CN109429712B - 滚筒式采摘装置及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滚筒式采摘装置，包括机架，所述机架上环向设置有若干个的集物滚筒，所述机架在若干个集物滚筒的两侧设置有第一旋转刀与第二旋转刀，所述第一旋转刀与第二旋转刀闭合后切断被带入若干个集物滚筒的中心的水果果实的茎杆；本发明还涉及一种滚筒式采摘装置的工作方法。本发明不仅结构设计简单、合理，而且易于操作，高效便捷，利于对水果果实进行采摘，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种滚筒式采摘装置及其工作方法。
背景技术
目前小型个体户农场采摘水果的方式主要为手工采摘，在采摘批量大、果树较高时效率较低，农民劳动压力大。目前常见的简易采摘辅助装置大多很难将装置定位到水果的位置，且采摘过程中繁复动作多，使用麻烦。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种滚筒式采摘装置及其工作方法，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种滚筒式采摘装置，包括机架，所述机架上环向设置有若干个的集物滚筒，所述机架在若干个集物滚筒的两侧设置有第一旋转刀与第二旋转刀，所述第一旋转刀与第二旋转刀闭合后切断被带入若干个集物滚筒的中心的水果果实的茎杆。
进一步的，所述第一旋转刀与第二旋转刀均呈U形，所述第一旋转刀包含第一U形悬臂，所述第一U形悬臂的中部设置有第一切断刀片，所述第二旋转刀包含第二U形悬臂，所述第二U形悬臂的中部设置有与第一切断刀片相对应的第二切断刀片。
进一步的，所述第一U形悬臂的一端经传动轴与第一齿轮相连接，所述第一U形悬臂的另一端经传动轴与第二齿轮相连接，所述第二U形悬臂的一端经传动轴与第三齿轮相连接，所述第二U形悬臂的另一端经传动轴与第四齿轮相连接，所述第一齿轮与第三齿轮相啮合，所述第二齿轮与第四齿轮相啮合，所述第一齿轮的传动轴与第一电机的输出轴经联轴器连接在一起。
进一步的，所述集物滚筒经铰链与三角构件的第一端相铰接，所述三角构件的第二端经铰链与机架相铰接，所述三角构件的第三端经铰链与第一连接杆的一端相铰接，所述第一连接杆的另一端与第二连接杆的一端相铰接，所述第二连接杆的另一端经铰链与滑块相铰接，所述滑块设置在滑槽中，所述滑槽在滑块的下方设置有微动开关，所述滑槽置于机架上。
进一步的，所述三角构件上设置有第二电机，所述第二电机经皮带轮组件驱动集物滚筒转动。
进一步的，所述滑槽在滑块的下方设置有复位弹簧。
进一步的，所述机架在若干个集物滚筒的中心下方设置有落料孔。
进一步的，所述集物滚筒的外表面设置有缓冲层。
进一步的，所述机架的底部一侧设置有升降装置。
一种滚筒式采摘装置的工作方法，包括上述任意一项所述的滚筒式采摘装置，包含以下步骤：将若干个所述集物滚筒置于待采摘的水果果实下方并靠近待采摘的水果果实，若干个所述集物滚筒均向内转动，待采摘的水果果实与若干个所述集物滚筒之间产生的摩擦力形成将待采摘的水果果实向内拉扯的合力，待采摘的水果果实被带入若干个所述集物滚筒的中心，所述第一旋转刀与第二旋转刀闭合后切断被带入若干个集物滚筒的中心的水果果实的茎杆，完成采摘。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明不仅结构设计简单、合理，而且易于操作，高效便捷，利于对水果果实进行采摘，具有广阔的应用前景。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图2为本发明实施例构造的主视示意图。
图3为本发明实施例构造的侧视示意图。
图4为本发明实施例构造的俯视示意图。
图5为本发明实施例集物滚筒的构造示意图。
图6为本发明实施例第一旋转刀与第二旋转刀的运动轨迹示意图。
图7为本发明实施例的电路示意图。
图中：1-机架，2-集物滚筒，3-第一旋转刀，301-第一U形悬臂，302-第一切断刀片，4-第二旋转刀，401-第二U形悬臂，402-第二切断刀片，5-传动轴，6-第一齿轮，7-第二齿轮，8-第三齿轮，9-第四齿轮，10-第一电机，11-铰链，12-三角构件，13-第一连接杆，14-第二连接杆，15-滑块，16-滑槽，17-微动开关，18-皮带轮组件，19-复位弹簧，20-落料孔，21-升降装置，A-第一端，B-第二端，C-第三端。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~7所示，一种滚筒式采摘装置，包括机架1，所述机架1上环向设置有若干个的集物滚筒2，所述机架1在若干个集物滚筒2的两侧设置有第一旋转刀3与第二旋转刀4，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4闭合后切断被带入若干个集物滚筒2的中心的水果果实的茎杆；优选的，所述集物滚筒2的个数为三个，若干个所述集物滚筒2的布置方式如附图所示。
在本发明实施例中，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4均呈U形，所述第一旋转刀3包含第一U形悬臂301，所述第一U形悬臂301的中部设置有第一切断刀片302，所述第二旋转刀4包含第二U形悬臂401，所述第二U形悬臂401的中部设置有与第一切断刀片302相对应的第二切断刀片402，优选的，所述第一切断刀片302的刃口与第二切断刀片402的刃口相对设置，当所述第一旋转刀3与第二旋转刀4相互闭合后，所述第一切断刀片302与第二切断刀片402置于目标物的上方，所述第一切断刀片302的刃口与第二切断刀片402的刃口碰到一起从而对夹在两者之间的目标物进行切断。
在本发明实施例中，所述第一U形悬臂301的一端经传动轴5与第一齿轮6相连接，所述第一U形悬臂301的另一端经传动轴5与第二齿轮7相连接，所述第二U形悬臂401的一端经传动轴5与第三齿轮8相连接，所述第二U形悬臂401的另一端经传动轴5与第四齿轮9相连接，所述第一齿轮6与第三齿轮8相啮合，所述第二齿轮7与第四齿轮9相啮合，所述第一齿轮6的传动轴5与第一电机10的输出轴经联轴器连接在一起；当所述第一电机10正向转动，所述第一齿轮6与第二齿轮7顺时针转动，从而带动所述第一旋转刀3顺时针转动，所述第三齿轮8与第四齿轮9逆时针转动，从而带动所述第二旋转刀4逆时针转动，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4相互靠近，当所述第一电机10反向转动，所述第一齿轮6与第二齿轮7逆时针转动，从而带动所述第一旋转刀3逆时针转动，所述第三齿轮8与第四齿轮9顺时针转动，从而带动所述第二旋转刀4顺时针转动，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4相互远离。
在本发明实施例中，所述集物滚筒2经铰链11与三角构件12的第一端相铰接，所述三角构件12的第二端经铰链11与机架1相铰接，所述三角构件12的第三端经铰链11与第一连接杆13的一端相铰接，所述第一连接杆13的另一端与第二连接杆14的一端相铰接，所述第二连接杆14的另一端经铰链11与滑块15相铰接，所述滑块15设置在滑槽16中，所述滑槽16在滑块15的下方设置有微动开关17，所述滑槽16置于机架1上；优选的，上述所述铰链11均可以采用转动轴或转动销，所述三角构件12的第一端处的转动轴经轴承、轴承座与机架1相连接；优选的，所述滑槽16的顶部设置有限位块，所述限位块避免滑块15脱离滑槽16。
在本发明实施例中，所述三角构件12上设置有第二电机，所述第二电机经皮带轮组件18驱动集物滚筒2转动；所述皮带轮组件18包含主动轮、从动轮以及套设在两者上的皮带，优选的，所述主动轮设置在三角构件12的第二端或三角构件12的其他位置，所述从动轮与集物滚筒2同轴设置，所述第二电机工作，经所述皮带轮组件18带动集物滚筒2向内转动，当所述集物滚筒2与采摘目标相接触，当所述集物滚筒2受到来自采摘目标的反作用力时，所述三角构件12绕着位于其第二端处的铰链11向外旋转，通过所述第一连接杆13、第二连接杆14带动滑块15沿着滑槽16向下滑动，所述滑块15运动到一定位置时触发微动开关17，所述微动开关17是第一电机10的触发开关，当所述滑块15触发微动开关17时，所述第一电机10正向转动，所述第一齿轮6与第二齿轮7顺时针转动，从而带动所述第一旋转刀3顺时针转动，所述第三齿轮8与第四齿轮9逆时针转动，从而带动所述第二旋转刀4逆时针转动，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4相互靠近，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4闭合后切断被带入若干个集物滚筒2的中心的水果果实的茎杆，完成采摘，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4复位。
在本发明实施例中，所述滑槽16在滑块15的下方设置有复位弹簧19，优选的，所述复位弹簧19的一端与滑块15的底部固定连接，所述复位弹簧19的另一端与滑槽16的底部相连接，所述复位弹簧19、滑块15、第二连接杆14、第一连接杆13对三角构件12起到支撑的作用，所述复位弹簧19的弹力或弹性系数根据所要采摘的水果果为准，以所要采摘的水果果实能够进入至若干个集物滚筒2的中心、并且所要采摘的水果果实对三角构件12的反作用力能够使得三角构件12向外摆动从而滑块15能够克服复位弹簧19的弹力触发微动开关17为准。
在本发明实施例中，所述机架1在若干个集物滚筒2的中心下方设置有落料孔20，所述落料孔20的下方设置有输送带；完成采摘后，水果果实在重力的作用下自落料孔20掉落至输送带内，所述集物滚筒2与采摘目标脱离接触，所述三角构件12在重力的作用下、所述滑块15在复位弹簧19的弹力作用下进行复位，所述滑块15沿着滑槽16向上运动。
在本发明实施例中，所述集物滚筒2的外表面设置有缓冲层；优选的，所述缓冲层由橡胶制成。
在本发明实施例中，所述机架1的底部一侧设置有升降装置21，所述升降装置21可以采用现有的机械臂、伸缩杆或剪式伸缩架，根据实际情况而定，并不局限于此；所述升降装置21带动机架1上下升降，从而可以对高处的水果进行采摘。
在本发明实施例中，一种滚筒式采摘装置的工作方法，包括上述任意一项所述的滚筒式采摘装置，包含以下步骤：将若干个所述集物滚筒2置于待采摘的水果果实下方并靠近待采摘的水果果实，若干个所述集物滚筒2均向内转动，待采摘的水果果实与若干个所述集物滚筒2之间产生的摩擦力形成将待采摘的水果果实向内拉扯的合力，待采摘的水果果实被带入若干个所述集物滚筒2的中心，所述第一旋转刀3与第二旋转刀4闭合后切断被带入若干个集物滚筒2的中心的水果果实的茎杆，完成采摘，结构简单、操作方便，可靠度高。
在本发明实施例中，系统电路构成如图7所示，本控制系统采用ATMEGA 328P单片机作为主控制器，供电系统为单路电压输入，三路降压输出，适合使用电池供电的使用环境；输入电压在12V~24V间均可使系统正常工作；所述第二电机采用直流电机驱动器驱动，由单片机输出信号进行控制，将三路所述第二电机并联以保证同步旋转；所述第一电机10采用数字舵机，由降压电路直接供电，单片机输出信号进行控制；三路所述微动开关17可独立向单片机发送信号，同时将操作面板引出以便于地面人员操作；系统保留单片机的扩展性，可连接多种传感器实现高级功能；在手动采摘模式下，将本发明通过升降装置21靠近采摘目标，按住旋转按钮，所述集物滚筒2持续旋转，当所述集物滚筒2与采摘目标接触并将采摘目标拉至适宜位置时，按下剪切按钮将目标切下；在自动采摘模式下，所述集物滚筒2均向内转动，只需使所述集物滚筒2与采摘目标接触，本发明即可通过逻辑判断自动完成剪切动作，所述集物滚筒2均向外转动以将采摘目标重新送出。
上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种滚筒式采摘装置的工作方法，其特征在于：滚筒式采摘装置包括机架，所述机架上环向设置有若干个的集物滚筒，所述机架在若干个集物滚筒的两侧设置有第一旋转刀与第二旋转刀，所述第一旋转刀与第二旋转刀闭合后切断被带入若干个集物滚筒的中心的水果果实的茎杆；
所述第一旋转刀与第二旋转刀均呈U形，所述第一旋转刀包含第一U形悬臂，所述第一U形悬臂的中部设置有第一切断刀片，所述第二旋转刀包含第二U形悬臂，所述第二U形悬臂的中部设置有与第一切断刀片相对应的第二切断刀片；
所述第一U形悬臂的一端经传动轴与第一齿轮相连接，所述第一U形悬臂的另一端经传动轴与第二齿轮相连接，所述第二U形悬臂的一端经传动轴与第三齿轮相连接，所述第二U形悬臂的另一端经传动轴与第四齿轮相连接，所述第一齿轮与第三齿轮相啮合，所述第二齿轮与第四齿轮相啮合，所述第一齿轮的传动轴与第一电机的输出轴经联轴器连接在一起；
所述集物滚筒经铰链与三角构件的第一端相铰接，所述三角构件的第二端经铰链与机架相铰接，所述三角构件的第三端经铰链与第一连接杆的一端相铰接，所述第一连接杆的另一端与第二连接杆的一端相铰接，所述第二连接杆的另一端经铰链与滑块相铰接，所述滑块设置在滑槽中，所述滑槽在滑块的下方设置有微动开关，所述滑槽置于机架上；
所述三角构件上设置有第二电机，所述第二电机经皮带轮组件驱动集物滚筒转动；
所述滑槽在滑块的下方设置有复位弹簧；
滚筒式采摘装置的工作方法，包含以下步骤：将若干个所述集物滚筒置于待采摘的水果果实下方并靠近待采摘的水果果实，若干个所述集物滚筒均向内转动，待采摘的水果果实与若干个所述集物滚筒之间产生的摩擦力形成将待采摘的水果果实向内拉扯的合力，待采摘的水果果实被带入若干个所述集物滚筒的中心，所述第一旋转刀与第二旋转刀闭合后切断被带入若干个集物滚筒的中心的水果果实的茎杆，完成采摘。
2.根据权利要求1所述的滚筒式采摘装置的工作方法，其特征在于：所述机架在若干个集物滚筒的中心下方设置有落料孔。
3.根据权利要求1所述的滚筒式采摘装置的工作方法，其特征在于：所述集物滚筒的外表面设置有缓冲层。
4.根据权利要求1所述的滚筒式采摘装置的工作方法，其特征在于：所述机架的底部一侧设置有升降装置。
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