信号开关。通过颜色传感器识别苹果和树叶以及苹果是否成熟来启动气压系统进行采摘，这样能够区别树叶和苹果，实现一定的排障功能；传感器识别苹果后自动开始采摘，减少了人手反复按压开关启动气压系统的动作，大大降低了长时间采摘工作的劳动强度。

所述真空采摘装置通过瓦特六杆机构安装在手持杆的顶部，所述瓦特六杆机构通过调整装置调整真空采摘装置与手持杆连接角度。通过调整真空采摘装置的角度，方便调整真空吸盘到一个合适的角度，保证采摘的成功率，节省了人力。

所述瓦特六杆机构包括第一摇杆、第二摇杆、连杆和空气弹簧，所述第一摇杆两端通过平头销分别铰接在手持杆和真空采摘装置的第一铰接点上，所述第二摇杆两端通过平头销分别铰接在手持杆和真空采摘装置的第二铰接点上，所述连杆两端通过平头销分别铰接在第一摇杆的中部和滑块上，所述滑块安装在沿手持杆轴向布设的滑槽内，所述空气弹簧两端通过平头销分别铰接在第一铰接点和第二铰接点上，所述调整装置包括丝杆拉绳和锁紧机构，所述丝杆拉绳的一端与滑块连接，另一端固定在锁紧机构上，本例中锁紧机构优选螺旋传动机构。

所述真空采摘装置的采摘端下方设有用于接收真空采摘装置采摘苹果的传输网袋，所述传输网袋与用于区分苹果大小的分级筒进口连接，并且所述传输网袋覆盖真空采摘装置采摘端的下方，使得从采摘端落下的苹果落在传输网袋上。分级筒的设置用于将苹果按照大小分级，从而一次性实现采摘和分级，减少后续工序，解决了苹果不宜采摘，收集分装作业繁重的问题。苹果进入传输网袋后，顺着柔性输送袋到柔性输送袋最底端，速度减为零，保证苹果的无损采摘。

所述传输网袋为柔性材质，所述分级筒的上安装有用于提升传输网袋、将传输网袋内苹果导入分级筒的提拉装置。

所述提拉装置包括直流减速电机、曲柄、提拉连杆、提拉滑块、提拉导轨、提拉拉绳和绳轮组，所述直流减速电机与曲柄连接，所述曲柄通过平头销与提拉连杆的一端铰接，所述提拉连杆的另一端通过平头销与提拉滑块铰接，所述提拉滑块安装在提拉导轨上，所述提拉滑块通过提拉拉绳绕过绳轮组固定在柔性输送袋上。

所述分级筒安装在行走机构上。

所述分级筒的每个分级通道出口安装有用于储存苹果收集网袋。

所述分级筒的每个分级通道出口通过起缓冲作用的弹性收集篮与苹果收集网袋连接。当苹果进入弹性收集篮后，弹性收集篮受苹果重力，被向下拉伸一个苹果的距离，然后苹果进入收集网袋完成收集工作，这样实现对苹果缓冲，保证苹果的无损采摘、运输。

采用本发明的技术方案，能得到以下有益效果：

本装置通过颜色传感器识别苹果和树叶以及苹果是否成熟来启动气压系统进行采摘，这样能够区别树叶和苹果，实现一定的排障功能；传感器识别苹果后自动开始采摘，减少了人手反复按压开关启动气压系统的动作，大大降低了长时间采摘工作的劳动强度；真空采摘装置与手持杆采用瓦特六杆机构，以人力通过螺旋传动机构调节采摘末端的角度，实现苹果采摘的高成功率，可以以较小的恒定力矩调节角度；苹果进入传输网袋后，顺着柔性输送袋到柔性输送袋最底端，速度减为零。然后减速电机工作，带动曲柄工作，曲柄带动连杆，连杆带动拉绳，实现传输网袋的提升，将苹果导入分级筒，分级旋转台工作，将苹果分到每个分级筒通道，苹果离开分级筒，进入弹性收集篮，弹性收集篮受苹果重力，被向下拉伸一个苹果的距离，苹果进入收集网袋完成收集工作。

综上所述，本装置采摘高处的苹果时不需要借助搭梯子的方式，只需将采摘头对准苹果，降低劳动强度提高采摘效率，对苹果的无损采摘、运输、收集保护果实免受伤害。解决了高出苹果不宜采摘，收集分装作业繁重的问题。本装置操作简单可靠，具备易学性、易用性满足人机工程学要求，很好地解决了当下苹果采摘中，采摘效率低、人力成本高，劳动强度大，果实损伤大等问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中B处的局部放大图；

图3为图1中A处局部放大图；

图4为苹果从挡板中部通孔穿过后的结构示意图。

图5为图1中C处局部放大图；

附图中，1-瓦特六杆机构，2-气缸，3-真空吸盘，4-挡板，5-颜色传感器，6-吸盘气管，7-气缸气管，8-传输网袋，25-手持杆，24-螺旋传动机构，9-第一气管，10-第一单向阀，11-第一真空泵，11-提拉拉绳，12-提拉连杆，13-曲柄，14-减速电机，15-第二真空泵，16-第二单向阀，17-第二气管，18-分级筒，19-分级旋转台，20-减速行星齿轮机构，21-弹性收集篮，22-收集网袋，23-支撑杆，24-锁紧机构，25-手持杆，26-提拉导轨，27-提拉滑块，28-行走小车。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例，来详细说明一种苹果侧吸推枝折摘器的具体实施方式。

如图1至5所示，一种苹果侧吸推枝折摘器，包括真空采摘装置和收集装置，所述真空采摘装置与收集装置之间通过气缸气管7、吸盘气管6和传输网带8连接；

所述真空采摘装置包括气缸7、真空吸盘3、挡板4和颜色传感器5，所述挡板4的中部设有与苹果大小相匹配的通孔，所述气缸7带动真空吸盘穿过通孔、在通孔进口和出口之间移动，

所述真空采摘装置通过瓦特六杆机构1安装在手持杆25的顶部，所述瓦特六杆机构1通过调整装置调整真空采摘装置与手持杆连接角度。

所述瓦特六杆机构1包括第一摇杆110、第二摇杆111、连杆112和空气弹簧115，所述第一摇杆110两端通过平头销分别铰接在手持杆和真空采摘装置的第一铰接点上，所述第二摇杆111两端通过平头销分别铰接在手持杆和真空采摘装置的第二铰接点上，所述连杆112两端通过平头销分别铰接在第一摇杆110的中部和滑块上，所述滑块113安装在沿手持杆轴向布设的滑槽内，所述空气弹簧115两端通过平头销分别铰接在第一铰接点和第二铰接点上，所述调整装置包括丝杆拉绳114和锁紧机构24，所述丝杆拉绳114的一端与滑块113连接，另一端固定在锁紧机构24上，本例中锁紧机构优选螺旋传动机构。

所述收集装置包括五个装置：行走机构、收集装置、缓冲分装装置、控制装置、提拉装置。所述行走机构与缓冲分装装置通过支撑杆23用螺栓连接，所述缓冲分装装置包括分级筒18，分级筒18底部分级通道出口上安装有收集装置。

所述行走机构为行走小车28。所述收集装置包括弹性收集篮21和收集网袋22，所述弹性收集篮21通过阻尼器悬挂在分级筒18上，所述阻尼器由多段弹簧211构成，所述弹性收集篮21穿在收集网袋22内部。所述分级筒18包括减速行星齿轮机构、分级旋转台、分级筒组成，所述行星齿轮机构包括为行星齿轮、独立电机、电池、外壳组成，所述减速行星齿轮机构的外壳底部与分级筒通过普通螺栓连接，所述分级旋转台和减速行星齿轮机构外壳的顶部平面胶合，所述分级筒侧面等角度切了四个方孔。

所述控制装置包括第一单向阀10、第一真空泵11、第二真空泵15、第二单向阀16、单片机，第一真空泵11的出气口通过气管与第一单向阀10连接，第一单向阀10通过三通接头分别与吸盘气管6和气缸气管7连接，吸盘气管6与真空吸盘3连接，气缸气管7与气缸2连接，第二真空泵15的出气口通过三通分别于第一气管9和第二气管17连接，第一气管9通过第二单向阀16与吸盘气管6连接，第二气管17与气缸气管7连接。

所述提拉装置包括减速电机14、曲柄13、提拉拉绳11、提拉滑轨26、提拉滑块27，所述减速电机14与曲柄13隼牟连接，所述曲柄13与提拉连杆12通过销钉连接，所述提拉连杆12与提拉滑轨26上提拉滑块27通过销钉连接，所述减速电机14、曲柄13、提拉连杆12、提拉滑块27组成曲柄滑块机构。

采摘过程中，整个苹果的采摘收集流程如下：

采摘头上装有颜色传感器5用以识别苹果和排除树叶树枝的干扰，开始工作时，颜色传感器5识别苹果，将运动开始的信号输入单片机，单片机控制继电器输出高电位驱动第一真空泵11、第二单向阀16和第一单向阀10工作，将负压输出到真空吸盘3和气缸2的气路中，真空吸盘3开始工作，当真空吸盘3吸附苹果后,负压转移到气缸2一端，使气缸2开始工作，气缸2带动真空吸盘3动作，将苹果从挡板4的一侧拉扯到挡板4的另一侧，从而将苹果从树枝上采摘下来，气缸2完成采摘动作后，第一真空泵关闭。第二真空泵15打开，第一单向阀10关闭，切换气路，使真空吸盘3连接的气路通过第二真空泵15接入输出正压的气泵，苹果受重力落入到传输网袋8。第二单向阀16关闭，切换气路，使气缸2连接的气路接入输出正压的气泵，使气缸2反向运动完成复位，完成采摘工作。整个采摘过程中，人只需要通过肉眼判断苹果的大概位置并将采摘头以一合适角度伸到苹果处，劳动强度低，定位准确率高，具有一定的采摘乐趣。

如图2，丝杆拉绳114克服空气弹簧115压力拉动滑块113滑动，带动连杆112、第一摇杆110和第二摇杆111摆动，当调节含有真空吸盘6的采摘头到合适的高度时，螺旋传动机构24锁紧，实现锁紧。

苹果进入传输网袋8后，顺着传输网袋8到传输网袋8最底端，速度减为零。减速电机14工作，带动曲柄13工作，曲柄13带动连杆12，连杆12带动提拉拉绳11，使得传输网袋8抬升，让苹果沿着传输网袋8滚入分级筒18，然后分级筒18的分级旋转台19工作，将苹果通过分级筒18不同大小的通道进入弹性收集篮21，弹性收集篮21受苹果重力，被向下拉伸一个苹果的距离，苹果进入收集网袋22完成收集工作。

上述为本发明的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式和细节上对本发明所作出的各种变化，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：包括真空采摘装置，所述真空采摘装置包括

通过负压将苹果抓紧的真空吸盘、

用于阻挡树枝的挡板、

带动真空吸盘移动的往复运动装置，

所述挡板的中部设有与苹果大小相匹配的通孔，所述往复运动装置带动真空吸盘穿过通孔、在通孔进口和出口之间移动。

2.根据权利要求1所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：还包括用于区别苹果、树叶以及苹果是否成熟的颜色传感器，所述颜色传感器通过控制装置与真空采摘装置连接，所述颜色传感器作为真空采摘装置启闭的信号开关。

3.根据权利要求1所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述真空采摘装置通过瓦特六杆机构安装在手持杆的顶部，所述瓦特六杆机构通过调整装置调整真空采摘装置与手持杆连接角度。

4.根据权利要求3所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述瓦特六杆机构包括第一摇杆、第二摇杆、连杆和空气弹簧，所述第一摇杆两端通过平头销分别铰接在手持杆和真空采摘装置的第一铰接点上，所述第二摇杆两端通过平头销分别铰接在手持杆和真空采摘装置的第二铰接点上，所述连杆两端通过平头销分别铰接在第一摇杆的中部和滑块上，所述滑块安装在沿手持杆轴向布设的滑槽内，所述空气弹簧两端通过平头销分别铰接在第一铰接点和第二铰接点上，所述调整装置包括丝杆拉绳和锁紧机构，所述丝杆拉绳的一端与滑块连接，另一端固定在锁紧机构上。

5.根据权利要求1至4之一所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述真空采摘装置的采摘端下方设有用于接收真空采摘装置采摘苹果的传输网袋，所述传输网袋与用于区分苹果大小的分级筒进口连接。

6.根据权利要求5所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述传输网袋为柔性材质，所述分级筒的上安装有用于提升传输网袋、将传输网袋内苹果导入分级筒的提拉装置。

7.根据权利要求6所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述提拉装置包括直流减速电机、曲柄、提拉连杆、提拉滑块、提拉导轨、提拉拉绳和绳轮组，所述直流减速电机与曲柄连接，所述曲柄通过平头销与提拉连杆的一端铰接，所述提拉连杆的另一端通过平头销与提拉滑块铰接，所述提拉滑块安装在提拉导轨上，所述提拉滑块通过提拉拉绳绕过绳轮组固定在柔性输送袋上。

8.根据权利要求5所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述分级筒安装在行走机构上。

9.根据权利要求5所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述分级筒的每个分级通道出口安装有用于储存苹果收集网袋。

10.根据权利要求9所述的苹果侧吸推枝折摘器，其特征在于：所述分级筒的每个分级通道出口通过起缓冲作用的弹性收集篮与苹果收集网袋连接。