CN108781764B - 一种椰子采摘机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种椰子采摘机，属于果实采摘设备领域。本发明包括爬行本体，所述爬行本体上设有用于采摘椰子的采摘机构，所述爬行本体为长方体结构，所述爬行本体内设有安装腔，所述安装腔内设有控制器和蓄电池，所述爬行本体的上侧面上设有能够将爬行本体固定在椰树树干上的夹持装置，所述爬行本体的前端面上设有能够驱动爬行机构沿着椰树树干的长度方向运动的驱动机构。本发明可以在椰树上爬行，方便采摘椰子，简单实用。

Description

一种椰子采摘机

技术领域

本发明属于果实采摘设备领域，涉及一种椰子采摘机。

背景技术

椰子具有很高的食用价值与医用价值，其种植具有较强的区域性，国外主要有菲律宾、印尼、马来西亚等，海南省是我国唯一的规模产地。

椰子树是一种常绿乔木，树干挺直高达15～30m，树上椰子成束挂接，同一果束椰子生疏不一。椰子树表面几乎成圆柱体，没有枝桠，不容易攀爬，所以每到椰子收获季节，椰农为椰子的采摘问题而犯愁。目前，椰子采摘的方法主要有利用长竹竿钩果、人工攀爬采摘、训练猴子爬树采摘或等到椰子成熟后自然脱落。这些采摘方式机械化程度较低，浪费大量的人力、物力，此外人工攀爬采摘，劳动强度大，工作效率低，作业人员的生命安全得不到保障。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种椰子采摘机，能够在椰树上爬行，利用采摘机构完成椰子的采摘工作，具有机械化程度高，工作效率高，作业安全性高等优点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种椰子采摘机，包括爬行本体，所述爬行本体上设有用于采摘椰子的采摘机构，所述爬行本体为长方体结构，所述爬行本体内设有安装腔，所述安装腔内设有控制器和蓄电池，所述爬行本体的上侧面上设有能够将爬行本体固定在椰树树干上的夹持装置，所述爬行本体的前端面上设有能够驱动爬行本体沿着椰树树干的长度方向运动的驱动机构。

首先将爬行本体设置在椰树树干的底部，通过爬行本体上的夹持装置将椰树树干抱住，防止爬行本体在爬行过程中向下滑落，然后再启动驱动机构使爬行本体沿着椰树树干向上爬行，到达椰树顶部，利用采摘机构进行椰子采摘工作，简单高效，作业安全性高，避免了人工采摘的麻烦。

在上述的椰子采摘机中，所述夹持装置包括液压油缸二、滚动机构和两个压紧机构，所述滚动机构包括固定轴一和两个座板，两个所述座板平行设置在爬行本体的前端面上，所述固定轴一固连在两个座板之间，所述固定轴一上转动设置有沿着椰树树干的长度方向运动的辊轮一，所述辊轮一的轮面上设有弧形凹槽一，所述弧形凹槽一上设有压力传感器，所述压力传感器通过控制器与蓄电池电连接，两个所述压紧机构均铰接在爬行本体的上侧面，两个所述压紧机构左右对称设置，两个所述压紧机构远离辊轮一的一端分别与液压油缸二的两端铰接，所述液压油缸二为电液式油缸，所述液压油缸二通过控制器与蓄电池电连接。

通过控制器启动液压油缸二，使液压油缸二伸长，通过两个压紧机构和滚动机构将椰树树干抱住，椰树树干对辊轮一产生挤压力，辊轮一上的压力传感器将压力信号发送给控制器，当辊轮一上的压力达到设定值时，控制器关闭液压油缸二，同时控制器启动驱动机构使爬行本体沿着椰树树干向上爬行，由于椰树树干的尺寸越往上越小，导致椰树树干对辊轮一的挤压力逐渐减小，压力传感器发送信号给控制器，当辊轮一上的压力小于设定值时，控制器启动液压油缸二，使液压油缸二伸长，缩小两个压紧机构和辊轮一之间的范围，始终将椰树树干抱紧，防止爬行本体下滑或者跌落，当驱动机构驱动爬行本体达到椰树的顶端时，通过采摘机构对椰子进行采摘，机械化程度高，采摘效率高，工作人员全程在地面操作，提高作业安全性；此外，所述液压油缸二可以实时调整两个压紧机构和辊轮一之间的范围，保证爬行本体平稳的在椰树树干上爬行。

在上述的椰子采摘机中，所述压紧机构包括固定板和C型的压紧臂，所述压紧臂的两端均朝向辊轮一的一侧，所述压紧臂上开设有通孔，所述通孔内插设有固定轴二，所述固定轴二的一端伸出压紧臂且端部固连在爬行本体的上侧面上，所述固定轴二的另一端伸出压紧臂且端部固设有限位板一，所述压紧臂靠近辊轮一的一端转动设置有辊轮二，所述压紧臂的下侧面上设有滑杆，所述固定板垂直设置在爬行本体的前端面上，所述固定板上设有弧形的滑槽孔，所述滑杆穿过滑槽孔且端部设有限位板二，所述限位板二的尺寸大于滑槽孔的宽度。

两个所述压紧机构中的辊轮二和滚动机构的辊轮一形成一个固定圈，将椰树树干抱住，两个所述压紧臂均铰接在爬行本体上，通过液压油缸一的伸缩带动两个压紧臂发生转动，当椰树树干的尺寸变小时，辊轮一上的压力传感器受到的挤压力变小，压力传感器发送信号给控制器，启动液压油缸二，使液压油缸二伸长，液压油缸二的一端带动位于辊轮一右侧的压紧臂绕着固定轴二顺时针转动，液压油缸二的另一端带动位于辊轮一左侧的压紧臂绕着固定轴二逆时针转动，使辊轮一、两个辊轮二与椰树树干形成的固定圈缩小，将椰树树干抱紧，防止爬行本体下滑或者掉落，当椰树树干对辊轮一产生的挤压力达到设定值时，压力传感器发送信号给控制器，关闭液压油缸二，防止椰树树干对辊轮一的挤压力过大，较大的摩擦力使驱动机构无法驱动爬行本体向上爬行；此外，所述滑槽孔可以限定压紧臂的转动范围，还可以使压紧臂平稳的转动。

在上述的椰子采摘机中，所述驱动机构包括液压油缸一和两个驱动单元，两个所述驱动单元的一端通过铰链分别铰接在爬行本体前端面的左右两侧上，两个所述驱动单元均绕着铰链的转轴水平转动，所述驱动单元包括设备箱和驱动辊轮，所述设备箱内设有储存腔，所述储存腔内设有电机，所述电机的输出轴伸出设备箱且端部与驱动辊轮固连，所述驱动辊轮与电机的输出轴同轴设置，两个所述驱动单元中的设备箱分别与液压油缸一的两端铰接，所述液压油缸一为电液式油缸，所述液压油缸一和两个电机均通过控制器与蓄电池电连接。

利用夹持装置将椰树树干抱住，同时启动椰树树干左右两侧的驱动单元，使位于椰树树干右侧的电机带动驱动辊轮顺时针转动，使位于椰树树干左侧的电机带动驱动辊轮逆时针转动，当两个驱动辊轮同时转动，带动爬行本体沿着椰树树干向上爬行，当椰树树干逐渐变小时，辊轮一、两个驱动辊轮与椰树树干之间挤压力逐渐减小，同时辊轮一上的压力传感器将挤压力减小的信号发送给控制器，控制器启动液压油缸一，使液压油缸一缩短，增大两个驱动辊轮对椰树树干的挤压力，从而增大两个驱动辊轮与椰树树干之间的摩擦力，使爬行本体爬行的速度更快。

在上述的椰子采摘机中，所述采摘机构包括关节式机械手，所述关节式机械手的一端固设在爬行本体的上侧面上，所述关节式机械手的另一端固连有基座，所述基座上设有电动剪刀，所述关节式机械手、电动剪刀都通过控制器与蓄电池电连接。

由于椰子生长比较密集，采摘时需要挑选成熟度高的椰子，因此采摘的过程需要精细操作，所述关节式机械可以实现多个自由度，且动作比较灵活，再通过控制器控制电动剪刀采摘选中的椰子，简单快速。

在上述的椰子采摘机中，所述基座上设有摄像头，所述摄像头通过控制器与蓄电池电连接。

所述摄像头可以帮助工作人员分辨每个椰子的成熟度，挑选成熟度较高的椰子进行采摘。

在上述的椰子采摘机中，两个所述辊轮二的轮面上均设有弧形凹槽一，两个所述驱动辊轮的轮面上均设有弧形凹槽二，所述弧形凹槽二上设有防滑条纹。

由于椰树树干的横截面呈圆形，所述弧形凹槽一使辊轮一和两个辊轮二的轮面更加贴合椰树树干，增大接触面积，增加摩擦力，防止爬行本体下滑，所述弧形凹槽二使两个驱动辊轮与椰树树干的接触面积更大，增加摩擦力，提高爬行本体的爬行速度，所述弧形凹槽二上的防滑条纹可以增加驱动辊轮与椰树树干之间的摩擦力，提高爬行速度，还可以防止两个驱动辊轮发生打滑。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、所述夹持装置中的两个压紧机构均铰接在爬行本体上，所述爬行本体通过滚动机构和两个压紧机构将椰树树干抱住，利用驱动机构使爬行本体沿着椰树树干上下运动，当树干逐渐变小时，两个压紧机构、滚动机构与椰树树干之间挤压力逐渐变小，当椰树树干作用在辊轮一上的压力小于设定值时，辊轮一上的压力传感器发出信号给控制器，控制器控制液压油缸二伸长，使两个压紧机构相向转动，使两个辊轮二紧贴椰树树干，保证爬行本体安全稳定的在椰树树干上爬行，不会滑落下来；

2、所述驱动机构中的两个驱动单元水平铰接在爬行本体的前端面上，两个所述驱动单元上的驱动辊轮分别设置在椰树树干的相背两侧，所述驱动单元上的电机带动驱动辊轮转动，两个驱动辊轮同时转动带动爬行本体上下爬行，当树干逐渐变小时，椰树树干作用在辊轮一上的压力小于设定值时，辊轮一上的压力传感器发出信号给控制器，控制器控制液压油缸一缩短，使两个驱动辊轮紧贴椰树树干，增加接触面积，增大滚动的摩擦力，提高爬行速度；

3、所述关节式机械手可以使电动剪刀转动任意角度，通过基座上的摄像头来辨别椰子的成熟度，使用电动剪刀对选中的椰子进行采剪，提高采摘质量。

附图说明

图1是本椰子采摘机的结构示意图；

图2是图1中A-A处的剖视图；

图3是图1中B-B处的剖视图；

图4是图2中C-C处的剖视图。

图中：1、爬行本体；1a、安装腔；1b、控制器；1c、蓄电池；2、滚动机构；2a、座板；2b、固定轴一；2c、辊轮一；2d、弧形凹槽一；2e、压力传感器；3、驱动单元；4、设备箱；4a、储存腔；5、电机；6、驱动辊轮；6a、弧形凹槽二；7、液压油缸一；8、液压油缸二；9、压紧机构；9a、压紧臂；9b、通孔；9c、固定轴二；9d、限位板一；9e、滑杆；9f、限位板二；10、固定板；10a、滑槽孔；11、辊轮二；12、关节式机械手；12a、基座；13、电动剪刀；14、摄像头。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至4所示，一种椰子采摘机，包括爬行本体1，所述爬行本体1上设有用于采摘椰子的采摘机构，所述爬行本体1为长方体结构，所述爬行本体1内设有安装腔1a，所述安装腔1a内设有控制器1b和蓄电池1c，所述爬行本体1的上侧面上设有能够将爬行本体1固定在椰树树干上的夹持装置，所述爬行本体1的前端面上设有能够驱动爬行本体1沿着椰树树干的长度方向运动的驱动机构。

首先将爬行本体1设置在椰树树干的底部，通过爬行本体1上的夹持装置将椰树树干抱住，防止爬行本体1在爬行过程中向下滑落，然后再启动驱动机构使爬行本体1沿着椰树树干向上爬行，到达椰树顶部，利用采摘机构进行椰子采摘工作，简单高效，作业安全性高，避免了人工采摘的麻烦。

具体来说，所述夹持装置包括液压油缸二8、滚动机构2和两个压紧机构9，所述滚动机构2包括固定轴一2b和两个座板2a，两个所述座板2a平行设置在爬行本体1的前端面上，所述固定轴一2b固连在两个座板2a之间，所述固定轴一2b上转动设置有沿着椰树树干的长度方向运动的辊轮一2c，所述辊轮一2c的轮面上设有弧形凹槽一2d，所述弧形凹槽一2d上设有压力传感器2e，所述压力传感器2e通过控制器1b与蓄电池1c电连接，两个所述压紧机构9均铰接在爬行本体1的上侧面，两个所述压紧机构9左右对称设置，两个所述压紧机构9远离辊轮一2c的一端分别与液压油缸二8的两端铰接，所述液压油缸二8为电液式油缸，所述液压油缸二8通过控制器1b与蓄电池1c电连接。

通过控制器1b启动液压油缸二8，使液压油缸二8伸长，通过两个压紧机构9和滚动机构2将椰树树干抱住，椰树树干对辊轮一2c产生挤压力，辊轮一2c上的压力传感器2e将压力信号发送给控制器1b，当辊轮一2c上的压力达到设定值时，控制器1b关闭液压油缸二8，同时控制器1b启动驱动机构使爬行本体1沿着椰树树干向上爬行，由于椰树树干的尺寸越往上越小，导致椰树树干对辊轮一2c的挤压力逐渐减小，压力传感器2e发送信号给控制器1b，当辊轮一2c上的压力小于设定值时，控制器1b启动液压油缸二8，使液压油缸二8伸长，缩小两个压紧机构9和辊轮一2c之间的范围，始终将椰树树干抱紧，防止爬行本体1下滑或者跌落，当驱动机构驱动爬行本体1达到椰树的顶端时，通过采摘机构对椰子进行采摘，机械化程度高，采摘效率高，工作人员全程在地面操作，提高作业安全性；此外，所述液压油缸二8可以实时调整两个压紧机构9和辊轮一2c之间的范围，保证爬行本体1平稳的在椰树树干上爬行。

具体来说，所述压紧机构9包括固定板10和C型的压紧臂9a，所述压紧臂9a的两端均朝向辊轮一2c的一侧，所述压紧臂9a上开设有通孔9b，所述通孔9b内插设有固定轴二9c，所述固定轴二9c的一端伸出压紧臂9a且端部固连在爬行本体1的上侧面上，所述固定轴二9c的另一端伸出压紧臂9a且端部固设有限位板一9d，所述压紧臂9a靠近辊轮一2c的一端转动设置有辊轮二11，所述压紧臂9a的下侧面上设有滑杆9e，所述固定板10垂直设置在爬行本体1的前端面上，所述固定板10上设有弧形的滑槽孔10a，所述滑杆9e穿过滑槽孔10a且端部设有限位板二9f，所述限位板二9f的尺寸大于滑槽孔10a的宽度。

两个所述压紧机构9中的辊轮二11和滚动机构2的辊轮一2c形成一个固定圈，将椰树树干抱住，两个所述压紧臂9a均铰接在爬行本体1上，通过液压油缸一7的伸缩带动两个压紧臂9a发生转动，当椰树树干的尺寸变小时，辊轮一2c上的压力传感器2e受到的挤压力变小，压力传感器2e发送信号给控制器1b，启动液压油缸二8，使液压油缸二8伸长，液压油缸二8的一端带动位于辊轮一2c右侧的压紧臂9a绕着固定轴二9c顺时针转动，液压油缸二8的另一端带动位于辊轮一2c左侧的压紧臂9a绕着固定轴二9c逆时针转动，使辊轮一2c、两个辊轮二11与椰树树干形成的固定圈缩小，将椰树树干抱紧，防止爬行本体1下滑或者掉落，当椰树树干对辊轮一2c产生的挤压力达到设定值时，压力传感器2e发送信号给控制器1b，关闭液压油缸二8，防止椰树树干对辊轮一2c的挤压力过大，较大的摩擦力使驱动机构无法驱动爬行本体1向上爬行；此外，所述滑槽孔10a可以限定压紧臂9a的转动范围，还可以使压紧臂9a平稳的转动。

具体来说，所述驱动机构包括液压油缸一7和两个驱动单元3，两个所述驱动单元3的一端通过铰链分别铰接在爬行本体1前端面的左右两侧上，两个所述驱动单元3均绕着铰链的转轴水平转动，所述驱动单元3包括设备箱4和驱动辊轮6，所述设备箱4内设有储存腔4a，所述储存腔4a内设有电机5，所述电机5的输出轴伸出设备箱4且端部与驱动辊轮6固连，所述驱动辊轮6与电机5的输出轴同轴设置，两个所述驱动单元3中的设备箱4分别与液压油缸一7的两端铰接，所述液压油缸一7为电液式油缸，所述液压油缸一7和两个电机5均通过控制器1b与蓄电池1c电连接。

利用夹持装置将椰树树干抱住，同时启动椰树树干左右两侧的驱动单元3，使位于椰树树干右侧的电机5带动驱动辊轮6顺时针转动，使位于椰树树干左侧的电机5带动驱动辊轮6逆时针转动，当两个驱动辊轮6同时转动，带动爬行本体1沿着椰树树干向上爬行，当椰树树干逐渐变小时，辊轮一2c、两个驱动辊轮6与椰树树干之间挤压力逐渐减小，同时辊轮一2c上的压力传感器2e将挤压力减小的信号发送给控制器1b，控制器1b启动液压油缸一7，使液压油缸一7缩短，增大两个驱动辊轮6对椰树树干的挤压力，从而增大两个驱动辊轮6与椰树树干之间的摩擦力，使爬行本体1爬行的速度更快。

具体来说，所述采摘机构包括关节式机械手12，所述关节式机械手12的一端固设在爬行本体1的上侧面上，所述关节式机械手12的另一端固连有基座12a，所述基座12a上设有电动剪刀13，所述关节式机械手12、电动剪刀13都通过控制器1b与蓄电池1c电连接。

由于椰子生长比较密集，采摘时需要挑选成熟度高的椰子，因此采摘的过程需要精细操作，所述关节式机械12可以实现多个自由度，且动作比较灵活，再通过控制器1b控制电动剪刀13采摘选中的椰子，简单快速。

具体来说，所述基座12a上设有摄像头14，所述摄像头14通过控制器1b与蓄电池1c电连接。

所述摄像头14可以帮助工作人员分辨每个椰子的成熟度，挑选成熟度较高的椰子进行采摘。

具体来说，两个所述辊轮二11的轮面上均设有弧形凹槽一2d，两个所述驱动辊轮6的轮面上均设有弧形凹槽二6a，所述弧形凹槽二6a上设有防滑条纹。

由于椰树树干的横截面呈圆形，所述弧形凹槽一2d使辊轮一2c和两个辊轮二11的轮面更加贴合椰树树干，增大接触面积，增加摩擦力，防止爬行本体1下滑，所述弧形凹槽二6a使两个驱动辊轮6与椰树树干的接触面积更大，增加摩擦力，提高爬行本体1的爬行速度，所述弧形凹槽二6a上的防滑条纹可以增加驱动辊轮6与椰树树干之间的摩擦力，提高爬行速度，还可以防止两个驱动辊轮6发生打滑。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种修改、补充或采用类似的方法替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (2)

1.一种椰子采摘机，其特征在于，包括爬行本体（1），所述爬行本体（1）上设有用于采摘椰子的采摘机构，所述爬行本体（1）为长方体结构，所述爬行本体（1）内设有安装腔（1a），所述安装腔（1a）内设有控制器（1b）和蓄电池（1c），所述爬行本体（1）的上侧面上设有能够将爬行本体（1）固定在椰树树干上的夹持装置，所述爬行本体（1）的前端面上设有能够驱动爬行本体（1）沿着椰树树干的长度方向运动的驱动机构；

所述夹持装置包括液压油缸二（8）、滚动机构（2）和两个压紧机构（9），所述滚动机构（2）包括固定轴一（2b）和两个座板（2a），两个所述座板（2a）平行设置在爬行本体（1）的前端面上，所述固定轴一（2b）固连在两个座板（2a）之间，所述固定轴一（2b）上转动设置有沿着椰树树干的长度方向运动的辊轮一（2c），所述辊轮一（2c）的轮面上设有弧形凹槽一（2d），所述弧形凹槽一（2d）上设有压力传感器（2e），所述压力传感器（2e）通过控制器（1b）与蓄电池（1c）电连接，两个所述压紧机构（9）均铰接在爬行本体（1）的上侧面，两个所述压紧机构（9）左右对称设置，两个所述压紧机构（9）远离辊轮一（2c）的一端分别与液压油缸二（8）的两端铰接，所述液压油缸二（8）为电液式油缸，所述液压油缸二（8）通过控制器（1b）与蓄电池（1c）电连接；

所述压紧机构（9）包括固定板（10）和C型的压紧臂（9a），所述压紧臂（9a）的两端均朝向辊轮一（2c）的一侧，所述压紧臂（9a）上开设有通孔（9b），所述通孔（9b）内插设有固定轴二（9c），所述固定轴二（9c）的一端伸出压紧臂（9a）且端部固连在爬行本体（1）的上侧面上，所述固定轴二（9c）的另一端伸出压紧臂（9a）且端部固设有限位板一（9d），所述压紧臂（9a）靠近辊轮一（2c）的一端转动设置有辊轮二（11），所述压紧臂（9a）的下侧面上设有滑杆（9e），所述固定板（10）垂直设置在爬行本体（1）的前端面上，所述固定板（10）上设有弧形的滑槽孔（10a），所述滑杆（9e）穿过滑槽孔（10a）且端部设有限位板二（9f），所述限位板二（9f）的尺寸大于滑槽孔（10a）的宽度；

所述驱动机构包括液压油缸一（7）和两个驱动单元（3），两个所述驱动单元（3）的一端通过铰链分别铰接在爬行本体（1）前端面的左右两侧上，两个所述驱动单元（3）均绕着铰链的转轴水平转动，所述驱动单元（3）包括设备箱（4）和驱动辊轮（6），所述设备箱（4）内设有储存腔（4a），所述储存腔（4a）内设有电机（5），所述电机（5）的输出轴伸出设备箱（4）且端部与驱动辊轮（6）固连，所述驱动辊轮（6）与电机（5）的输出轴同轴设置，两个所述驱动单元（3）中的设备箱（4）分别与液压油缸一（7）的两端铰接，所述液压油缸一（7）为电液式油缸，所述液压油缸一（7）和两个电机（5）均通过控制器（1b）与蓄电池（1c）电连接；

两个所述辊轮二（11）的轮面上均设有弧形凹槽一（2d），两个所述驱动辊轮（6）的轮面上均设有弧形凹槽二（6a），所述弧形凹槽二（6a）上设有防滑条纹。

2.根据权利要求1所述的一种椰子采摘机，其特征在于，所述采摘机构包括关节式机械手（12），所述关节式机械手（12）的一端固设在爬行本体（1）的上侧面上，所述关节式机械手（12）的另一端固连有基座（12a），所述基座（12a）上设有电动剪刀（13），所述关节式机械手（12）、电动剪刀（13）都通过控制器（1b）与蓄电池（1c）电连接。