CN108633469B - 一种可穿戴——剪叉式水果采摘成套装置及采摘方法 - Google Patents
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Abstract
一种可穿戴——剪叉式水果采摘成套装置及采摘方法,包括安装在伸缩杆顶端的剪切机构;剪切机构下方安装有水果网袋;还包括装于升降机构的正上部的升降鞋;所述升降机构的下部装有自动定位平衡调节机构;所述平衡调节机构与平衡支撑板控制系统通过线路连接成控制回路;所述剪切机构为剪刀状,左右两刀片架通过转动副连接刀片连接件;所述刀片连接件通过闸线连接伸缩杆尾端的手闸;所述升降机构为剪叉式升降机,通过可控氮气弹簧控制其升高和降低;所述平衡调节机构包括下层支撑板和中层支撑板,之间通过万向节连接并通过弹簧支撑。本发明可实现自动升降,智能调节平衡功能,采用气动升降耗电量低,使用方法简单,提高了效率,减少了采摘员的体力消耗。
Description
技术领域
本发明属于农用设备领域,具体为一种剪叉式升高水果采摘成套设备和该设备的采摘方法。
背景技术
据农业部统计,2017年全国果树总面积943.67公顷,总产量7551.5万吨,皆居世界第一,苹果柑橘梨年产量都在千万吨以上。我国山区丘陵地区面积广阔且大部分种植果树,仅西部地区果园面积就达286万公顷,占全国31%,果品总产量为1837万吨。苹果产业作为水果产业的支柱产业,得到了各级政府的重视,近年来,部分市县大力实施“以果兴农、以果兴市”战略,强力推进 “一县一业”建设,例如,盖州市苹果栽培面积、产量居全国县级之首,被誉为“苹果之乡”。苹果质量在世界消费市场上有着良好的声誉。盖州市苹果产量达到30万吨,产值达15亿元,出口5.87万吨,创汇5873万美元。在隆鑫公司等龙头企业和230个水果专业合作社的带动下,盖州市还发展苹果订单农业12万亩,连结农户7万户,无公害生产面积达35万亩,果品优质率达90%以上。
资料检索表明:目前采摘设备市场缺乏相关采摘技术,大部分果园仍采用人工采摘,在采摘过程中存在以下问题:(1)劳动强度大,效率低,采摘地形复杂;(2)苹果收获季节在每年的9月份,气温较高,若不及时采摘,将会影响果品,效益下降;(3)苹果采摘属于劳动密集型作业,劳动力紧缺,给果农造成很大的工作压力;(4)难以适应大规模机械化生产,成为制约苹果生产能力的瓶颈。因此推出一种高效的水果采摘设备迫在眉睫!保证苹果高品质,提高附属价值,增加果农效益,缩短采摘周期,环节劳动力紧缺,提高苹果采摘设备效率。剪叉式水果采摘成套设备主要面向苹果龙头企业和水果专业合作社,相比于人工采摘,效率提高200%,适合大规模产业化生产,完全可以解决企业的发展瓶颈。
发明内容
发明目的:本发明的目的在于提供一种可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置及采摘方法。
技术方案:
一种可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,包括安装在伸缩杆顶端的剪切机构;剪切机构下方安装有水果网袋;
还包括装于升降机构的正上部的升降鞋;所述升降机构的下部装有平衡调节机构;所述平衡调节机构与平衡支撑板控制系统通过线路连接成控制回路;
所述剪切机构为剪刀状,左右两刀片架通过转动副连接刀片连接件,弹簧位于剪刀架与刀片连接件之间;所述刀片连接件通过闸线连接伸缩杆尾端的手闸;
所述升降机构为剪叉式升降机,通过可控氮气弹簧控制其升高和降低;
所述平衡调节机构包括下层支撑板和中层支撑板,之间通过万向节连接并通过多个气弹簧支撑;设置有两个舵机,两个舵机分别通过转动机构连接万向节的两个互相垂直的轴;
还包括平衡支撑板控制系统,具体为安装在中层支撑板上的陀螺仪及与之相连的单片机和电池;所述陀螺仪与两个舵机相连接。
所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,优选地:所述的平衡调节机构包括:下层支撑板,中层支撑板,气弹簧,类万向节式支架I,类万向节式支架II,舵机底座,舵机I,舵机II,滚动轴承,伞齿轮I,伞齿轮II,伞齿轮III,伞齿轮IV,四孔连接件,传动轴I,传动轴II,连接轴及短轴;气弹簧与中层支撑板,下层支撑板采用螺栓连接的方式固定于两板之间;类万向节式支架I装于下层支撑板上端中部,类万向节式支架II装于中层支撑板下端中部;舵机I装于舵机底座上,并固定于下层支撑板上部;舵机II装于舵机底座上,并固定在中层支撑板上部;传动轴I通过滚动轴承装于类万向节式支架II上部的安装孔中,并与四孔连接件的侧孔相接;伞齿轮I装于传动轴I的端部;伞齿轮II装于传动轴II的端部,并与伞齿轮I啮合;伞齿轮III装于舵机II的传动轴端部;伞齿轮IV装于传动轴II另一端部,并与伞齿轮III啮合;传动轴II通过滚动轴承穿过中层支撑板的安装孔;连接轴通过滚动轴承装于类万向节支架I上部安装孔中,并与四孔连接件相接,另一端与舵机I的传动轴相连接;短轴通过滚动轴承装于类万向节支架I,类万向节支架II上部安装孔中,并与四孔连接件相接。
所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,优选地:所述的升降机构包括:左侧剪叉式举升臂,右侧剪叉式举升臂,轮子支架,轮子,限制轨道,可控氮气弹簧,升降按钮,可控氮气弹簧连接轴I,可控氮气弹簧连接轴II,剪叉式举升臂支架,上层支撑板;轮子装于轮子支架上,并位于中层支撑板与上层支撑板的滑槽中;轮子支架与左侧剪叉式举升臂用螺栓连接;剪叉式举升臂支架位于中层支撑板上部与上层支撑板下部;可控氮气弹簧连接轴I可控氮气弹簧连接轴II装于左侧剪叉式举升臂与右侧剪叉式举升臂上的安装孔中;可控氮气弹簧一端装于可控氮气弹簧连接轴I上,另一端装于可控氮气弹簧连接轴II上;升降鞋装于上层支撑板上部;限制轨道采用螺栓连接方式装于中层支撑板上部。
所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,优选地:所述的升降鞋采用螺栓连接方式装于上层支撑板上端。
所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,优选地:所述的平衡支撑板控制系统包括:单片机,陀螺仪,航模电池,降压稳压模块,舵机I,舵机II及导线。陀螺仪装于中层支撑板上端中心处;航模电池,单片机,降压稳压模块装于中层支撑板上端。
升降按钮装于控制线端部,控制线装于可控氮气弹簧端部。
所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,优选地:所述的剪切机构包括:刀片,刀片架I,刀片架II,剪刀左臂,剪刀右臂,剪刀架,刀片连接件,弹簧,刀片装于刀片架I,刀片架II;刀片架I与剪刀左臂采用螺栓连接;刀片架II与剪刀右臂采用螺栓连接;刀片连接件与刀片架I刀片架II采用螺栓连接;剪刀架与剪刀左臂剪刀右臂采用螺栓连接;弹簧位于剪刀架与刀片连接件之间。
所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,优选地:所述的伸缩杆包括:外管,内管,内螺纹紧固件;内管装于外管内部;内螺纹紧固件采用螺纹连接装于外端;内管装于剪刀架端部。
该装置还包括剪切剪控制系统,剪切剪控制系统包括:手闸,闸线;手闸与闸线连接,手闸装于外管端部;闸线装于外管内部,并与刀片连接件相连。
上述任一项所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置的采摘方法,采摘方法包括以下步骤:
步骤1.穿戴升降鞋;
步骤2.在水平地面时,当检测到舵机处于135度的位置时,单片机动调整为装置的平衡状态。在凹凸不平的山地时,陀螺仪自动检测相关地理位置数据,传递给单片机,单片机接受由陀螺仪发来的信号,给舵机发出角度信号输出量,自动调整整个装置为平衡状态。
步骤3.当调节装置稳定后,摁下升降按钮,可控氮气弹簧在氮气压力作用下伸长,推动可控氮气弹簧连接轴I,进而推动左侧剪叉式举升臂,右侧剪叉式举升臂作向上运动,左侧剪叉式举升臂,右侧剪叉式举升臂推举上层支撑板,升降鞋向上运动,达到升高目的;
步骤4.在升降机构稳定后,调整伸缩杆的外管,内管,在长度可以够到目标果实时,转动内螺纹紧固件,固定外管,内管;
步骤5.对准果实树枝后,启动手闸,手闸使闸线收紧,闸线带动刀片连接件向后运动,剪刀左臂和剪刀右臂向内转动,刀片架I和刀片架II带动刀片闭合达到剪切效果,水果将落入正下方的水果网袋中;
步骤6.剪切动作完成后,启动升降按钮,将身体重心分别交替移至每只升降鞋上,由于受到两倍的举升力,可控氮气弹簧将缩短。随之压缩可控氮气弹簧连接轴I,进而压缩左侧剪叉式举升臂和右侧剪叉式举升臂向下运动,左侧剪叉式举升臂和右侧剪叉式举升臂带动上层支撑板和升降鞋,达到下降目的,完成整个采摘过程;
步骤7.待降至初始状态时,连续启动两次调平开关,中层支撑板将会恢复至绝对水平位置,并保持锁死状态,此时可以穿戴升降鞋自由移动。由于限制了轨道的作用,轮子与中层支撑板、上层支撑板并不会脱离,同时平衡调节机构并不会时刻调整位置而导致采摘员重心不稳。当到达另一个采摘位置时,重复上述步骤即可。
优点及效果
将升降机构和鞋子两种不同构件相结合,利用鞋子的包裹性实现采摘员始终保持稳定状态,利用升降机构将采摘员快速送至指定高度,避免采摘员反复爬梯降低效率以及搬运爬梯造成的体力浪费;
智能调节平衡功能,在国内率先实现了全地形适应功能,避免了采摘员在丘陵地区寻找放置爬梯位置的时间,大大提高采摘效率;
采摘杆的应用,某些品种果树树冠较大,部分果实长在树冠中间,给采摘员带来采摘难题,伸缩采摘杆可以避免无法摘取到水果;
单手采摘容易出现脱蒂,抽心果,高枝水果容易掉在地上造成内外伤,影响果品的外管,不利于保险储藏,降低经济收入,本发明可以直接剪断枝梗,网兜可以接住掉落的水果,避免摔落;
本发明采用气动升降,耗电量低,不需经常性充电,使用方法简,单操作便捷,对采摘环境要求低,大大提高果农的采摘效率。
本设备也可以采摘梨树,樱桃等高枝果树,为以后其他果品采摘提供参考。
附图说明:
图1为本发明整体各部件示意图;
图2为平衡调节机构示意图;
图3为升降机构示意图;
图4为平衡支撑板控制系统;
图5为剪切机构示意图;
图6为伸缩杆结构;
图7为剪切控制机构;
图8为本设备采摘方法流程图。
图中标注:
1剪切机构;2伸缩杆;3剪切剪控制系统;4网袋;5升降鞋;6升降机构;7平衡支撑板控制系统;8平衡调节机构;9下层支撑板;10气弹簧;11滚动轴承;12类万向节式支架I;13传动轴I;14伞齿轮I;15伞齿轮II;16传动轴II;17舵机I;18伞齿轮IV;19舵机底座;20伞齿轮III;21类万向节式支架II;22四孔连接件;23连接轴;24中层支撑板;25舵机II;26上层支撑板;27左侧剪叉式举升臂;28可控氮气弹簧连接轴I;29轮子支架;30轮子;31限制轨道;32剪叉式举升臂支架;33可控氮气弹簧连接轴II;34可控氮气弹簧;35右侧剪叉式举升臂;36控制线;37升降按钮;38陀螺仪;39航模电池;40单片机;41降压稳压模块;42剪刀架;43弹簧;44刀片连接件;45剪刀右臂;46刀片架II;47刀片;48刀片架I;49剪刀左臂;50外管;51内螺纹紧固件;52内管;53手闸;54闸线。
具体实施方式:
本发明是一种可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,如图1所示,包括安装在伸缩杆2顶端的剪切机构1;剪切机构1下方安装有水果网袋4;
还包括装于升降机构6的正上部的升降鞋5;所述升降机构6的下部装有平衡调节机构8;所述平衡调节机构8与平衡支撑板控制系统7通过线路连接成控制回路;
所述剪切机构1为剪刀状,左右两刀片架通过转动副连接刀片连接件44,弹簧43位于剪刀架42与刀片连接件44之间;所述刀片连接件44通过闸线54连接伸缩杆2尾端的手闸53;
所述升降机构6为剪叉式升降机,通过可控氮气弹簧控制其升高和降低;
所述平衡调节机构8包括下层支撑板9和中层支撑板24,之间通过万向节连接并通过多个气弹簧支撑;设置有两个舵机,两个舵机分别通过转动机构连接万向节的两个互相垂直的轴;
还包括平衡支撑板控制系统7,具体为安装在中层支撑板24上的陀螺仪38及与之相连的单片机和电池;所述陀螺仪38与两个舵机相连接。
如图2,所述的平衡调节机构8包括:下层支撑板9,中层支撑板24,气弹簧10,类万向节式支架I12,类万向节式支架II21,舵机底座19,舵机I17,舵机II25,滚动轴承11,伞齿轮I15,伞齿轮II14,伞齿轮III20,伞齿轮IV18,四孔连接件22,传动轴I13,传动轴II16,连接轴23及短轴;气弹簧10与中层支撑板24,下层支撑板9采用螺栓连接的方式固定于两板之间;类万向节式支架I12装于下层支撑板9上端中部,类万向节式支架II21装于中层支撑板24下端中部;舵机I17装于舵机底座19上,并固定于下层支撑板9上部;舵机II25装于舵机底座19上,并固定在中层支撑板24上部;传动轴I13通过滚动轴承11装于类万向节式支架II21上部的安装孔中,并与四孔连接件22的侧孔相接;伞齿轮I14装于传动轴I13的端部;伞齿轮II15装于传动轴II16的端部,并与伞齿轮I14啮合;伞齿轮III20装于舵机II25的传动轴端部;伞齿轮IV18装于传动轴II16另一端部,并与伞齿轮III20啮合;传动轴II16通过滚动轴承穿过中层支撑板24的安装孔;连接轴23通过滚动轴承11装于类万向节支架I12上部安装孔中,并与四孔连接件22相接,另一端与舵机I17的传动轴相连接;短轴通过滚动轴承11装于类万向节支架I12,类万向节支架II21上部安装孔中,并与四孔连接件22相接。
如图3,所述的升降机构6包括:左侧剪叉式举升臂27,右侧剪叉式举升臂35,轮子支架29,轮子30,限制轨道31,可控氮气弹簧34,升降按钮37,可控氮气弹簧连接轴I28,可控氮气弹簧连接轴II33,剪叉式举升臂支架32,上层支撑板26;轮子30装于轮子支架29上,并位于中层支撑板24与上层支撑板26的滑槽中;轮子支架29与左侧剪叉式举升臂27用螺栓连接;剪叉式举升臂支架32位于中层支撑板24上部与上层支撑板26下部;可控氮气弹簧连接轴I28可控氮气弹簧连接轴II33装于左侧剪叉式举升臂27与右侧剪叉式举升臂35上的安装孔中;可控氮气弹簧34一端装于可控氮气弹簧连接轴I28上,另一端装于可控氮气弹簧连接轴II33上;升降鞋5装于上层支撑板26上部;限制轨道31采用螺栓连接方式装于中层支撑板24上部。
所述的升降鞋5采用螺栓连接方式装于上层支撑板26上端。
如图4,所述的平衡支撑板控制系统7包括:单片机40,陀螺仪38,航模电池39,降压稳压模块41,舵机I17,舵机II25及导线。陀螺仪38装于中层支撑板24上端中心处;航模电池39,单片机40,降压稳压模块41装于中层支撑板24上端。
升降按钮37装于控制线36端部,控制线36装于可控氮气弹簧34端部。
如图7所示,所述的剪切机构1包括:刀片47,刀片架I48,刀片架II46,剪刀左臂49,剪刀右臂45,剪刀架42,刀片连接件44,弹簧43,刀片47装于刀片架I48,刀片架II46;刀片架I48与剪刀左臂49采用螺栓连接;刀片架II46与剪刀右臂45采用螺栓连接;刀片连接件44与刀片架I48刀片架II46采用螺栓连接;剪刀架42与剪刀左臂49剪刀右臂45采用螺栓连接;弹簧43位于剪刀架42与刀片连接件44之间。
所述的伸缩杆2包括:外管50,内管52,内螺纹紧固件51;内管52装于外管50内部;内螺纹紧固件51采用螺纹连接装于外端;内管52装于剪刀架42端部。该装置还包括剪切剪控制系统3,剪切剪控制系统3包括:手闸53,闸线54;手闸53与闸线54连接,手闸53装于外管50端部;闸线54装于外管50内部,并与刀片连接件44相连。
如图8所示,采摘方法包括以下步骤:
步骤1.穿戴升降鞋5;
步骤2.在水平地面时,当检测到舵机处于135度的位置时,单片机动调整为装置的平衡状态。在凹凸不平的山地时,陀螺仪自动检测相关地理位置数据,传递给单片机,单片机接受由陀螺仪发来的信号,给舵机发出角度信号输出量,自动调整整个装置为平衡状态。
具体的工作原理:陀螺仪模块mpu6050的载体坐标系尽量与世界坐标系重合,利用mpu6050的三轴加速度和三轴陀螺仪反馈的数据产生相应位置的四元数矩阵,通过dmp库进行姿态结算,得到相应位置的自身欧拉角,即:俯仰角、横滚角和航向角。根据需要本专利选择了欧拉角的两个部分:俯仰角和横滚角。其次,在mpu6050采集数据pitch后,对角度进行闭环控制。mpu6050将采集的角度信号传递给单片机STM32F103ZET6,输出与角度所对应的脉冲宽度调制pwm,通过改变pwm来实现舵机角度ANGLE的改变,从而实现装置的平衡状态,具体转换过程如公式和所示。舵机的主要控制模块DS9180是一种角度伺服的驱动器,适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统,内部实现了电路硬件闭环。舵机的控制是在20ms周期下,其0.5ms到2.5ms下不同信号的值产生不同的角度
ANGLE=135+pitch
pwm=0.7389*ANGLE+50
步骤3.在调节结构稳定后,启动升降按钮37,左右脚两只可控氮气弹簧34在氮气压力作用下伸长,推动可控氮气弹簧连接轴I28,进而推动左侧剪叉式举升臂27,右侧剪叉式举升臂35作向上运动,左侧剪叉式举升臂27,右侧剪叉式举升臂35推举上层支撑板26,升降鞋5向上运动,达到升高目的;
步骤4.在升降机构6稳定后,调整伸缩杆2的外管50,内管52,在长度满足需求时,转动内螺纹紧固件51,固定外管50,内管52;
步骤5.对准果实树枝后,启动手闸53,手闸53使闸线54收紧,闸线54带动刀片连接件44向后运动,剪刀左臂49,剪刀右臂45向内转动,刀片架I48,刀片架II46带动刀片47闭合达到剪切效果,水果落入正下方的水果网袋4中;
步骤6.剪切动作完成后,启动升降按钮37,将身体重心分别移至每只升降鞋。由于受到两倍的举升力,可控氮气弹簧34将缩短,压缩可控氮气弹簧连接轴I28,进而压缩左侧剪叉式举升臂27,右侧剪叉式举升臂35作向下的运动,左侧剪叉式举升臂27和右侧剪叉式举升臂35下拉上层支撑板26和升降鞋5,达到下降目的,完成整个采摘过程;
步骤7.待降至初始状态时,连续摁两次调平开关,中层支撑板24将会恢复至绝对水平位置,并保持锁死状态,此时采摘员可以自由移动,此时由于限制轨道31的作用,轮子30与中层支撑板24、上层支撑板26并不会脱离,同时平衡调节机构8并不会时刻调整位置而导致采摘员重心不稳。当到达另一个采摘位置时,重复上述步骤即可。
Claims (9)
1.一种可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:包括安装在伸缩杆(2)顶端的剪切机构(1);剪切机构(1)下方安装有水果网袋(4);
还包括装于升降机构(6)的正上部的升降鞋(5);所述升降机构(6)的下部装有平衡调节机构(8);所述平衡调节机构(8)与平衡支撑板控制系统(7)通过线路连接成控制回路;
所述剪切机构(1)为剪刀状,左右两刀片架通过转动副连接刀片连接件(44),弹簧(43)位于剪刀架(42)与刀片连接件(44)之间;所述刀片连接件(44)通过闸线(54)连接伸缩杆(2)尾端的手闸(53);
所述升降机构(6)为剪叉式升降机,通过可控氮气弹簧控制其升高和降低;
所述平衡调节机构(8)包括下层支撑板(9)和中层支撑板(24),之间通过万向节连接并通过多个气弹簧支撑;设置有两个舵机,两个舵机分别通过转动机构连接万向节的两个互相垂直的轴;
还包括平衡支撑板控制系统(7),具体为安装在中层支撑板(24)上的陀螺仪(38)及与之相连的单片机和电池;所述陀螺仪(38)与两个舵机相连接,所述的平衡调节机构(8)包括:下层支撑板(9),中层支撑板(24),气弹簧(10),类万向节式支架I(12),类万向节式支架II(21),舵机底座(19),舵机I(17),舵机II(25),滚动轴承(11),伞齿轮I(15),伞齿轮II(14),伞齿轮III(20),伞齿轮IV(18),四孔连接件(22),传动轴I(13),传动轴II(16),连接轴(23)及短轴;气弹簧(10)与中层支撑板(24),下层支撑板(9)采用螺栓连接的方式固定于两板之间;类万向节式支架I(12)装于下层支撑板(9)上端中部,类万向节式支架II(21)装于中层支撑板(24)下端中部;舵机I(17)装于舵机底座(19)上,并固定于下层支撑板(9)上部;舵机II(25)装于舵机底座(19)上,并固定在中层支撑板(24)上部;传动轴I(13)通过滚动轴承(11)装于类万向节式支架II(21)上部的安装孔中,并与四孔连接件(22)的侧孔相接;伞齿轮I(14)装于传动轴I(13)的端部;伞齿轮II(15)装于传动轴II(16)的端部,并与伞齿轮I(14)啮合;伞齿轮III(20)装于舵机II(25)的传动轴端部;伞齿轮IV(18)装于传动轴II(16)另一端部,并与伞齿轮III(20)啮合;传动轴II(16)通过滚动轴承穿过中层支撑板(24)的安装孔;连接轴(23)通过滚动轴承(11)装于类万向节支架I(12)上部安装孔中,并与四孔连接件(22)相接,另一端与舵机I(17)的传动轴相连接;短轴通过滚动轴承(11)装于类万向节支架I(12),类万向节支架II(21)上部安装孔中,并与四孔连接件(22)相接。
2.根据权利要求1所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:所述的升降机构(6)包括:左侧剪叉式举升臂(27),右侧剪叉式举升臂(35),轮子支架(29),轮子(30),限制轨道(31),可控氮气弹簧(34),升降按钮(37),可控氮气弹簧连接轴I(28),可控氮气弹簧连接轴II(33),剪叉式举升臂支架(32),上层支撑板(26);轮子(30)装于轮子支架(29)上,并位于中层支撑板(24)与上层支撑板(26)的滑槽中;轮子支架(29)与左侧剪叉式举升臂(27)用螺栓连接;剪叉式举升臂支架(32)位于中层支撑板(24)上部与上层支撑板(26)下部;可控氮气弹簧连接轴I(28)可控氮气弹簧连接轴II(33)装于左侧剪叉式举升臂(27)与右侧剪叉式举升臂(35)上的安装孔中;可控氮气弹簧(34)一端装于可控氮气弹簧连接轴I(28)上,另一端装于可控氮气弹簧连接轴II(33)上;升降鞋(5)装于上层支撑板(26)上部;限制轨道(31)采用螺栓连接方式装于中层支撑板(24)上部。
3.根据权利要求1所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:所述的升降鞋(5)采用螺栓连接方式装于上层支撑板(26)上端。
4.根据权利要求1所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:所述的平衡支撑板控制系统(7)包括:单片机(40),陀螺仪(38),航模电池(39),降压稳压模块(41),舵机I(17),舵机II(25)及导线,陀螺仪(38)装于中层支撑板(24)上端中心处;航模电池(39),单片机(40),降压稳压模块(41)装于中层支撑板(24)上端。
5.根据权利要求2所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:
升降按钮(37)装于控制线(36)端部,控制线(36)装于可控氮气弹簧(34)端部。
6.根据权利要求1所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:所述的剪切机构(1)包括:刀片(47),刀片架I(48),刀片架II(46),剪刀左臂(49),剪刀右臂(45),剪刀架(42),刀片连接件(44),弹簧(43),刀片(47)装于刀片架I(48),刀片架II(46);刀片架I(48)与剪刀左臂(49)采用螺栓连接;刀片架II(46)与剪刀右臂(45)采用螺栓连接;刀片连接件(44)与刀片架I(48)刀片架II(46)采用螺栓连接;剪刀架(42)与剪刀左臂(49)剪刀右臂(45)采用螺栓连接;弹簧(43)位于剪刀架(42)与刀片连接件(44)之间。
7.根据权利要求1所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:所述的伸缩杆(2)包括:外管(50),内管(52),内螺纹紧固件(51);内管(52)装于外管(50)内部;内螺纹紧固件(51)采用螺纹连接装于外端;内管(52)装于剪刀架(42)端部。
8.根据权利要求1所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置,其特征在于:
该装置还包括剪切剪控制系统(3),剪切剪控制系统(3)包括:手闸(53),闸线(54);手闸(53)与闸线(54)连接,手闸(53)装于外管(50)端部;闸线(54)装于外管(50)内部,并与刀片连接件(44)相连。
9.如权利要求1-8任一项所述可穿戴--剪叉式水果采摘成套装置的采摘方法,其特征在于:
采摘方法包括以下步骤:
步骤1.穿戴升降鞋(5);
步骤2.在水平地面时,当检测到舵机处于135度的位置时,单片机动调整为装置的平衡状态,在凹凸不平的山地时,陀螺仪自动检测相关地理位置数据,传递给单片机,单片机接受由陀螺仪发来的信号,给舵机发出角度信号输出量,自动调整整个装置为平衡状态;
步骤3.当调节装置稳定后,摁下升降按钮(37),可控氮气弹簧(34)在氮气压力作用下伸长,推动可控氮气弹簧连接轴I(28),进而推动左侧剪叉式举升臂(27),右侧剪叉式举升臂(35)作向上运动,左侧剪叉式举升臂(27),右侧剪叉式举升臂(35)推举上层支撑板(26),升降鞋(5)向上运动,达到升高目的;
步骤4.在升降机构(6)稳定后,调整伸缩杆(2)的外管(50),内管(52),在长度可以够到目标果实时,转动内螺纹紧固件(51),固定外管(50),内管(52);
步骤5.对准果实树枝后,启动手闸(53),手闸(53)使闸线(54)收紧,闸线(54)带动刀片连接件(44)向后运动,剪刀左臂(49)和剪刀右臂(45)向内转动,刀片架I(48)和刀片架II(46)带动刀片(47)闭合达到剪切效果,水果将落入正下方的水果网袋(4)中;
步骤6.剪切动作完成后,启动升降按钮(37),将身体重心分别交替移至每只升降鞋(5)上,由于受到两倍的举升力,可控氮气弹簧(34)将缩短,随之压缩可控氮气弹簧连接轴I(28),进而压缩左侧剪叉式举升臂(27)和右侧剪叉式举升臂(35)向下运动,左侧剪叉式举升臂(27)和右侧剪叉式举升臂(35)带动上层支撑板(26)和升降鞋(5),达到下降目的,完成整个采摘过程;
步骤7.待降至初始状态时,连续启动两次调平开关,中层支撑板(24)将会恢复至绝对水平位置,并保持锁死状态,此时可以穿戴升降鞋(5)自由移动,由于限制了轨道(31)的作用,轮子(30)与中层支撑板(24)、上层支撑板(26)并不会脱离,同时平衡调节机构(8)并不会时刻调整位置而导致采摘员重心不稳,当到达另一个采摘位置时,重复上述步骤即可。
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