CN108781757A - 一种移动式水果采摘包装落料设备 - Google Patents

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CN108781757A CN201810717485.4A CN201810717485A CN108781757A CN 108781757 A CN108781757 A CN 108781757A CN 201810717485 A CN201810717485 A CN 201810717485A CN 108781757 A CN108781757 A CN 108781757A
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张军
李红星
孙文芳
郭兴源
袁芝武
徐浩
姚德亮
聂志刚
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    • A01D46/24—Devices for picking apples or like fruit
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Abstract

本发明公开了一种移动式水果采摘包装落料设备，包括有采摘机构和安装在移动小车上的包装机构；采摘机构是由伸缩杆及剪切操作机构和网兜组成；包装机构是由摆臂、倒L型拨杆及拨动机械手组成，水果通过采摘机构的网兜进入到套袋箱内，通过拨动机械手推动网袋套在水果外，再落料进入水果筐内。本发明将采摘机构和包装机构连成一体结构，占地面积小，适合任何场地环境操作，无需再通过爬树或者梯子采摘水果，改善了工人采摘高空果实的作业环境，且套袋操作全程自动化，实现了人工辅助对果树上果实的采摘，降低了劳动强度，提高了工作效率。

Description

一种移动式水果采摘包装落料设备
技术领域
本发明涉及水果包装技术领域，具体为一种移动式水果采摘包装落料设备。
背景技术
我国是农业大国，果树业是农业的重要组成部分，例如苹果，梨子，桃子等。在水果的生产作业中，收获采摘是整个生产中最耗时最费力的环节，水果收获期间需投入的劳动力约占整个种植过程的一半以上的比重。采摘作业质量的好坏直接影响到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。水果收获具有很强的时效性，属于典型的劳动密集型的工作。但是由于采摘作业环境和操作的复杂性，水果采摘的自动化程度仍然很低，目前国内水果的采摘作业基本上还是人工手工完成。在中国随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，劳动力不仅成本高，而且还越来越不容易得到，而人工收获水果所需的成本在水果的整个生产成本中所占的比例竟高达40％左右。且高枝水果的采摘还带有一定的危险性，在采摘过程中需要爬树或者搭设梯子，存在着安全隐患，而且在采摘过程中水果还有跌落的风险，进而导致水果表皮的损害，影响后续包装储存，因此实现水果收获的机械化变得越来越迫切；
另外一般在水果采摘之后，水果包装很大一部分依赖于人工的手动包装，但是这种方式包装工作效率低，容易造成水果资源的大量浪费。为了提高水果包装效率和避免水果资源的大量浪费，需要能自动包装水果的机械装置，但是市场上现有的水果包装设备体积大，结构复杂，需要固定在厂房操作间内使用，有条件限制，不能与采摘装置一体化，使得整体生产成本高；因而需要一种既能采摘又能快速包装的采摘包装一体化设备。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种移动式水果采摘包装落料设备，解决了现有技术存在的技术的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种移动式水果采摘包装落料设备，包括有移动小车，其特征在于：还包括有采摘机构、包装机构；
所述采摘机构包括有伸缩杆，伸缩杆是由下杆与上杆组成，在所述伸缩杆的上杆顶端上通过铰链转向机构转动安装有安装座，安装座上一侧固定安装有固定弧形夹件，安装座上与固定弧形夹件相对的另一侧则铰接活动安装有活动弧形夹件，所述的固定弧形夹件与活动弧形夹件对接形成环形夹套，所述固定弧形夹件与活动弧形夹件对接的端面上分别安装有剪切刀片，两个剪切刀片对接形成剪切操作机构；所述活动弧形夹件的底端向外侧延伸形成有延伸段，所述伸缩杆的下杆底端上安装有剪切手柄，剪切手柄上连接有拉绳，拉绳的另一端连接至活性弧形夹件的延伸段上，通过拉绳操控活动弧形夹件与固定弧形夹件对接的剪切操作机构；所述环形夹套的底面连接有网兜。
所述包装机构包括设置在移动小车上的前支架和高度低于前支架的后支架，前支架固定安装在移动小车上，后支架沿着前后方向移动式安装在移动小车上，所述的前、后支架之间设有倾斜向下设置的套袋箱，所述的前支架上设有可上、下滑动的安装支架，所述套袋箱的前端固定在安装支架上，套袋箱在前、后之间上可调整倾斜角度；所述套袋箱的前、后两端呈敞口式结构；套袋箱内设置有网袋导向管，网袋导向管的一端通过前端敞口伸出套袋箱外，所述前支架顶端上转动安装有转向杆，所述网袋导向管的伸出端与转向杆固定连接，所述采摘机构的网兜牵引至网袋导向管的一端管口且与其连通；
所述网袋导向管外套装有用于包装水果的网袋；所述套袋箱两侧侧壁上靠后的位置分别转动安装有由舵机控制的摆臂，摆臂分成前段和后段，两侧摆臂前段之间铰接连接有连接架，连接架上安装有热熔剪切机构，两侧摆臂后段之间铰接连接有挡板；所述的挡板和热熔剪切机构随着摆臂的转动而上下移动；所述套袋箱两侧侧壁上还转动安装有倒L型的拨杆，倒L型拨杆的横杆上固定有下凸块，所述的摆臂前段正好贴在横杆下凸块的下方，所述的摆臂转动推动倒L型拨杆的转动；所述套袋箱两侧侧壁上靠前的位置设置有滑道，滑道内滑动安装有拨动机械手，所述倒L型拨杆的竖杆与拨动机械手之间通过拉线连接，拨动机械手与套袋箱的前端之间连接有复位弹簧，所述倒L型拨杆转动则倒L型拨杆的竖杆移动位置，竖杆通过拉线拉动拨动机械手在滑道内向后滑动，所述的拨动机械手在套袋箱内网袋导向管两侧且推动网袋向后移动；所述的套袋箱顶面上安装有光电传感器，光电传感器用于感应水果靠近后端敞口位置，所述光电传感器的信号输出端与一控制器电连接，控制器控制连接舵机和热熔剪切机构；
所述移动小车上在套袋箱的后下方安装有摇床，摇床上设置有水果筐，所述套袋箱的后端敞口正对着水果筐，所述水果筐上安装有压力传感器。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述活动弧形夹件的延伸段上连接有弹性带，弹性带的另一端连接至固定弧形夹件的顶端上。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述固定弧形夹件的底端上固定连接有固定杆，固定杆在活动弧形夹件延伸段的下方，所述固定杆上开设有导向孔，所述的拉绳穿过导向孔与活动弧形夹件的延伸段连接；所述固定杆与活动弧形夹件延伸段之间连接有套装在拉绳外的弹簧。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述固定弧形夹件与活动弧形夹件对接端面上的剪切刀片是齿刀片，通过两齿刀片的啮合完成剪切操作。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述套袋箱两侧侧壁滑道内的拨动机械手上设置有限位块，用于对回位的拨动机械手进行限位。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述两侧摆臂的前段上开设有前腰形滑槽，所述连接架底部上连接有前轴杆，前轴杆伸入到前腰形滑槽内且随着摆臂的转动在前腰形滑槽内滑动，所述的连接架通过前轴杆与前腰形滑槽的配合铰接活动安装在摆臂前段上；所述套袋箱的顶部上设有用于供连接架向上伸出的前开口。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述两侧摆臂的后段上开设有后腰形滑槽，所述挡板的底部上连接有后轴杆，后轴杆伸入到后腰形滑槽内且随着摆臂的转动在后腰形滑槽内滑动，所述的挡板通过后轴杆与后腰形滑槽的配合铰接活动安装在摆臂后段上；所述的套袋箱顶部上设有用于挡板向上伸出的后开口。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述的热熔剪切机构是热熔丝，热熔丝随着摆臂的转动向下移动对着网袋将其切割。
所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述两侧的拨动机械手呈弧形结构，两弧形的拨动机械手套在网袋导向管外的网袋上。
本发明中控制器单元采用单片机AT89S51及其外围电路。
本发明的操作方式是：
根据采摘环境需要，首先调节好采摘机构上的伸缩杆，且转动调节好安装座的位置，通过剪切手柄拉动拉绳，从而拉动活性弧形夹件，使活动弧形夹件去贴近固定弧形夹件且与其对接，同时两剪切刀片对接闭合完成剪切操作，从而将枝头的水果剪切落入网兜内。松开剪切手柄后，弹簧和弹性带具有复位作用，能带动活动弧形夹件回位。
而后再调节好移动小车上前、后支架之间套袋箱的倾斜角度，且通过转向杆稍微调节网袋导向管；
套袋箱上初始状态是挡板向下闭合，水果网袋下端伸出网袋导向管一个水果的距离，当水果通过网袋导向管进入网袋后，触发光电感应系统，其将信号传递给舵机，舵机带动摆臂逆向(逆时针)转动，热熔剪切机构随着连接架向下剪切水果网袋，同时挡板向上打开，水果从后端敞口落下，在摆臂逆向转动的同时拨动机械手在复位弹簧的作用下回位；完成一个水果套袋包装后，随后舵机带动摆臂正向(顺时针)转动，热熔剪切机构随着连接架向上移动打开，而挡板恢复初始状态向下闭合，同时摆臂前段推动了倒L型拨杆的转动，此时倒L型拨杆的竖杆通过拉线拉动拨动机械手带动网袋一起在滑道内向后滑动，使网袋下端伸出导向管一段距离。
水果套袋后从套袋箱的后端敞口落入到摇床的水果筐内，摇床摆动使得水果筐内水果摆放整齐，且有压力传感器感应重量，到达需要的重量时可取水果筐。
(三)有益效果
本发明提供了一种移动式水果采摘包装落料设备，具备以下有益效果：
1)采摘机构设计了伸缩杆和可转动调节的安装座，能根据采摘环境进行调节，可精确的对果实进行采摘操作，无需再通过爬树或者梯子采摘水果，降低了劳动强度，并改善了工人采摘高空果实的作业环境，使果农的工作环境更加安全。另外通过拉绳可快速拉动活动弧形夹件，使其快速与固定弧形夹件对接，能使剪切刀片快速完成剪切操作，
2)包装机构采用摆臂带动倒L型拨杆，倒L型拨杆带动拨动机械手，拨动机械手推动网袋套在水果外，套袋操作全程自动化，包装水果快捷，提高工作效率，且落料收集快速方便，摇床晃动能使得水果筐内的水果摆放整齐。
3)采摘机构和包装机构连成一体结构，占地面积小，适合任何场地环境操作，通用性好，实现了人工辅助对果树上果实的采摘，包装一体化，降低了劳动强度，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明采摘机构结构示意图。
图3为本发明套袋箱结构示意图。
图4为本发明拨动机械手结构示意图；
图5为本发明电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参阅图1、2、3、4、5，本发明提供一种技术方案：
一种移动式水果采摘包装落料设备，包括有移动小车123，还包括有采摘机构、包装机构；
所述采摘机构包括有伸缩杆，伸缩杆是由下杆1与上杆2组成，在所述伸缩杆的上杆2顶端上通过铰链转向机构3转动安装有安装座4，安装座上一侧固定安装有固定弧形夹件5，安装座上与固定弧形夹件相对的另一侧则铰接活动安装有活动弧形夹件6，所述的固定弧形夹件5与活动弧形夹件6对接形成环形夹套，所述固定弧形夹件5与活动弧形夹件6对接的端面上分别安装有剪切刀片7，两个剪切刀片7对接形成剪切操作机构；所述活动弧形夹件6的底端向外侧延伸形成有延伸段8，所述伸缩杆的下杆1底端上安装有剪切手柄9，剪切手柄上连接有拉绳10，拉绳10的另一端连接至活性弧形夹件的延伸段8上，通过拉绳10操控活动弧形夹件5与固定弧形夹件6对接的剪切操作机构；所述环形夹套的底面连接有网兜11。
所述包装机构包括设置在移动小车123上的前支架124和高度低于前支架的后支架125，前支架固定安装在移动小车上，后支架沿着前后方向移动式安装在移动小车上，所述的前、后支架之间设有倾斜向下设置的套袋箱100，所述的前支架上设有可上、下滑动的安装支架126，所述套袋箱100的前端固定在安装支架126上，套袋箱在前、后之间上可调整倾斜角度；所述套袋箱100的前、后两端呈敞口式结构；套袋箱内设置有网袋导向管101，网袋导向管的一端通过前端敞口伸出套袋箱外，所述前支架124顶端上转动安装有转向杆127，所述网袋导向管101的伸出端与转向杆127固定连接，所述采摘机构的网兜11牵引至网袋导向管101的一端管口且与其连通；
所述网袋导向管101外套装有用于包装水果的网袋102；所述套袋箱两侧侧壁上靠后的位置分别转动安装有由舵机103控制的摆臂104，摆臂分成前段和后段，两侧摆臂前段之间铰接连接有连接架105，连接架上安装有热熔剪切机构106，两侧摆臂后段之间铰接连接有挡板107；所述的挡板和热熔剪切机构随着摆臂的转动而上下移动；所述套袋箱两侧侧壁上还转动安装有倒L型的拨杆108，倒L型拨杆的横杆上固定有下凸块109，所述的摆臂前段正好贴在横杆下凸块的下方，所述的摆臂104转动推动倒L型拨杆108的转动；所述套袋箱100两侧侧壁上靠前的位置设置有滑道110，滑道内滑动安装有拨动机械手111，所述倒L型拨杆108的竖杆与拨动机械手111之间通过拉线112连接，拨动机械手110与套袋箱100的前端之间连接有复位弹簧113，所述倒L型拨杆转动则倒L型拨杆的竖杆移动位置，竖杆通过拉线112拉动拨动机械手111在滑道内向后滑动，所述的拨动机械手111在套袋箱内网袋导向管两侧且推动网袋102向后移动；所述的套袋箱1顶面上安装有光电传感器114，光电传感器用于感应水果靠近后端敞口位置，所述光电传感器的信号输出端与一控制器122电连接，控制器控制舵机103和热熔剪切机构106；所述移动小车123上在套袋箱的后下方安装有摇床128，摇床上设置有水果筐129，所述套袋箱100的后端敞口正对着水果筐129，所述水果筐上安装有压力传感器130。
所述活动弧形夹件的延伸段8上连接有弹性带12，弹性带12的另一端连接至固定弧形夹件5的顶端上。
所述固定弧形夹件5的底端上固定连接有固定杆13，固定杆13在活动弧形夹件延伸段8的下方，所述固定杆上开设有导向孔14，所述的拉绳10穿过导向孔14与活动弧形夹件的延伸段8连接；所述固定杆与活动弧形夹件延伸段之间连接有套装在拉绳外的弹簧15。
所述固定弧形夹件与活动弧形夹件对接端面上的剪切刀片7是齿刀片，通过两齿刀片的啮合完成剪切操作。
所述套袋箱1两侧侧壁滑道内的拨动机械手上设置有限位块115，用于对回位的拨动机械手进行限位。
所述两侧摆臂104的前段上开设有前腰形滑槽116，所述连接架底部上连接有前轴杆117，前轴杆117伸入到前腰形滑槽116内且随着摆臂的转动在前腰形滑槽内滑动，所述的连接架105通过前轴杆与前腰形滑槽的配合铰接活动安装在摆臂104前段上；所述套袋箱1的顶部上设有用于供连接架向上伸出的前开口118。
所述两侧摆臂104的后段上开设有后腰形滑槽119，所述挡板的底部上连接有后轴杆120，后轴杆伸入到后腰形滑槽内且随着摆臂的转动在后腰形滑槽内滑动，所述的挡板107通过后轴杆与后腰形滑槽的配合铰接活动安装在摆臂104后段上；所述的套袋箱1顶部上设有用于挡板向上伸出的后开口121。
所述的热熔剪切机构是热熔丝，热熔丝随着摆臂的转动向下移动对着网袋将其切割。
所述两侧的拨动机械手110呈弧形结构，两弧形的拨动机械手套在网袋导向管外的网袋上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种移动式水果采摘包装落料设备，包括有移动小车，其特征在于：还包括有采摘机构、包装机构；
所述采摘机构包括有伸缩杆，伸缩杆是由下杆与上杆组成，在所述伸缩杆的上杆顶端上通过铰链转向机构转动安装有安装座，安装座上一侧固定安装有固定弧形夹件，安装座上与固定弧形夹件相对的另一侧则铰接活动安装有活动弧形夹件，所述的固定弧形夹件与活动弧形夹件对接形成环形夹套，所述固定弧形夹件与活动弧形夹件对接的端面上分别安装有剪切刀片，两个剪切刀片对接形成剪切操作机构；所述活动弧形夹件的底端向外侧延伸形成有延伸段，所述伸缩杆的下杆底端上安装有剪切手柄，剪切手柄上连接有拉绳，拉绳的另一端连接至活性弧形夹件的延伸段上，通过拉绳操控活动弧形夹件与固定弧形夹件对接的剪切操作机构；所述环形夹套的底面连接有网兜。
所述包装机构包括设置在移动小车上的前支架和高度低于前支架的后支架，前支架固定安装在移动小车上，后支架沿着前后方向移动式安装在移动小车上，所述的前、后支架之间设有倾斜向下设置的套袋箱，所述的前支架上设有可上、下滑动的安装支架，所述套袋箱的前端固定在安装支架上，套袋箱在前、后之间上可调整倾斜角度；所述套袋箱的前、后两端呈敞口式结构；套袋箱内设置有网袋导向管，网袋导向管的一端通过前端敞口伸出套袋箱外，所述前支架顶端上转动安装有转向杆，所述网袋导向管的伸出端与转向杆固定连接，所述采摘机构的网兜牵引至网袋导向管的一端管口且与其连通；
所述网袋导向管外套装有用于包装水果的网袋；所述套袋箱两侧侧壁上靠后的位置分别转动安装有由舵机控制的摆臂，摆臂分成前段和后段，两侧摆臂前段之间铰接连接有连接架，连接架上安装有热熔剪切机构，两侧摆臂后段之间铰接连接有挡板；所述的挡板和热熔剪切机构随着摆臂的转动而上下移动；所述套袋箱两侧侧壁上还转动安装有倒L型的拨杆，倒L型拨杆的横杆上固定有下凸块，所述的摆臂前段正好贴在横杆下凸块的下方，所述的摆臂转动推动倒L型拨杆的转动；所述套袋箱两侧侧壁上靠前的位置设置有滑道，滑道内滑动安装有拨动机械手，所述倒L型拨杆的竖杆与拨动机械手之间通过拉线连接，拨动机械手与套袋箱的前端之间连接有复位弹簧，所述倒L型拨杆转动则倒L型拨杆的竖杆移动位置，竖杆通过拉线拉动拨动机械手在滑道内向后滑动，所述的拨动机械手在套袋箱内网袋导向管两侧且推动网袋向后移动；所述的套袋箱顶面上安装有光电传感器，光电传感器用于感应水果靠近后端敞口位置，所述光电传感器的信号输出端与一控制器电连接，控制器控制连接舵机和热熔剪切机构；所述移动小车上在套袋箱的后下方安装有摇床，摇床上设置有水果筐，所述套袋箱的后端敞口正对着水果筐，所述水果筐上安装有压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述活动弧形夹件的延伸段上连接有弹性带，弹性带的另一端连接至固定弧形夹件的顶端上。
3.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述固定弧形夹件的底端上固定连接有固定杆，固定杆在活动弧形夹件延伸段的下方，所述固定杆上开设有导向孔，所述的拉绳穿过导向孔与活动弧形夹件的延伸段连接；所述固定杆与活动弧形夹件延伸段之间连接有套装在拉绳外的弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述固定弧形夹件与活动弧形夹件对接端面上的剪切刀片是齿刀片，通过两齿刀片的啮合完成剪切操作。
5.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述套袋箱两侧侧壁滑道内的拨动机械手上设置有限位块，用于对回位的拨动机械手进行限位。
6.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述两侧摆臂的前段上开设有前腰形滑槽，所述连接架底部上连接有前轴杆，前轴杆伸入到前腰形滑槽内且随着摆臂的转动在前腰形滑槽内滑动，所述的连接架通过前轴杆与前腰形滑槽的配合铰接活动安装在摆臂前段上；所述套袋箱的顶部上设有用于供连接架向上伸出的前开口。
7.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述两侧摆臂的后段上开设有后腰形滑槽，所述挡板的底部上连接有后轴杆，后轴杆伸入到后腰形滑槽内且随着摆臂的转动在后腰形滑槽内滑动，所述的挡板通过后轴杆与后腰形滑槽的配合铰接活动安装在摆臂后段上；所述的套袋箱顶部上设有用于挡板向上伸出的后开口。
8.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述的热熔剪切机构是热熔丝，热熔丝随着摆臂的转动向下移动对着网袋将其切割。
9.根据权利要求1所述的一种移动式水果采摘包装落料设备，其特征在于：所述两侧的拨动机械手呈弧形结构，两弧形的拨动机械手套在网袋导向管外的网袋上。
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