CN110115152A - 菠萝收割机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种菠萝收割机，包括支架和手柄，所述的支架连接在所述手柄的前端，所述支架中间开口设置成引导槽，所述引导槽的两边分别设有左侧引导结构和右侧引导结构，所述左侧引导结构包括左侧隐藏槽，所述右侧引导结构包括右侧隐藏槽；所述菠萝收割机还包括平行四边形机构和切割机构，所述平行四边形机构包括左边机构和右边机构，所述左边机构设置于左侧隐藏槽处，所述右边机构设置于右侧隐藏槽处，所述左边机构和右边机构共用一条底杆，所述底杆作为驱动杆，所述手柄控制带动所述驱动杆动作以实现所述平行四边形机构的伸出和隐藏。采用本发明，采摘效率高、成本低，有助于防止菠萝摔坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种农作物收割技术领域，具体地说是一种菠萝收割机。
背景技术
菠萝在我国种植历史悠久，是我国热带及亚热带地区四大名果之一，在国内所种植的农作物中，菠萝的收获面积排名第5位，产量排名第2位，仅次于甘蔗。主要在我国台湾、广东、广西、福建、海南等省栽培种植，深受民众喜爱。菠萝果实可以用于制作果汁和各式各样的糕点，其制作形式多变，食用的多样化，也决定了菠萝的需求量稳步增长，随之带来的就是带动菠萝种植业的迅猛发展。
由于菠萝叶尖而硬，而且叶边伴有锯齿，农民在采摘菠萝时需要事先穿上防护服，戴上眼罩，以防止菠萝叶割伤身体。在采摘过程中，农民需带手套用刀具将菠萝从植株上割下，放到背部的箩筐里。采摘过程中，农民既要背负沉重的箩筐，又要在荆棘遍布的菠萝地里穿行，造成消耗大量体力，并且这种人工采摘菠萝的方式效率低下，人工的劳动强度极大，费时费劲。收割成本大概占菠萝整个种植过程的花销中的40％。
为了实现菠萝果实的采摘自动化与精准采摘，也有将机器人技术应用到菠萝果实采摘的自动化采摘设备。中国农业大学徐丽明等的“一种变形菠萝收割者械手爪”(200920246396.2)以及华南农业大学夏红梅等的“一种用于变形菠萝收割者械手臂末端的采摘执行装置”(201210431101.5)采用机器人的手爪机构，模拟人类采摘的定位、握紧、拧断、释放等动作来实现菠萝果实的采摘，该种发明设计虽然采摘精准度高，但是采摘的效率太低，且对机械手的定位要求高，花费时间长，无法有效降低设备成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种采摘效率高、成本低的菠萝收割机。
本发明所提供的技术方案是，提供一种以下结构的菠萝收割机，包括支架和手柄，所述的支架连接在所述手柄的前端，所述支架中间开口设置成引导槽，所述引导槽的两边分别设有左侧引导结构和右侧引导结构，所述左侧引导结构包括左侧隐藏槽，所述右侧引导结构包括右侧隐藏槽；所述菠萝收割机还包括平行四边形机构和切割机构，所述平行四边形机构包括左边机构和右边机构，所述左边机构设置于左侧隐藏槽处，所述右边机构设置于右侧隐藏槽处，所述左边机构和右边机构共用一条底杆，所述底杆作为驱动杆，所述手柄控制带动所述驱动杆动作以实现所述平行四边形机构的伸出和隐藏。
可选的，所述左边机构和右边机构均包括竖杆、横杆、前档杆和后档杆，所述竖杆竖直设置，其底部铰接于所述支架上，所述横杆铰接于前后两根竖杆之间，所述前档杆和后档杆分别于前后竖杆朝内垂直连接。
可选的，所述前档杆与竖杆通过所述单向阻尼机构连接，自内向外施力存在阻尼。
可选的，所述底杆上连接有曲柄，所述手柄的前端设置有滑块，在所述曲柄与滑块之间连接有连杆，所述滑块在手柄内部连接有钢丝，通过钢丝与操纵机构连接，通过所述操纵机构带动所述钢丝运动以带动所述滑块运动，从而实现平行四边形机构运动。
可选的，所述切割机构靠近所述引导槽，所述切割机构包括电机、联轴器、第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述电机通过联轴器与第一锥齿轮连接，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，所述第二锥齿轮所在的转轴通过同步带传动与锯片所在的转轴连接，并带动锯片转动，所述锯片安装在转轴上。
可选的，所述手柄上设有操纵机构和电池组，所述电池组通过导线与电机连接并对其供电。
可选的，所述菠萝收割机的工作过程如下：平行四边形机构处于隐藏状态，将菠萝收割机伸向待收割菠萝的柄，菠萝柄触碰前档杆，单向阻尼机构在该方向阻尼很小，使得菠萝柄顺利进入，方便锯片切割；当菠萝颈部进入支架后，开启电机，锯片开始转动，菠萝颈部触碰到高速旋转的锯片，锯片将菠萝颈部切断；此时，人手扳动控制机构，从而带动曲柄滑块机构动作，使得平行四边形机构动作并升起形成一个围栏，防止菠萝掉落；菠萝切割完毕后，复位控制机构，曲柄滑块机构复位，使平行四边形机构复原至隐藏状态，菠萝从支架上顺利掉入采摘车上。
采用本发明，与现有技术相比，具有以下优点：开始时，平行四边形机构处于隐藏状态，将菠萝收割机伸向待收割菠萝的柄，菠萝柄触碰前档杆，单向阻尼机构在该方向阻尼很小，使得菠萝柄顺利进入，方便锯片切割；当菠萝颈部进入支架后，开启电机，锯片开始转动，菠萝颈部触碰到高速旋转的锯片，锯片将菠萝颈部切断；此时，人手扳动控制机构，从而带动曲柄滑块机构动作，使得平行四边形机构动作并升起形成一个围栏，防止菠萝掉落；菠萝切割完毕后，复位控制机构，曲柄滑块机构复位，使平行四边形机构复原至隐藏状态，菠萝从支架上顺利掉入采摘车上。采用本发明，采摘效率高、成本低，有助于防止菠萝摔坏。
附图说明
图1为本发明菠萝收割机的整体结构示意图；
图2为支架的结构示意图；
图3为平行四边形机构的结构示意图(状态一)；
图4为平行四边形机构的结构示意图(状态二)；
图5为曲柄滑块机构的结构示意图；
图6为切割机构的结构示意图；
图7为本发明工作状态一示意图；
图8为本发明工作状态二示意图；
图9为横跨式收集车的示意图。
图中所示，1、手柄，2、支架，2-1、右侧引导结构，2-2、左侧引导结构，2-3、右侧隐藏槽，2-4、左侧隐藏槽，3-1、竖杆，3-2、横杆，3-3、前档杆，3-4、单向阻尼机构， 3-5、后档杆，3-6、底杆，4-1、电机，4-2、电机座，4-3、联轴器，4-4、第一锥齿轮， 4-5、第二锥齿轮，4-6、同步带传动，4-7、锯片，5、菠萝，6、菠萝颈，7-1、滑块，7-2、连杆，7-3、曲柄。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，示意了本发明的菠萝收割机的整体结构，包括支架2和手柄1，所述的支架2连接在所述手柄1的前端。所述手柄1上设有操纵机构1-2和电池组1-1，所述电池组1-1通过导线与电机连接并对其供电。
如图2所示，示意了支架的具体结构，所述支架中2间开口设置成引导槽，所述引导槽的两边分别设有左侧引导结构2-2和右侧引导结构2-1，所述左侧引导结构2-2包括左侧隐藏槽2-4，所述右侧引导结构2-2包括右侧隐藏槽2-3。
如图3-4所示，示意了平行四边形机构的具体结构，所述菠萝收割机还包括平行四边形机构和切割机构，所述平行四边形机构包括左边机构和右边机构，所述左边机构设置于左侧隐藏槽2-4处，所述右边机构设置于右侧隐藏槽2-3处，所述左边机构和右边机构共用一条底杆3-6，所述底杆3-6作为驱动杆，所述手柄控制带动所述驱动杆动作以实现所述平行四边形机构的伸出和隐藏。
所述左边机构和右边机构均包括竖杆3-1、横杆3-2、前档杆3-3和后档杆3-5，所述竖杆3-1竖直设置，其底部铰接于所述支架上，所述横杆铰接于前后两根竖杆之间，所述前档杆3-3和后档杆3-5分别于前后竖杆3-1朝内垂直连接。
所述前档杆3-3与竖杆3-1通过所述单向阻尼机构3-4连接，自内向外施力存在阻尼。
其中图3和4均为隐藏状态，不同的是：图4中，前档杆3-3在伸向菠萝颈部的过程中，受到菠萝颈部的力而被向内翻起。在菠萝颈部今后后，在单向阻尼机构3-4的作用下前档杆3-3顺利复位，同时，由于单向阻尼机构3-4的单向阻尼作用，自内向外施力存在阻尼，有效防止菠萝颈部滑出。
如图5所示，示意了曲柄滑块机构的具体结构，所述底杆3-6上连接有曲柄7-3，所述手柄的前端设置有滑块7-1，在所述曲柄7-3与滑块7-1之间连接有连杆7-2，所述滑块7-1在手柄内部连接有钢丝，通过钢丝与操纵机构1-2连接，通过所述操纵机构1-2带动所述钢丝运动以带动所述滑块7-1运动，从而实现平行四边形机构运动。
如图6所示，示意了切割机构的具体结构。所述切割机构靠近所述引导槽，所述切割机构包括电机4-1、联轴器4-3、第一锥齿轮4-4和第二锥齿轮4-5，所述电机4-1通过联轴器4-3与第一锥齿轮4-4连接，所述第一锥齿轮4-4和第二锥齿轮4-5啮合，所述第二锥齿轮4-5所在的转轴通过同步带传动4-6与锯片4-7所在的转轴连接，并带动锯片4-7 转动，所述锯片4-7安装在转轴上。
如图7、8所示，示意了本发明工作过程中的状态。所述菠萝收割机的工作过程如下：平行四边形机构处于隐藏状态，将菠萝收割机伸向待收割菠萝的柄，菠萝柄触碰前档杆3-3，单向阻尼机构在该方向阻尼很小，使得菠萝柄顺利进入，方便锯片切割；当菠萝颈部进入支架2后，开启电机，锯片开始转动，菠萝颈部触碰到高速旋转的锯片，锯片将菠萝颈部切断；此时，人手扳动控制机构1-2，从而带动曲柄滑块机构动作，使得平行四边形机构动作并升起形成一个围栏，防止菠萝掉落；菠萝切割完毕后，复位控制机构1-2，曲柄滑块机构复位，使平行四边形机构复原至隐藏状态，菠萝从支架上顺利掉入采摘车8 上，即横跨式收集车。
同时基于本发明的上述结构，可以获得相应菠萝收割方法，具体步骤为：
1)将菠萝收割机伸向菠萝，利用左侧引导结构2-2和右侧引导结构2-1分叶引导，使得菠萝柄触碰前档杆3-3，单向阻尼机构在该方向阻尼很小，使得菠萝柄顺利进入引导槽；
2)当菠萝颈部进入支架2后，开启电机，锯片开始转动，菠萝颈部触碰到高速旋转的锯片，锯片将菠萝颈部切断；
3)人手扳动手柄上的控制机构1-2，从而带动曲柄滑块机构动作，使得平行四边形机构动作并升起形成一个围栏，防止菠萝掉落；
4)菠萝切割完毕后，复位控制机构1-2，曲柄滑块机构复位，使平行四边形机构复原至隐藏状态，菠萝从支架上顺利掉入采摘车8上，即横跨式收集车。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种菠萝收割机，包括支架(2)和手柄(1)，所述的支架(2)连接在所述手柄(1)的前端，所述支架中间开口设置成引导槽，所述引导槽的两边分别设有左侧引导结构(2-2)和右侧引导结构(2-1)，所述左侧引导结构(2-2)包括左侧隐藏槽(2-4)，所述右侧引导结构(2-2)包括右侧隐藏槽(2-3)；所述菠萝收割机还包括平行四边形机构和切割机构，所述平行四边形机构包括左边机构和右边机构，所述左边机构设置于左侧隐藏槽(2-4)处，所述右边机构设置于右侧隐藏槽(2-3)处，所述左边机构和右边机构共用一条底杆(3-6)，所述底杆(3-6)作为驱动杆，所述手柄控制带动所述驱动杆动作以实现所述平行四边形机构的伸出和隐藏。
2.根据权利要求1所述的菠萝收割机，其特征在于：所述左边机构和右边机构均包括竖杆(3-1)、横杆(3-2)、前档杆(3-3)和后档杆(3-5)，所述竖杆(3-1)竖直设置，其底部铰接于所述支架上，所述横杆铰接于前后两根竖杆之间，所述前档杆(3-3)和后档杆(3-5)分别于前后竖杆(3-1)朝内垂直连接。
3.根据权利要求2所述的菠萝收割机，其特征在于：所述前档杆(3-3)与竖杆(3-1)通过所述单向阻尼机构(3-4)连接，自内向外施力存在阻尼。
4.根据权利要求2所述的菠萝收割机，其特征在于：所述底杆(3-6)上连接有曲柄(7-3)，所述手柄的前端设置有滑块(7-1)，在所述曲柄(7-3)与滑块(7-1)之间连接有连杆(7-2)，所述滑块(7-1)在手柄内部连接有钢丝，通过钢丝与操纵机构(1-2)连接，通过所述操纵机构(1-2)带动所述钢丝运动以带动所述滑块(7-1)运动，从而实现平行四边形机构运动。
5.根据权利要求4所述的菠萝收割机，其特征在于：所述切割机构靠近所述引导槽，所述切割机构包括电机(4-1)、联轴器(4-3)、第一锥齿轮(4-4)和第二锥齿轮(4-5)，所述电机(4-1)通过联轴器(4-3)与第一锥齿轮(4-4)连接，所述第一锥齿轮(4-4)和第二锥齿轮(4-5)啮合，所述第二锥齿轮(4-5)所在的转轴通过同步带传动(4-6)与锯片(4-7)所在的转轴连接，并带动锯片(4-7)转动，所述锯片(4-7)安装在转轴上。
6.根据权利要求2所述的菠萝收割机，其特征在于：所述手柄(1)上设有操纵机构(1-2)和电池组(1-1)，所述电池组(1-1)通过导线与电机连接并对其供电。
7.根据权利要求5任意一项所述的菠萝收割机，其特征在于：所述菠萝收割机的工作过程如下：开始时，平行四边形机构处于隐藏状态，将菠萝收割机伸向待收割菠萝的柄，菠萝柄触碰前档杆(3-3)，单向阻尼机构在该方向阻尼很小，使得菠萝柄顺利进入，方便锯片切割；当菠萝颈部进入支架(2)后，开启电机，锯片开始转动，菠萝颈部触碰到高速旋转的锯片，锯片将菠萝颈部切断；此时，人手扳动控制机构(1-2)，从而带动曲柄滑块机构动作，使得平行四边形机构动作并升起形成一个围栏，防止菠萝掉落；菠萝切割完毕后，复位控制机构(1-2)，曲柄滑块机构复位，使平行四边形机构复原至隐藏状态，菠萝从支架上顺利掉入采摘车上。
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