CN109247129A - 一种菠萝采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械技术领域，具体地，涉及一种菠萝采摘装置，包括有安装框架、抬升装置、横向移动装置、纵向移动装置和摘取装置，所述安装框架的下方设置有多个多个支撑腿柱，支撑腿柱的下端均安装有行走轮，所述支撑腿柱上还平行设置有多个连接杆，所述抬升装置安装在连接杆上，并且抬升装置的输出端与安装框架的底侧连接，纵向移动装置固定安装在安装框架上，横向移动装置连接在纵向移动装置的输出端的下侧，横向移动装置的输出端上安装有第一安装板，所述安装板上还设置有升降装置，升降装置的输出端上设置有第二安装板，所述摘取装置安装在第二安装板上，所述第二安装板还有驱动摘取装置旋转的转动装置本装置提高了菠萝的采摘效率。

Description

一种菠萝采摘装置

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体地，涉及一种菠萝采摘装置。

背景技术

凤梨，茎短。叶多数，莲座式排列，剑形，顶端渐尖，全缘或有锐齿，腹面绿色，背面粉绿色，边缘和顶端常带褐红色，生于花序顶部的叶变小，常呈红色。花序于叶丛中抽出，状如松球；苞片基部绿色，上半部淡红色，三角状卵形；萼片宽卵形，肉质，顶端带红色；花瓣长椭圆形，端尖，上部紫红色，下部白色。聚花果肉质。花期夏季至冬季。中国福建、广东、海南、广西、云南有栽培。原产美洲热带地区。俗称菠萝，为著名热带水果之一。

目前只有少数果农具有半机械式的辅助采摘装置，国内外菠萝主要以全人工采摘为主，市场上拥有的菠萝采摘机械尚处于初步发展阶段，国内外已有的菠萝采摘机研究包括双目视觉定位系统采摘机器人、视觉夹持旋转采摘机械手和机械式菠萝采摘机等。所以设计一种装置替代人工采摘的方式，提高菠萝的采收效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种菠萝采摘装置。提高了菠萝的采摘效率。

本发明公开的一种菠萝采摘装置，包括有安装框架、抬升装置、横向移动装置、纵向移动装置和摘取装置，所述安装框架的下方设置有多个伸缩杆，伸缩杆的下方安装有多个支撑腿柱，支撑腿柱的下端均安装有行走轮，安装框架的右侧还安装有推车把手，所述支撑腿柱上还平行设置有多个从左至右延伸的连接杆，所述抬升装置安装在连接杆上，并且抬升装置的输出端与安装框架的底侧连接，纵向移动装置固定安装在安装框架上，横向移动装置连接在纵向移动装置的输出端的下侧，横向移动装置的输出端上安装有第一安装板，所述安装板上还设置有升降装置，升降装置的输出端上设置有第二安装板，所述摘取装置安装在第二安装板上，所述第二安装板还有驱动摘取装置旋转的转动装置，所述安装框架右侧的下方还设置有用于储存摘取的菠萝的储存箱。

进一步地，所述抬升装置包括有第一电动推杆、升降架、固定安装在连接杆上的第一安装块和滑动连接在连接杆上的第二安装块，升降架底部的两端分别铰接在第一安装块上和第二安装块上，升降架的上端分别与安装框架的底侧铰接，第一电动推杆水平安装在第二安装块的侧部，并且第一电动推杆的输出端与第二安装块的侧部连接，第一电动推杆的输出端向第一安装块方向延伸。

进一步地，所述纵向移动装置包括有螺纹杆、第一电机、导向滑块和对称安装在安装框架上的第一安装座，螺纹杆轴接在第一安装座上，第一电机固定安装在第一安装座上，并且螺纹杆的一端与第一电机的输出端固定连接，螺纹杆的两侧分别设置有导向杆，导向滑块螺纹连接在螺纹杆上。

进一步地，所述横向移动装置包括有多个平行设置在导向滑块上的电动丝杆滑台，所述电动丝杆滑台的延伸方向与螺纹杆的延伸方向垂直，所述第一安装板固定安装在电动丝杆滑台的滑块上。

进一步地，所述升降装置包括有升降杆、第二电机、第一齿轮和竖直安装在第一安装板底侧的支撑柱，所述升降杆滑动连接在支撑柱的侧部，第二电机固定安装在支撑柱上，第一齿轮与第二电机的输出端固定连接，升降杆的侧部还设置有第一齿条，第一齿轮与第一齿条啮合连接，所述第二安装板安装在升降杆的底端。

进一步地，所述摘取装置包括有夹爪和驱动夹爪抓取菠萝的驱动机构，所述夹爪包括有轴接在第二安装板下侧的第三安装块，安装块的中间设置有供驱动机构运动的通槽，所述通槽的四周均设置有安装槽，安装槽内均轴接有第二齿轮，第二齿轮上均固定安装有第一爪体，第一爪体的末端铰接有第二爪体，第二爪体上还铰接有连接柱，所述连接柱的另一端均铰接在安装在通槽末端的固定板上。

进一步地，所述驱动机构包括有轴接在第一安装板上的第二电动推杆和驱动杆，所述驱动杆竖直设置，并且驱动杆与第二电动推杆的输出端固定连接，驱动杆为矩形结构，驱动杆的四周均设置有第二齿条，所述第二齿轮分别与对应的第二齿条啮合连接。

进一步地，所述转动装置包括有驱动夹爪转动的第一旋转机构和驱动驱动机构同步转动的第二旋转机构，所述第一旋转机构包括有第三电机、第三齿轮和安装在第三安装块上的第四齿轮，所述第三电机安装在第二安装板上，并且第三电机的输出端延伸至第二安装板的下方，第三齿轮与第三电机的输出端固定连接，所述第三齿轮与第四齿轮啮合连接。

进一步地，所述第二旋转机构包括有第四电机、第五齿轮和安装在第二电动推杆上的第六齿轮，所述第四电机安装在第一安装板上，第五齿轮与第四电机的输出端固定连接，并且第五齿轮与第六齿轮啮合连接。

进一步地，所述行走轮上还均匀设置有多个防滑片。

有益效果：装置设置有抬升装置可以根据菠萝田地中栽种的菠萝树的高低来调整整个装置装置的高度，使得装置适应性更强；装置还设置有横向移动装置、纵向移动装置和升降装置，可以根据菠萝在田地里的位置将摘取装置准确的移动至菠萝的正上方位置，方便对菠萝进行采摘；装置设置的夹爪可以根据不同菠萝的大小调整夹爪弯曲的程度，使得夹爪可以将不同大小的菠萝都可以夹取住，然后通过旋转装置的旋转，将菠萝从菠萝树上采摘下来，装置的行走轮上设置有防滑片，可以保证装置在采摘时候不会发生装置的侧移等，对菠萝造成不必要的损伤。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为图2中A处的放大示意图；

图4为本发明的拆分结构示意图一；

图5为本发明的拆分结构示意图二；

图6为本发明的纵向移动装置的结构示意图；

图7为本发明的横向移动装置和升降装置的结构示意图；

图8为本发明的摘取装置和转动装置的结构示意图；

图9为本发明的夹爪的拆分结构示意图；

图10为图9中B处的放大示意图；

附图标记说明：安装框架1，抬升装置2，纵向移动装置3，摘取装置4，伸缩杆5，支撑腿柱6，行走轮7，推车把手8，连接杆9，第一安装板10，升降装置11，第二安装板12，储存箱13，第一电动推杆14，升降架15，第一安装块16，第二安装块17，螺纹杆18，第一电机19，导向滑块20，第一安装座21，导向杆22，电动丝杆滑台23，升降杆24，第二电机25，第一齿轮26，支撑柱27，夹爪28，驱动机构29，第三安装块30，安装槽31，第二齿轮32，第一爪体33，第二爪体34，连接柱35，固定板36，第二电动推杆37，驱动杆38，第一旋转机构39，第二旋转机构40，第三电机41，第三齿轮42，第四齿轮43，第四电机44，第五齿轮45，第六齿轮46，防滑片47。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图10所示的一种菠萝采摘装置，包括有安装框架1、抬升装置2、横向移动装置、纵向移动装置3和摘取装置4，所述安装框架1的下方设置有多个伸缩杆5，伸缩杆5的下方安装有多个支撑腿柱6，支撑腿柱6的下端均安装有行走轮7，安装框架1的右侧还安装有推车把手8，所述支撑腿柱6上还平行设置有多个从左至右延伸的连接杆9，所述抬升装置2安装在连接杆9上，并且抬升装置2的输出端与安装框架1的底侧连接，纵向移动装置3固定安装在安装框架1上，横向移动装置连接在纵向移动装置3的输出端的下侧，横向移动装置的输出端上安装有第一安装板10，所述安装板上还设置有升降装置11，升降装置11的输出端上设置有第二安装板12，所述摘取装置4安装在第二安装板12上，所述第二安装板12还有驱动摘取装置4旋转的转动装置，所述安装框架1右侧的下方还设置有用于储存摘取的菠萝的储存箱13。

所述抬升装置2包括有第一电动推杆14、升降架15、固定安装在连接杆9上的第一安装块16和滑动连接在连接杆9上的第二安装块17，升降架15底部的两端分别铰接在第一安装块16上和第二安装块17上，升降架15的上端分别与安装框架1的底侧铰接，第一电动推杆14水平安装在第二安装块17的侧部，并且第一电动推杆14的输出端与第二安装块17的侧部连接，第一电动推杆14的输出端向第一安装块16方向延伸。抬升装置2的第一电动推杆14可以驱动升降架15的升降，使装置整体升高或者降低，从而适应不同高度菠萝田地的作业。

所述纵向移动装置3包括有螺纹杆18、第一电机19、导向滑块20和对称安装在安装框架1上的第一安装座21，螺纹杆18轴接在第一安装座21上，第一电机19固定安装在第一安装座21上，并且螺纹杆18的一端与第一电机19的输出端固定连接，螺纹杆18的两侧分别设置有导向杆22，导向滑块20螺纹连接在螺纹杆18上。第一电机19驱动螺纹杆18转动，使得与螺纹杆18螺纹连接的导向滑块20在螺纹杆18上运动，最终驱动摘取装置4可以在纵向上运动。

所述横向移动装置包括有多个平行设置在导向滑块20上的电动丝杆滑台23，所述电动丝杆滑台23的延伸方向与螺纹杆18的延伸方向垂直，所述第一安装板10固定安装在电动丝杆滑台23的滑块上。横向移动装置可以驱使摘取装置4可以在横向上移动，与纵向移动装置3配合，使得摘取装置4可以采摘任意位置的菠萝。

所述升降装置11包括有升降杆24、第二电机25、第一齿轮26和竖直安装在第一安装板10底侧的支撑柱27，所述升降杆24滑动连接在支撑柱27的侧部，第二电机25固定安装在支撑柱27上，第一齿轮26与第二电机25的输出端固定连接，升降杆24的侧部还设置有第一齿条，第一齿轮26与第一齿条啮合连接，所述第二安装板12安装在升降杆24的底端。升降装置11的第二电机25驱动第一齿轮26转动，与第一齿轮26啮合的第一齿条带动升降杆24延沿着支撑柱27上下移动，就可以实现摘取装置4的升降。

所述摘取装置4包括有夹爪28和驱动夹爪28抓取菠萝的驱动机构29，所述夹爪28包括有轴接在第二安装板12下侧的第三安装块30，安装块的中间设置有供驱动机构29运动的通槽，所述通槽的四周均设置有安装槽31，安装槽31内均轴接有第二齿轮32，第二齿轮32上均固定安装有第一爪体33，第一爪体33的末端铰接有第二爪体34，第二爪体34上还铰接有连接柱35，所述连接柱35的另一端均铰接在安装在通槽末端的固定板36上。

所述驱动机构29包括有轴接在第一安装板10上的第二电动推杆37和驱动杆38，所述驱动杆38竖直设置，并且驱动杆38与第二电动推杆37的输出端固定连接，驱动杆38为矩形结构，驱动杆38的四周均设置有第二齿条，所述第二齿轮32分别与对应的第二齿条啮合连接。摘取装置4的第二电动推杆37驱动驱动杆38在竖直方向上移动，驱动杆38的四面分别与设置在第三安装块30上的第二齿轮32啮合连接，当驱动杆38向下移动的时候，齿轮带动第一爪体33向内回收，第二爪体34在第一爪体33和连接柱35的带动下实现对菠萝的包围抓取，使得菠萝被多个第二爪体34固定在中间。

所述转动装置包括有驱动夹爪28转动的第一旋转机构39和驱动驱动机构29同步转动的第二旋转机构40，所述第一旋转机构39包括有第三电机41、第三齿轮42和安装在第三安装块30上的第四齿轮43，所述第三电机41安装在第二安装板12上，并且第三电机41的输出端延伸至第二安装板12的下方，第三齿轮42与第三电机41的输出端固定连接，所述第三齿轮42与第四齿轮43啮合连接。第一旋转机构39驱动第三安装块30转动，最终实现夹爪28的转动，使得固定在夹爪28内的菠萝被旋断，从而实现对菠萝的摘取。

所述第二旋转机构40包括有第四电机44、第五齿轮45和安装在第二电动推杆37上的第六齿轮46，所述第四电机44安装在第一安装板10上，第五齿轮45与第四电机44的输出端固定连接，并且第五齿轮45与第六齿轮46啮合连接。第二旋转机构40与第一旋转机构39同步转动，并且转动方向与速率一致，最终使得第三安装块30的转动速度和方向与驱动杆38的转动速度和方向是一致的，保证了驱动杆38与多个第二齿轮32是保持啮合状态的。

所述行走轮7上还均匀设置有多个防滑片47。

工作原理：将装置横跨在菠萝植物之上，然后根据植物的高度，抬升装置2的第一电动推杆14可以驱动升降架15的升降，使装置整体升高或者降低，从而适应不同高度菠萝田地的作业，第一电机19驱动螺纹杆18转动，使得与螺纹杆18螺纹连接的导向滑块20在螺纹杆18上运动，最终驱动摘取装置4可以在纵向上运动，纵向移动装置3和横向移动装置配合使得摘取装置4可以移动至任意菠萝的正上方，升降装置11的第二电机25驱动第一齿轮26转动，与第一齿轮26啮合的第一齿条带动升降杆24延沿着支撑柱27上下移动，就可以实现摘取装置4的升降，摘取装置4的第二电动推杆37驱动驱动杆38在竖直方向上移动，驱动杆38的四面分别与设置在第三安装块30上的第二齿轮32啮合连接，当驱动杆38向下移动的时候，齿轮带动第一爪体33向内回收，第二爪体34在第一爪体33和连接柱35的带动下实现对菠萝的包围抓取，使得菠萝被多个第二爪体34固定在中间，第一旋转机构39驱动第三安装块30转动，第二旋转机构40与第一旋转机构39同步转动，最终实现夹爪28的转动，使得固定在夹爪28内的菠萝被旋断，从而实现对菠萝的摘取。

上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种菠萝采摘装置，其特征在于：包括有安装框架(1)、抬升装置(2)、横向移动装置、纵向移动装置(3)和摘取装置(4)，所述安装框架(1)的下方设置有多个伸缩杆(5)，伸缩杆(5)的下方安装有多个支撑腿柱(6)，支撑腿柱(6)的下端均安装有行走轮(7)，安装框架(1)的右侧还安装有推车把手(8)，所述支撑腿柱(6)上还平行设置有多个从左至右延伸的连接杆(9)，所述抬升装置(2)安装在连接杆(9)上，并且抬升装置(2)的输出端与安装框架(1)的底侧连接，纵向移动装置(3)固定安装在安装框架(1)上，横向移动装置连接在纵向移动装置(3)的输出端的下侧，横向移动装置的输出端上安装有第一安装板(10)，所述安装板上还设置有升降装置(11)，升降装置(11)的输出端上设置有第二安装板(12)，所述摘取装置(4)安装在第二安装板(12)上，所述第二安装板(12)还有驱动摘取装置(4)旋转的转动装置，所述安装框架(1)右侧的下方还设置有用于储存摘取的菠萝的储存箱(13)。

2.根据权利要求1所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述抬升装置(2)包括有第一电动推杆(14)、升降架(15)、固定安装在连接杆(9)上的第一安装块(16)和滑动连接在连接杆(9)上的第二安装块(17)，升降架(15)底部的两端分别铰接在第一安装块(16)上和第二安装块(17)上，升降架(15)的上端分别与安装框架(1)的底侧铰接，第一电动推杆(14)水平安装在第二安装块(17)的侧部，并且第一电动推杆(14)的输出端与第二安装块(17)的侧部连接，第一电动推杆(14)的输出端向第一安装块(16)方向延伸。

3.根据权利要求2所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述纵向移动装置(3)包括有螺纹杆(18)、第一电机(19)、导向滑块(20)和对称安装在安装框架(1)上的第一安装座(21)，螺纹杆(18)轴接在第一安装座(21)上，第一电机(19)固定安装在第一安装座(21)上，并且螺纹杆(18)的一端与第一电机(19)的输出端固定连接，螺纹杆(18)的两侧分别设置有导向杆(22)，导向滑块(20)螺纹连接在螺纹杆(18)上。

4.根据权利要求3所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述横向移动装置包括有多个平行设置在导向滑块(20)上的电动丝杆滑台(23)，所述电动丝杆滑台(23)的延伸方向与螺纹杆(18)的延伸方向垂直，所述第一安装板(10)固定安装在电动丝杆滑台(23)的滑块上。

5.根据权利要求4所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述升降装置(11)包括有升降杆(24)、第二电机(25)、第一齿轮(26)和竖直安装在第一安装板(10)底侧的支撑柱(27)，所述升降杆(24)滑动连接在支撑柱(27)的侧部，第二电机(25)固定安装在支撑柱(27)上，第一齿轮(26)与第二电机(25)的输出端固定连接，升降杆(24)的侧部还设置有第一齿条，第一齿轮(26)与第一齿条啮合连接，所述第二安装板(12)安装在升降杆(24)的底端。

6.根据权利要求5所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述摘取装置(4)包括有夹爪(28)和驱动夹爪(28)抓取菠萝的驱动机构(29)，所述夹爪(28)包括有轴接在第二安装板(12)下侧的第三安装块(30)，安装块的中间设置有供驱动机构(29)运动的通槽，所述通槽的四周均设置有安装槽(31)，安装槽(31)内均轴接有第二齿轮(32)，第二齿轮(32)上均固定安装有第一爪体(33)，第一爪体(33)的末端铰接有第二爪体(34)，第二爪体(34)上还铰接有连接柱(35)，所述连接柱(35)的另一端均铰接在安装在通槽末端的固定板(36)上。

7.根据权利要求6所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述驱动机构(29)包括有轴接在第一安装板(10)上的第二电动推杆(37)和驱动杆(38)，所述驱动杆(38)竖直设置，并且驱动杆(38)与第二电动推杆(37)的输出端固定连接，驱动杆(38)为矩形结构，驱动杆(38)的四周均设置有第二齿条，所述第二齿轮(32)分别与对应的第二齿条啮合连接。

8.根据权利要求7所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述转动装置包括有驱动夹爪(28)转动的第一旋转机构(39)和驱动驱动机构(29)同步转动的第二旋转机构(40)，所述第一旋转机构(39)包括有第三电机(41)、第三齿轮(42)和安装在第三安装块(30)上的第四齿轮(43)，所述第三电机(41)安装在第二安装板(12)上，并且第三电机(41)的输出端延伸至第二安装板(12)的下方，第三齿轮(42)与第三电机(41)的输出端固定连接，所述第三齿轮(42)与第四齿轮(43)啮合连接。

9.根据权利要求8所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述第二旋转机构(40)包括有第四电机(44)、第五齿轮(45)和安装在第二电动推杆(37)上的第六齿轮(46)，所述第四电机(44)安装在第一安装板(10)上，第五齿轮(45)与第四电机(44)的输出端固定连接，并且第五齿轮(45)与第六齿轮(46)啮合连接。

10.根据权利要求9所述的一种菠萝采摘装置，其特征在于：所述行走轮(7)上还均匀设置有多个防滑片(47)。