CN108770483A - 高架草莓采摘收集机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高架草莓采摘收集机，包括机架，还包括分别安装在机架上的行走装置、夹持装置、切割装置、输送装置、上下驱动装置、左右驱动装置以及收集箱，所述的输送装置位于所述夹持装置的下方，且与所述的收集箱连接，所述的切割装置位于所述夹持装置的上方，所述的左右驱动装置上设有用于安装所述夹持装置、切割装置的安装座，所述的左右驱动装置与所述的上下驱动装置连接，所述的行走装置上设有转向装置。本发明的高架草莓采摘收集机，结构紧凑，设计合理，其自动化程度高，集草莓采摘、收集的功能于一体，实现机械化采摘，既提高了工作效率，还降低了劳动强度和采摘成本。
Description
技术领域
本发明涉及水果采摘设备领域，更具体地说，它涉及一种高架草莓采摘收集机。
背景技术
草莓是一种营养价值高、富含维生素的水果。草莓高架栽培因其结构化种植特点有利于减轻劳动作业强度，而受到广泛推广引用。随着草莓高架栽培的大量出现，草莓采摘则成为果农的一大难题。对于高架草莓的采摘和收集工作，目前仍处在人工采摘收集的阶段，其不仅劳动强度大，对工人的身体造成危害，而且随着工人工资的上涨，成本也日益增加。因此，研发设计一种针对高架草莓自动采摘收集的设备势在必行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种结构紧凑，设计合理的高架草莓采摘收集机，其自动化程度高，集草莓采摘、收集的功能于一体，实现机械化采摘，既提高了工作效率，还降低了劳动强度和采摘成本。
本发明的技术方案是这样的：一种高架草莓采摘收集机，包括机架，还包括分别安装在机架上的行走装置、夹持装置、切割装置、输送装置、上下驱动装置、左右驱动装置以及收集箱，所述的输送装置位于所述夹持装置的下方，且与所述的收集箱连接，所述的切割装置位于所述夹持装置的上方，所述的左右驱动装置上设有用于安装所述夹持装置、切割装置的安装座，所述的左右驱动装置与所述的上下驱动装置连接，所述的行走装置上设有转向装置。
作为进一步地改进，所述的行走装置包括两个支撑轮、两个万向轮以及行走驱动件，所述的支撑轮通过转轴安装在所述机架的底部，所述的行走驱动件由依次连接第一电机、第一带传动副和第二带传动副构成，所述第二带传动副的皮带与所述支撑轮上的转轴连接。
进一步地，所述的转向装置包括两个用于安装所述万向轮的转向块、将两个转向块连接的转向杆以及驱动其中一个所述转向块转动的转向驱动件，所述的转向驱动件由舵机和第一齿轮副构成，所述的第一齿轮副分别与舵机的输出端和转向块连接。
进一步地，所述的夹持装置包括两个活动夹持板以及驱动两个活动夹持板相对运动的夹持驱动件，两个所述的活动夹持板滑动安装于所述安装座的外侧，所述的夹持驱动件安装在所述的安装座上。
进一步地，所述的夹持驱动件包括依次相连的第二电机、第三带传动副、第四带传动副和第二齿轮副，其中一个所述的活动夹持板通过第一齿轮齿条机构与所述第四带传动副的主传动轴连接，另一个所述的活动夹持板通过第一齿轮齿条机构与所述第二齿轮副的从动齿轮轴连接。
进一步地，所述的切割装置包括固定切割板、活动切割板和位于所述活动切割板底部的切割刀，以及驱动所述活动切割板朝所述固定切割板往复运动的切割驱动件，所述的固定切割板、活动切割板、切割刀均与所述的活动夹持板同侧布置。
进一步地，所述的输送装置包括输送带和输送驱动件，所述的输送带一端与所述的收集箱衔接相连，所述的输送带与所述的活动夹持板同侧布置，在所述输送带与所述活动夹持板之间设有柔性减速管道，所述的输送驱动件由第三电机和第三齿轮副构成，所述的输送带通过转轴与所述第三齿轮副的从动齿轮轴连接。
进一步地，所述的上下驱动装置和左右驱动装置均为滑块组件，该滑块组件包括导轨、滑板、第四电机以及第二齿轮齿条机构，所述第四电机的输出端与所述第二齿轮齿条机构的主动齿轮轴连接，所述的滑板与所述第二齿轮齿条机构的从动齿轮轴连接，所述的滑板滑动安装在所述的导轨上。
进一步地，所述的安装座安装在所述左右驱动装置对应的滑板上，所述左右驱动装置对应的导轨横向安装在所述上下驱动装置对应的滑板上，所述上下驱动装置对应的导轨竖向安装在所述的机架上。
进一步地，所述的夹持装置、切割装置、输送装置、上下驱动装置、左右驱动装置分别成对布置于所述机架的两侧。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明的高架草莓采摘收集机，结构紧凑，设计合理，其自动化程度高，集草莓采摘、收集的功能于一体，采摘收集机的行走、定位夹持、切割、输送等动作衔接可靠、稳定，实现机械化采摘，既提高了工作效率，还降低了劳动强度和采摘成本；
2、本发明对于草莓的采摘，采用的是定位夹持与切割分开式的机械结构，可避免采摘时草莓晃动幅度过大而掉落问题，有效保护草莓不受损伤，具有控制简单、精度要求低、动作实现快的特点；
3、本发明的草莓采摘收集机可实现双向采摘，同时对两个高架上的草莓进行采摘，进一步提高了采摘效率；
4、本发明的采摘采摘收集具有自动转向功能，可应对于不同环境场合下的行走，大大提高了其使用的便利性。
附图说明
图1为本发明一侧的立体结构示意图；
图2为本发明另一侧的立体结构示意图；
图3为图2中A处的结构放大示意图。
其中：1-机架、2-支撑轮、3-万向轮、4-第一电机、5-第一带传动副、6-第二带传动副、7-转向块、8-转向杆、9-舵机、10-第一齿轮副、11-活动夹持板、12-安装座、13-第二电机、14-第三带传动副、15-第四带传动副、16-第二齿轮副、17-第一齿轮齿条机构、18-固定切割板、19-活动切割板、20-切割刀、21-输送带、22-收集箱、23-切割驱动件、24-第三电机、25-第三齿轮副、26-导轨、27-滑板、28-第四电机、29-第二齿轮齿条机构。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明，说明书中的方位与图中的前、后、左、右、上、下方相一致。
参阅图1-3，本发明的一种高架草莓采摘收集机，包括机架1，机架1为框架式的结构，还包括分别安装在机架1上的行走装置、夹持装置、切割装置、输送装置、上下驱动装置、左右驱动装置以及收集箱22，其中，行走装置安装在机架1的下部，用于驱动草莓采摘收集机行走于各种场合中，在行走装置上设有转向装置，可实现转弯、掉头等动作，可应对于不同环境场合下的行走，大大提高了其使用的便利性；夹持装置用于将草莓梗夹持定位，以防止其晃动而脱落；切割装置位于夹持装置的上方，二者形成分体式的结构，夹持装置独立运动实现定位，切割装置独立运动完成对草莓梗的切断，其分体式的机械结构，可避免采摘时草莓晃动幅度过大而掉落问题，有效保护草莓不受损伤，具有控制简单、精度要求低、动作实现快的特点；输送装置位于夹持装置的下方，且与收集箱22连接，切割装置将草莓梗切断后，夹持装置将草莓夹持到输送装置的上方，然后下放至输送装置上，并输送至收集箱22内，实现自动收集草莓，在左右驱动装置上设有用于安装夹持装置、切割装置的安装座12，左右驱动装置驱动夹持装置和切割装置同步运动，其左右驱动装置与上下驱动装置连接，二者相互配合定位到草莓的具体位置。本发明的高架草莓采摘收集机，结构紧凑，设计合理，其自动化程度高，集草莓采摘、收集的功能于一体，采摘收集机的行走、定位夹持、切割、输送等动作衔接可靠、稳定，实现机械化采摘，既提高了工作效率，还降低了劳动强度和采摘成本。
优选的，行走装置包括两个支撑轮2、两个万向轮3以及行走驱动件，其中，支撑轮2通过转轴安装在机架1的底部，行走驱动件由依次连接第一电机4、第一带传动副5和第二带传动副6构成，第一电机4、第一带传动副5和第二带传动副6分别安装在机架1上，第二带传动副6的皮带与支撑轮2上的转轴连接，第一电机4转动带动第一带传动副5转动而形成减速，第一带传动副5再带动第二带传动副6转动，从而带动支撑轮2转动，实现平稳行走；转向装置包括两个用于安装万向轮3的转向块7、将两个转向块7连接的转向杆8以及驱动其中一个转向块7转动的转向驱动件，转向驱动件由舵机9和第一齿轮副10构成，第一齿轮副10分别与舵机9的输出端和转向块7连接，万向轮3既起到支撑的作用，又起到导向的作用，当需要转弯或掉头时，舵机9转动，通过第一齿轮副10带动其对应的转向块7转动，并通过转向杆8联动另一个转向块7，从而实现两个万向轮3的原地转动，完成转弯或掉头的动作。
夹持装置包括两个活动夹持板11以及驱动两个活动夹持板11相对运动的夹持驱动件，其中，两个活动夹持板11滑动安装于安装座12的外侧，夹持驱动件安装在安装座12上，其夹持驱动件包括依次相连的第二电机13、第三带传动副14、第四带传动副15和第二齿轮副16，其中一个活动夹持板11通过第一齿轮齿条机构17与第四带传动副15的主传动轴连接，另一个活动夹持板11通过第一齿轮齿条机构17与第二齿轮副16的从动齿轮轴连接，在夹持草莓梗时，第二电机13转动，通过第三带传动副14减速后，由第四带传动副15的主传动轴驱动第一齿轮齿条机构17动作，从而带动其中一个活动夹持板11向中间靠拢，而第四带传动副15的从动传动轴通过第二齿轮16实现调转方向，并带动第一齿轮齿条机构17动作，从而带动另一个活动夹持板11向中间靠拢，实现对草莓梗夹持定位的动作，其第二齿轮副16的作用在于调整方向，使两个活动夹持板11能够相对运动。切割装置包括固定切割板18、活动切割板19和位于活动切割板19底部的切割刀20，以及驱动活动切割板19朝固定切割板18往复运动的切割驱动件23，其中，固定切割板18、活动切割板19、切割刀20均与活动夹持板11同侧布置，所述固定切割板18固定在安装座12上，活动切割板19滑动安装在安装座12上，切割驱动件23为电磁阀，活动切割板19安装在电磁阀的阀杆上，当电磁阀通电后，带动活动切割板19向固定切割板18快速运动，使切割刀20快速切断草莓梗。
输送装置包括输送带21和输送驱动件，其中，输送带21一端与收集箱22衔接相连，输送带21与活动夹持板11同侧布置，在输送带21与活动夹持板11之间设有柔性减速管道(图中未示出)，该柔性减速通道为弯曲海绵通道，其一端固定在活动夹持板11下方的安装座12上，另一端与输送带21相衔接，草莓掉落后可通过柔性减速通道减速后再掉落至输送带21上，可避免草莓高速撞击而损坏的问题，其输送驱动件由第三电机24和第三齿轮副25构成，输送带21通过转轴与第三齿轮副25的从动齿轮轴连接，第三电机24转动，并通过第三齿轮副25带动输送带21的转轴转动，从而实现草莓输送的动作，将草莓输送至收集箱22内。
上下驱动装置和左右驱动装置均为滑块组件，该滑块组件包括导轨26、滑板27、第四电机28以及第二齿轮齿条机构29，其中，第四电机28的输出端与第二齿轮齿条机构29的主动齿轮轴连接，滑板27与第二齿轮齿条机构29的从动齿轮轴连接，滑板27滑动安装在导轨26上，第四电机28通过第二齿轮齿条机构29带动滑板27在导轨26上平稳滑动，其运动速度块、刚性好，运行更加平稳，能够实现快速定位草莓的位置；具体的，其安装座12安装在左右驱动装置对应的滑板27上，左右驱动装置对应的导轨26横向安装在上下驱动装置对应的滑板27上，上下驱动装置对应的导轨26竖向安装在机架1上，左右驱动装置驱动安装座12左右位移，而上下驱动装置则驱动安装座12和左右驱动装置同时上下位移。
本发明的高架草莓采摘收集机，使用时，通过控制行走装置运动，并结合转向装置的动作，实现在高架草莓基地上前后行走；当行走至草莓所在的位置时，上下驱动装置和左右驱动装置根据草莓的位置而运动，使夹持装置和切割装置定位到草莓梗的两侧；然后夹持装置动作将草莓梗夹紧，紧接着切割装置动作，利用固定切割板18和活动切割板19的相对运动使切割刀20快速切断草莓梗；最后夹持装置松开，草莓通过柔性减速通道掉落至输送装置的输送带21上，进而输送到收集箱22内，完成高架草莓的采摘收集工作。为了进一步提高采摘效率，其夹持装置、切割装置、输送装置、上下驱动装置、左右驱动装置分别成对布置于机架1的两侧，可实现双向采摘，同时对两个高架上的草莓进行采摘，进一步提高了工作效率。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种高架草莓采摘收集机，包括机架(1)，其特征在于，还包括分别安装在机架(1)上的行走装置、夹持装置、切割装置、输送装置、上下驱动装置、左右驱动装置以及收集箱(22)，所述的输送装置位于所述夹持装置的下方，且与所述的收集箱(22)连接，所述的切割装置位于所述夹持装置的上方，所述的左右驱动装置上设有用于安装所述夹持装置、切割装置的安装座(12)，所述的左右驱动装置与所述的上下驱动装置连接，所述的行走装置上设有转向装置。
2.根据权利要求1所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的行走装置包括两个支撑轮(2)、两个万向轮(3)以及行走驱动件，所述的支撑轮(2)通过转轴安装在所述机架(1)的底部，所述的行走驱动件由依次连接第一电机(4)、第一带传动副(5)和第二带传动副(6)构成，所述第二带传动副(6)的皮带与所述支撑轮(2)上的转轴连接。
3.根据权利要求2所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的转向装置包括两个用于安装所述万向轮(3)的转向块(7)、将两个转向块(7)连接的转向杆(8)以及驱动其中一个所述转向块(7)转动的转向驱动件，所述的转向驱动件由舵机(9)和第一齿轮副(10)构成，所述的第一齿轮副(10)分别与舵机(9)的输出端和转向块(7)连接。
4.根据权利要求1所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的夹持装置包括两个活动夹持板(11)以及驱动两个活动夹持板(11)相对运动的夹持驱动件，两个所述的活动夹持板(11)滑动安装于所述安装座(12)的外侧，所述的夹持驱动件安装在所述的安装座(12)上。
5.根据权利要求4所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的夹持驱动件包括依次相连的第二电机(13)、第三带传动副(14)、第四带传动副(15)和第二齿轮副(16)，其中一个所述的活动夹持板(11)通过第一齿轮齿条机构(17)与所述第四带传动副(15)的主传动轴连接，另一个所述的活动夹持板(11)通过第一齿轮齿条机构(17)与所述第二齿轮副(16)的从动齿轮轴连接。
6.根据权利要求4所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的切割装置包括固定切割板(18)、活动切割板(19)和位于所述活动切割板(19)底部的切割刀(20)，以及驱动所述活动切割板(19)朝所述固定切割板(18)往复运动的切割驱动件(23)，所述的固定切割板(18)、活动切割板(19)、切割刀(20)均与所述的活动夹持板(11)同侧布置。
7.根据权利要求4所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的输送装置包括输送带(21)和输送驱动件，所述的输送带(21)一端与所述的收集箱(22)衔接相连，所述的输送带(21)与所述的活动夹持板(11)同侧布置，在所述输送带(21)与所述活动夹持板(11)之间设有柔性减速管道，所述的输送驱动件由第三电机(24)和第三齿轮副(25)构成，所述的输送带(21)通过转轴与所述第三齿轮副(25)的从动齿轮轴连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的上下驱动装置和左右驱动装置均为滑块组件，该滑块组件包括导轨(26)、滑板(27)、第四电机(28)以及第二齿轮齿条机构(29)，所述第四电机(28)的输出端与所述第二齿轮齿条机构(29)的主动齿轮轴连接，所述的滑板(27)与所述第二齿轮齿条机构(29)的从动齿轮轴连接，所述的滑板(27)滑动安装在所述的导轨(26)上。
9.根据权利要求8所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的安装座(12)安装在所述左右驱动装置对应的滑板(27)上，所述左右驱动装置对应的导轨(26)横向安装在所述上下驱动装置对应的滑板(27)上，所述上下驱动装置对应的导轨(26)竖向安装在所述的机架(1)上。
10.根据权利要求1所述的高架草莓采摘收集机，其特征在于，所述的夹持装置、切割装置、输送装置、上下驱动装置、左右驱动装置分别成对布置于所述机架(1)的两侧。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181109 |