CN109005908B - 一种便携式柑子采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种便携式柑子采摘装置，包括伸缩杆、旋转台、输送单元、剪切单元、转动电机和控制单元；伸缩杆包括内杆、套杆和连接轴杆，连接轴杆的另一端的端面设置有槽口，连接轴杆的杆身上设置有环形滑槽；旋转台包括旋转电机和U字型转动连杆，输送单元包括布袋、进料斗和存储箱，进料斗的侧面设置有固定夹块，剪切单元包括夹爪、锯齿切刀、舵机和固定座，控制单元包括控制按钮、单片机和壳体。通过控制单元的按钮控制剪切单元转动调整方向，继而控制舵机使得夹爪上的锯齿切刀将柑子剪切下，进而控制剪切夹爪转动九十度放入进料斗内，通过布袋落入到存储箱内。达到半机械化的采摘柑子的目的，同时减少劳动力，降低生产成本。

Description

一种便携式柑子采摘装置

技术领域

本发明涉及采摘辅助器械领域，尤其涉及一种便携式柑子采摘装置。

背景技术

对于柑子的采摘都是采用人工的方式，因此需要耗费大量的时间与劳动力。由于柑树的枝杈较多且细，因此会体现出柑树较为宽大，在不利于攀爬的同时，攀爬的危险程度也高。随着人口的老龄化，以及农业劳动力的减少，使得劳动力成本急剧提高，因此提高了生产成本。

发明内容

为此，需要提供一种便携式柑子采摘装置，用以解决现有人工采摘柑子的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种便携式柑子采摘装置，包括伸缩杆、旋转台、输送单元、剪切单元、转动电机和控制单元；

伸缩杆包括内杆、套杆和连接轴杆，内杆的一端套设于套杆内，连接轴杆的一端设置在内杆的另一端上；连接轴杆的另一端的端面设置有槽口，连接轴杆的杆身上设置有环形滑槽；

旋转台包括旋转电机和U字型转动连杆，旋转电机设置在槽口内，U字型转动连杆的一端横杆设置在旋转电机的输出轴上，U字型转动连杆的另一端横杆套设在环形滑槽内，转动电机设置在U字型转动连接的一端横杆的杆面上；

输送单元包括布袋、进料斗和存储箱，进料斗设置在布袋的一端上，布袋的另一端与存储箱的入料口管连接设置，进料斗的侧面设置有固定夹块，固定夹块设置在U字型转动连杆的竖杆上；

剪切单元包括夹爪、锯齿切刀、舵机和固定座，舵机设置在固定座上，固定座的固定端设置在转动电机的输出轴上，夹爪的驱动端设置在舵机的输出轴上，锯齿切刀设置在夹爪的夹持端上；

控制单元包括控制按钮、单片机和壳体，单片机设置在壳体内，壳体设置在套杆的握持段上，控制按钮设置在壳体的外侧面上，控制按钮与单片机电连接，转动电机与单片机电连接，旋转电机与单片机电连接，舵机与单片机电连接。

进一步地，所述存储箱包括缓冲轨道和推拉滑板，存储箱的底部侧面设置有出料口，推拉滑板相适配的设置在出料口上，缓冲轨道设置在存储箱的箱体内。

进一步地，所述固定夹块包括连杆夹块和半环夹块，连杆夹块的杆端设置在进料斗的侧面上，半环夹块与连杆夹块的夹块端相适配设置。

进一步地，所述剪切单元还包括布棉套，所述布棉套设置在夹爪的爪面上。

进一步地，所述控制按钮包括往返转动旋钮、转动按钮和剪切按钮，往返转动旋钮设电连接于旋转电机与单片机之间，转动按钮电连接于转动电机与单片机之间，剪切按钮电连接于舵机与单片机之间。

进一步地，所述套杆的握持端设置有橡胶防滑套，套杆的杆身的侧面设置有垂直把手。

进一步地，所示控制单元还包括电源和开关按钮，电源设置在壳体内，且电源与单片机电连接，开关按钮设置在壳体的外侧面上，开关按钮电连接与电源与单片机之间。

进一步地，还包括可视单元，所述可以单元包括微型摄像头和显示器，微型摄像头设置在剪切单元固定座上，显示器设置在壳体外侧面上，显示器位于控制按钮的一侧，微型摄像头与显示器通信连接。

区别于现有技术，上述技术方案的采摘装置可以进行组合拼装，极大的提高的携带的便利性。具体的，将剪切装置安装在伸缩杆的连接轴杆上，而连接轴杆与内杆可以通过螺纹连接的方式进行连接，而控制单元可以安装在套杆的杆身上，输送单元则通过布袋将进料斗与存储箱连接，完成对采摘装置的组合拼装。使用时，通过控制单元的按钮控制剪切单元圆周转动、九十度转动以及夹爪剪切等动作，达到将柑子通过夹爪抱住，进而通过夹爪爪头上的锯齿切刀将柑子剪下，继而将柑子通过进料斗和布袋放入存储箱内，达到半机械化的采摘柑子的目的，同时减少劳动力，降低生产成本。

附图说明

图1为具体实施方式所述便携式柑子采摘装置的示意图；

图2为具体实施方式所述便携式柑子采摘装置的局部图；

图3为具体实施方式所述便携式柑子采摘装置的剪切单元的结构图；

图4为具体实施方式所述便携式柑子采摘装置的固定夹块的示意图；

图5为具体实施方式所述便携式柑子采摘装置的控制单元的剖视图。

附图标记说明：

10、伸缩杆；11内杆；12、套杆；121、橡胶防滑套；

122、垂直把手；

13、连接轴杆；131、槽口；132、环形滑槽；

20、旋转台；21、旋转电机；22、U字型转动连杆；

30、输送单元；31、布袋；

32、进料斗；321、固定夹块；3211、连杆夹块；322、半环夹块；

33、存储箱；331、缓冲轨道；332、推拉滑板；333、出料口；

40、剪切单元；41、夹爪；42、锯齿切刀；43、舵机；

44、固定座；45、布棉套；

50、转动电机；51、控制按钮；52、单片机；53、壳体；

511、转动旋钮；512、转动按钮；513、剪切按钮；

514、电源；515、开关按钮；

60、控制单元；70、可视单元；71、微型摄像头；72、显示器；

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图5，本实施例提供一种便携式柑子采摘装置，包括伸缩杆10、旋转台20、输送单元30、剪切单元40、转动电机50和控制单元60；伸缩杆包括内杆11、套杆12和连接轴杆13，内杆的一端套设于套杆内，连接轴杆的一端设置在内杆的另一端上；连接轴杆的另一端的端面设置有槽口131，连接轴杆的杆身上设置有环形滑槽132；旋转台包括旋转电机21和U字型转动连杆22，旋转电机设置在槽口内，U字型转动连杆的一端横杆设置在旋转电机的输出轴上，U字型转动连杆的另一端横杆套设在环形滑槽内，转动电机设置在U字型转动连接的一端横杆的杆面上；输送单元包括布袋31、进料斗32和存储箱33，进料斗设置在布袋的一端上，布袋的另一端与存储箱的入料口管连接设置，进料斗的侧面设置有固定夹块321，固定夹块设置在U字型转动连杆的竖杆上；剪切单元包括夹爪41、锯齿切刀42、舵机43和固定座44，舵机设置在固定座上，固定座的固定端设置在转动电机的输出轴上，夹爪的驱动端设置在舵机的输出轴上，锯齿切刀设置在夹爪的夹持端上；控制单元包括控制按钮51、单片机52和壳体53，单片机设置在壳体内，壳体设置在套杆的握持段上，控制按钮设置在壳体的外侧面上，控制按钮与单片机电连接，转动电机与单片机电连接，旋转电机与单片机电连接，舵机与单片机电连接。单片机可以为51系列的单片机，其型号可以为：80C51、87C51、89C2051、89S51或89c51等等。

本实施例中的采摘装置可以通过组合拼装的方式进行组装，因此在山地复杂的路段便于人们携带，同时采摘装置的部件损坏时可以进行更换，降低了使用的成本。具体的，将剪切装置安装在伸缩杆的连接轴杆上，而连接轴杆与内杆可以通过螺纹连接的方式进行连接，或者通过螺栓进行锁合，而控制单元可以安装在套杆的杆身上，输送单元则通过布袋将进料斗与存储箱连接，完成对采摘装置的组合拼装。

在使用时，通过控制单元的按钮控制剪切单元，通过旋转台可以控制剪切单元旋，同时通过U字型转动连杆可以同时带动输送单元转动，而旋转台的转动只需在180度范围内进行往返转动，进而剪切单元则可以在360度方向上进行抱夹。而且剪切单元与进料斗同时转动，使得转动电机控制剪切单元转动90度角时，夹爪会一直位于进料斗上方，夹爪的内爪面为一个内凹弧形，因此当夹爪合拢时，夹爪内会形成一个空腔，进而便于抱夹柑子的同时，还有利于夹爪合拢将柑子的杆剪断。在夹爪的爪头处安装有一对交错的锯齿切刀，通过剪刀式的交错剪切可以增加剪切的行程，进而对于大小不一的柑子都可以进行轻松的剪切，而且锯齿形的切刀可以避免柑子的杆在切刀上滑动，提高了剪切的效率。夹爪的动力源为舵机，通过舵机可以精确的控制夹爪合拢的角度，避免夹爪合拢时力量过大造成损坏，提高了采摘装置的使用寿命。同时通过伸缩杆可以调节采摘装置的长度，使得剪切装置可以进行多角度的调整，极大的提高了采摘装置的灵活性和实用性，同时降低了柑子采摘的成本。

舵机主要是由外壳、电路板、驱动马达、减速器与位置检测元件所构成。其工作原理是由接收机发出讯号给舵机，经由电路板上的IC驱动无核心马达开始转动，透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回讯号，判断是否已经到达定位。位置检测器其实就是可变电阻，当舵机转动时电阻值也会随之改变，藉由检测电阻值便可知转动的角度。一般的伺服马达是将细铜线缠绕在三极转子上，当电流流经线圈时便会产生磁场，与转子外围的磁铁产生排斥作用，进而产生转动的作用力。

本实施例中所述存储箱包括缓冲轨道331和推拉滑板332，存储箱的底部侧面设置有出料口333，推拉滑板相适配的设置在出料口上，缓冲轨道设置在存储箱的箱体内。为了避免柑子在采摘时相互碰撞损坏，当柑子通过剪切单元剪下时，通过布袋落入到存储箱内，布袋通道可以极大的减缓柑子下落的速度，而且在落入到箱体内时，还会通过缓冲轨道进行缓冲，在较大程度上避免了柑子的碰撞损坏或损伤，缓冲轨道可以为弧形的硅胶滑道，在提高自身的强度的同时，还可以达到缓冲的效果，而当存储箱装满后，通过打开推拉滑板使得柑子由出料口中倒出即可，提高采摘装置的实用性。

本实施例中所述固定夹块包括连杆夹块3211和半环夹块3212，连杆夹块的杆端设置在进料斗的侧面上，半环夹块与连杆夹块的夹块端相适配设置。连杆夹块一端为连杆，而另一端为一个半箍环，半环夹块也为一个半箍环，两个半箍环大小相同，因此通过两片半箍环卡合在U字型转动连杆上，再使用螺栓连接锁固即可，达到相适配的目的。而连杆夹块的杆端则与进料斗通过螺栓或螺钉连接，也可以采用焊接的方式连接，达到了将进料斗与U字型转动连杆连接的目的，使得进料斗与U字型转动连杆达到联动的效果。

本实施例中所述剪切单元还包括布棉套45，所述布棉套设置在夹爪的爪面上。为了避免夹爪的骨架夹伤或割裂柑子，在夹爪的爪面上包覆一层布棉套，进而对柑子采摘达到防护的效果。夹爪的材质可以为铝材、铝合金或塑料等等，本实施例中可以选择铝合金进行制作，确保夹爪的重量较轻，同时确保其刚度较高不易被破坏，提高其实用性能。

本实施例中所述控制按钮包括往返转动旋钮511、转动按钮512和剪切按钮513，往返转动按钮设电连接于旋转电机与单片机之间，转动旋钮电连接于转动电机与单片机之间，剪切按钮电连接于舵机与单片机之间。所示控制单元还包括电源514和开关按钮515，电源设置在壳体内，且电源与单片机电连接，开关按钮设置在壳体的外侧面上，开关按钮电连接与电源与单片机之间。使用单片机可以人工设定旋转电机转动的角度的范围，因此通过调控转动旋钮控制旋转电机转动的角度，本实施例中可以设定转动的角度为180度，因此通过控制剪切单元转动对应的角度，对于不同位置处的柑子进行灵活调整剪切单元的位置，提高采摘装置的效率。对于转动电机通过单片机的人工设定，在本实施例中可以设定为90度，因此开启转动按钮时，转动电机控制剪切单元转动90度角，进而使得夹爪位于进料斗的正上方。而通过单片机对于舵机则进行往返的剪切运动，当开启剪切按钮时，夹爪会呈现合拢剪切状态，将柑子从柑树上剪切下，进而通过控制转动按钮将夹爪转动移动到进料斗上方，继而关闭按剪切按钮，则夹爪会逐渐分离将柑子放入到进料斗内，使得柑子通过布袋进入存储箱内，提高采摘装置的实用性。通过电源可以为转动电机、转轴电机和舵机等提供电能，电源可以为蓄电池。

本实施例中所述套杆的握持端设置有橡胶防滑套121，套杆的杆身的侧面设置有垂直把手122。通过橡胶防滑套可以增加伸缩杆握持的摩擦力，同时通过垂直把手有助于人们使用采摘装置，双手握持可以提高采摘装置操作的灵活性和便利性。

本实施例中所述夹爪的内爪面为7字型弧面，所述7字型弧面的拐角处位于夹爪的爪段处。7字型弧面的夹爪在抱夹柑子时，可以将柑子滑动抱夹与7字型弧面的拐角处，由于7字型弧面的拐角处靠近与夹爪的爪尖，因此在抱夹柑子时，柑子会更容易靠近锯齿切刀被抱夹，因此当剪断柑子梗时，保留在柑子上的柑子梗会较短，避免了柑子梗过长对柑子造成损伤，提高了采摘装置的实用性。

本实施例中还包括可视单元70，所述可以单元包括微型摄像头71和显示器72，微型摄像头设置在剪切单元固定座上，显示器设置在壳体外侧面上，显示器位于控制按钮的一侧，微型摄像头与显示器通信连接。在采摘柑子的过程中，为高处的柑子在采摘时，可能会由于柑子树的枝叶遮挡，此时开启位于固定座上的微型摄像头，再使用显示器进行观看微型摄像头传输的画面，进而对柑子进行采摘，显示器可以为液晶显示屏，显示屏还可以为手机、平板电脑或笔记本电脑。在提高采摘装置的实用性的同时，增加采摘的效率。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：包括伸缩杆、旋转台、输送单元、剪切单元、转动电机和控制单元；

伸缩杆包括内杆、套杆和连接轴杆，内杆的一端套设于套杆内，连接轴杆的一端设置在内杆的另一端上；连接轴杆的另一端的端面设置有槽口，连接轴杆的杆身上设置有环形滑槽；

旋转台包括旋转电机和U字型转动连杆，旋转电机设置在槽口内，U字型转动连杆的一端横杆设置在旋转电机的输出轴上，U字型转动连杆的另一端横杆套设在环形滑槽内，转动电机设置在U字型转动连接的一端横杆的杆面上；

输送单元包括布袋、进料斗和存储箱，进料斗设置在布袋的一端上，布袋的另一端与存储箱的入料口管连接设置，进料斗的侧面设置有固定夹块，固定夹块设置在U字型转动连杆的竖杆上；

剪切单元包括夹爪、锯齿切刀、舵机和固定座，舵机设置在固定座上，固定座的固定端设置在转动电机的输出轴上，夹爪的驱动端设置在舵机的输出轴上，锯齿切刀设置在夹爪的夹持端上；

控制单元包括控制按钮、单片机和壳体，单片机设置在壳体内，壳体设置在套杆的握持段上，控制按钮设置在壳体的外侧面上，控制按钮与单片机电连接，转动电机与单片机电连接，旋转电机与单片机电连接，舵机与单片机电连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：所述存储箱包括缓冲轨道和推拉滑板，存储箱的底部侧面设置有出料口，推拉滑板相适配的设置在出料口上，缓冲轨道设置在存储箱的箱体内。

3.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：所述固定夹块包括连杆夹块和半环夹块，连杆夹块的杆端设置在进料斗的侧面上，半环夹块与连杆夹块的夹块端相适配设置。

4.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：所述剪切单元还包括布棉套，所述布棉套设置在夹爪的爪面上。

5.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：所述控制按钮包括往返转动旋钮、转动按钮和剪切按钮，往返转动旋钮电连接于旋转电机与单片机之间，转动按钮电连接于转动电机与单片机之间，剪切按钮电连接于舵机与单片机之间。

6.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：所述套杆的握持端设置有橡胶防滑套，套杆的杆身的侧面设置有垂直把手。

7.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：所述控制单元还包括电源和开关按钮，电源设置在壳体内，且电源与单片机电连接，开关按钮设置在壳体的外侧面上，开关按钮电连接与电源与单片机之间。

8.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：所述夹爪的内爪面为7字型弧面，所述7字型弧面的拐角处位于夹爪的爪段处。

9.根据权利要求1所述的一种便携式柑子采摘装置，其特征在于：还包括可视单元，所述可视单元包括微型摄像头和显示器，微型摄像头设置在剪切单元固定座上，显示器设置在壳体外侧面上，显示器位于控制按钮的一侧，微型摄像头与显示器通信连接。

Images