CN110012728A - 一种香蕉采摘辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种香蕉采摘辅助装置，包括夹抱装置和辅助移动装置；夹抱装置包括夹爪、从动轴、动态扭矩传感器、从动齿轮和夹持电机；夹爪通过夹爪连接轴连成两排并通过传动齿轮互相啮合；夹爪可旋转地安装在夹爪托架上；夹持电机带动夹爪的张开和闭合；夹抱装置与辅助移动机构连接；辅助移动装置包括支撑板、滑台、涡轮蜗杆机构、上下电机、前后电机和滑台电机；辅助移动装置通过数个电机控制夹抱装置在前后、左右、上下三个方向上运动。本发明通过可适应各种不同高度的香蕉串，整个操作过程中香蕉串始终由夹爪夹持中，且夹爪表面覆盖有弹性材质保护套，最大程度减少香蕉的损失风险。
Description
技术领域
本发明属于农用设备领域，具体涉及一种香蕉采摘辅助装置。
背景技术
香蕉是一种常见的热带水果，在我国广东、海南等地广泛种植。由于其生长特性，香蕉的采摘是香蕉种植业劳动强度最大的环节；通常采取是两人合作，在香蕉串垫上保护层后经人工切割后运输至仓库。此种人工采摘方式需要香蕉植株矮小，且耗时耗力，并不适用于大型香蕉种植基地。
通常大型香蕉种植基地的香蕉树种丰富、数量多、种植面积广，常使用机械化设备进行收割。目前已有的香蕉采摘(收割)设备研发较为缺乏，如CN106717544A公开了一种香蕉采摘车，此设备虽然使用了机械设备进行采取，但此设备是直接使用螺旋切割刀将香蕉串柄隔断后掉入框中；由于香蕉串柔软易损坏，此种方式不仅螺旋切割刀容易误切，掉入框中容易摔坏，且框中香蕉互相挤压均会造成香蕉的损害，最终导致果品下降、造成经济损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种香蕉采摘辅助装置，此装置可准确夹持香蕉串，不易造成香蕉的损伤，快速运输果实。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种香蕉采摘辅助装置，包括夹抱装置和辅助移动装置；
夹抱装置包括夹爪、从动轴、动态扭矩传感器、从动齿轮和夹持电机；
夹爪通过夹爪连接轴连成两排；两排夹爪通过传动齿轮互相啮合；
夹爪通过从动轴可旋转地安装在夹爪托架上，夹爪托架固定在连接管上；
夹持电机通过减速器和联轴器驱动传动齿轮旋转，带动夹爪的张开和闭合；并在夹持电机的传动轴上安装有动态扭矩传感器；
连接管上固定有搭载台连接板，搭载台连接板与滑台连接；
辅助移动装置包括支撑板、滑台、涡轮蜗杆机构、上下电机、前后电机和滑台电机；
滑台电机通过滑台丝杆驱动滑台在左右方向运动；
上下电机通过上下丝杆驱动滑台电机所处的平台在竖直方向运动；
前后电机通过前后丝杆驱动滑台、滑台电机的平台和上下电机所处的平台同时在前后方向移动；
前后丝杆的下方安装有旋转台，旋转台和前后电机之间安装有蜗轮蜗杆机构传动；
旋转台和蜗轮蜗杆机构由旋转电机提供动力；
旋转台和蜗轮蜗杆机构由旋转电机安装在支撑板之下。
进一步地，支撑板上安装有导轨，导轨上可移动地安装有固定板，固定板与前后丝杆配合共同控制滑台的移动。
进一步地，夹爪的两侧和辅助移动装置上均装有接近开关和报警装置，当夹爪张开角度超出范围或辅助移动装置超过移动范围时报警装置发出警报并使整个香蕉采摘辅助装置停止工作。
进一步地，夹抱装置中夹爪的下方设有底托。
进一步地，辅助移动装置的下方设有底板。
进一步地，夹爪的表面覆盖有弹性材料。
进一步地，从动轴安装在带座轴承上，带座轴承安装在夹爪托架上。
本发明通过抱爪装置夹持香蕉串，通过齿轮和扭矩传感器准确调整抱爪的夹持程度；同时辅助移动装置能改变抱爪的位置，可适应各种不同高度的香蕉串；在切割后通过移动整个抱爪装置将香蕉串运送至存放区。整个操作过程中香蕉串始终由夹爪夹持中，且夹爪表面覆盖有弹性材质保护套，最大程度减少香蕉的损失风险，节省人力成本，提高果品档次。此外在夹爪两侧和移动辅助设备上装有接近开关和报警器，在超出工作范围时即使停机等待维修。
附图说明
图1为本发明组装后的整体结构示意图；
图2为本发明结构夹报装置的结构示意图；
图3为本发明结构夹报装置的正视图；
图4为本发明辅助移动装置的结构示意图。
图中：101-夹爪；102-夹爪连接轴；103-从动轴；104-带座轴承；105-夹爪托架；106-连接管；107-搭载台连接板；108-减速器；109-电机托架；110-联轴器；111-动态扭矩传感器托架；112-动态扭矩传感器；113-传动齿轮；114-底托；115-夹持电机；201-支撑板；202-固定板；203-导轨；204-上下丝杆；205-滑台；206-旋转电机；207-连接套；208-蜗轮蜗杆机构；209-旋转台；301-上下电机；302-前后电机；303-前后丝杆；304-滑台电机；305-滑台丝杆；4-底板。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明的整体结构如图1所示，本发明分为两部分，分别为夹抱装置和辅助移动装置。
夹抱装置用于夹住香蕉串，辅助移动装置则用于移动夹抱装置。
夹抱装置的结构如图2、图3所示，夹抱装置的各部件均安装在两条方形的连接管106上，夹抱装置主要由两排夹爪101组成，每排夹爪101均由多个夹爪101组成；其中每一排夹爪101的最上端夹爪101通过从动轴103和带轴轴承104直接可旋转地安装在夹爪托架105上；每排夹爪101最下端的夹爪105则位于传动齿轮113相应的轴上，每一排夹爪101的其余位于中间部位的夹爪101则通过夹爪连接轴102互相串联；
在夹爪101的表面覆盖有弹性外套，弹性外套可以是橡胶、塑料、泡沫、毛皮等，并不限制弹性外套的材质，弹性外套的作用在于避免香蕉串和夹爪101的直接接触，提供缓冲，减少机械损伤。
夹抱装置的夹持电机115的扭矩经过减速器108由传动轴传送至传动齿轮113，两排夹爪101的下端均装有传动齿轮113，两个传动齿轮113啮合使得两排夹爪101同时夹紧或松开；在减速机108和传动齿轮113的轴上套有联轴器110和动态扭矩传感器112；动态扭矩传感器112负责感知夹爪101张开的角度以调整夹爪101的夹持程度。
夹持电机115安装在电机托架109上，动态扭矩传感器112安装在动态扭矩传感器托架111上；夹爪托架105、电机托架109上、动态扭矩传感器托架111上分别各自固定在连接管106上；连接管106的底部装有底托114，底托114用于托住香蕉串防止摔坏。
同时连接管106上也固定有搭载台连接板107；搭载台连接板107上有数个螺孔，用于与辅助移动装置的滑台205固定连接。
辅助移动装置的结构图4所示，辅助移动装置的各零部件均安装在支撑板201上，支撑板201为“L型”，为两互相垂直的平面组成。
夹抱装置则安装在滑台205上，辅助移动装置可控制滑台205在前后、左右、上下三个方向上独立运动，具体分为：
由最靠近滑台205的滑台电机304、滑台丝杆305组成的左右位移装置；
由上下电机301、上下丝杆204组成的上下位移装置；上下位移装置可带动左右位移装置上下移动；上下位移装置的上方与固定板202连接，下方则与前后丝杆303相应的导杆可滑动的连接。
由前后电机302、前后丝杆303组成的前后移动装置；所述前后移动装置由前后电机302驱动；固定板202则安装在导轨203上，固定板202可自由地在导轨203上滑动，导轨203则固定在支撑板201上；
前后移动装置通过前后丝杆303和固定板202同时控制左右位移装置的前后移动；同时，在前后电机302也安装在支撑板201上，在支撑板201的下方，安装有旋转台209、蜗轮蜗杆机构208、连接套207和旋转电机206；蜗轮蜗杆机构208和旋转电机206、连接套207、旋转台209互相配合传动，此部分的机构是为了提高夹爪101和前后移动装置的配合程度。
在前后移动装置和夹抱装置的夹爪101的两侧均装有接近开关和报警器(图中未视)，接近开关和报警器用于监控装置的工作范围，当超出设定的正常工作范围时及时发出警报并停止设备的工作。
前述的所有电机，包括但不限于夹持电机115、旋转电机206、上下电机301、前后电机302、滑台电机304均为伺服电机，以及动态扭矩传感器223、报警器、接近开关等任何需要通电或编程控制的零件均由PLC统一控制。
本发明的整体结构如图1所示，在图1中，旋转台209的下方还设有一底板4；底板4和支撑板201用于固定本装置的安装位置。
本发明的工作原理和使用条件如下：
本发明主要安装在香蕉采摘车上，并与香蕉采摘车的储存机构、收割设备或收割人员进行配合以完成整个香蕉采摘的流程。
首先，驾驶香蕉采摘车至香蕉树附近，根据香蕉串的位置启动上下位移装置和左右位置装置调整好夹抱装置的位置，通过张开或闭合夹爪101夹住香蕉串，然后人工或者切割设备切断香蕉串茎，夹爪101保持夹住的状态后由前后位置装置将夹抱装置连通香蕉移动至储存机构中；然后夹爪101松开放下香蕉串并整体机构复位，进行下一次的采摘工作。
报警器和接近开关在本发明运作时均保持开启状态，随时监控装置的运行，一旦发生意外，立即发出警报并停止工作，以保护工人和设备的安全。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种香蕉采摘辅助装置，其特征在于：包括夹抱装置和辅助移动装置；
所述夹抱装置包括夹爪(101)、从动轴(103)、动态扭矩传感器(112)、从动齿轮(113)和夹持电机(115)；
所述夹爪(101)通过夹爪连接轴(102)连成两排；两排夹爪(101)通过传动齿轮(113)互相啮合；
所述夹爪(101)通过从动轴(103)可旋转地安装在夹爪托架(105)上，所述夹爪托架(105)固定在连接管(106)上；
所述夹持电机(115)通过减速器(108)和联轴器(110)驱动传动齿轮(113)旋转，带动夹爪(101)的张开和闭合；并在夹持电机(115)的传动轴上安装有动态扭矩传感器(112)；
所述连接管(106)上固定有搭载台连接板(107)，搭载台连接板(107)与滑台(205)连接；
所述辅助移动装置包括支撑板(201)、滑台(205)、涡轮蜗杆机构(208)、上下电机(301)、前后电机(302)和滑台电机(304)；
所述滑台电机(304)通过滑台丝杆(305)驱动滑台(205)在左右方向运动；
所述上下电机(301)通过上下丝杆(204)驱动滑台电机(304)所处的平台在竖直方向运动；
所述前后电机(302)通过前后丝杆(303)驱动滑台(205)、滑台电机(304)的平台和上下电机(301)所处的平台同时在前后方向移动；
所述前后丝杆(303)的下方安装有旋转台(209)，旋转台(209)和前后电机(302)之间安装有蜗轮蜗杆机构(208)传动；
所述旋转台(209)和蜗轮蜗杆机构(209)由旋转电机(206)提供动力；
所述旋转台(209)和蜗轮蜗杆机构(209)由旋转电机(206)安装在支撑板(201)之下。
2.根据权利要求1所述的香蕉采摘辅助装置，其特征在于：所述支撑板(201)上安装有导轨(203)，导轨(203)上可移动地安装有固定板(202)，固定板(202)与前后丝杆(303)配合共同控制滑台(205)的移动。
3.根据权利要求1所述的香蕉采摘辅助装置，其特征在于：所述夹爪(101)的两侧和辅助移动装置上均装有接近开关和报警装置，当夹爪(101)张开角度超出范围或辅助移动装置超过移动范围时报警装置发出警报并使整个香蕉采摘辅助装置停止工作。
4.根据权利要求1所述的香蕉采摘辅助装置，其特征在于：所述夹抱装置中夹爪(101)的下方设有底托(114)。
5.根据权利要求1所述的香蕉采摘辅助装置，其特征在于：所述辅助移动装置的下方设有底板(4)。
6.根据权利要求1所述的香蕉采摘辅助装置，其特征在于：所述夹爪(101)的表面覆盖有弹性材料。
7.根据权利要求1-6任一所述的香蕉采摘辅助装置，其特征在于：所述从动轴(103)安装在带座轴承(104)上，带座轴承(104)安装在夹爪托架(105)上。
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