CN110268861A - 一种花椒采集设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农业机械设备技术领域，特别涉及一种花椒采集设备；包括圆形车轨和行驶小车，行驶小车置于圆形车轨上，可在圆形车轨上行驶，行驶小车包括收集装置、升降平台、电动推杆、收集仓、伸缩收集管道、车体和轨道轮；本设备解决现有技术中人工采摘花椒导致效率低，浪费时间的问题，该设备不仅能够采摘花椒，还能实现花椒的收集，提高采摘花椒的效率，并且能够保护花椒的枝叶。
Description
技术领域
本发明属于农业机械设备技术领域，特别涉及一种花椒采集设备。
背景技术
花椒，孤植可作防护刺篱，果皮可作为调味料，种子可食用，且花椒还可提取芳香油、可入药，也可加工制作肥皂，用处非常多。但在花椒生产过程中，采摘是非常重要的环节，传统的花椒采摘需要爬树或借助梯子，再通过人工手持剪刀进行采摘，椒刺容易伤手，这种采摘方式劳动量大、危险性高、效率低，并且生产上常因采摘方法不当和采摘后过于简单粗放的树体管理，造成枝叶及枝组受损，养份积累减少，直接影响到下年花芽分化和开花结果。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种花椒采集设备，解决现有技术中人工采摘花椒导致效率低，浪费时间的问题，该设备不仅能够采摘花椒，还能实现花椒的收集，提高采摘花椒的效率，并且能够保护花椒的枝叶。
为了实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现：
一种花椒采集设备，包括圆形车轨1和行驶小车2，行驶小车2置于圆形车轨1上，可在圆形车轨1上行驶；
其中行驶小车2包括收集装置23、升降平台25、电动推杆26、收集仓27、伸缩收集管道28、车体29和轨道轮20，其中车体29上连接有轨道轮20，轨道轮20与圆形车轨1配合，使得轨道轮20能够沿着圆形车轨1滑动；收集仓27固定在车体29上，车体29上设有凹槽21，收集仓27底部与凹槽21相连通；升降平台25与车体29通过电动推杆26连接，使得升降平台25随着电动推杆26的升高而升高，降落而降落；升降平台25上设有一通孔，伸缩收集管道28一端穿过升降平台25上的通孔，另一端位于收集仓27内，收集装置23通过支撑杆连接在升降平台25上。
所述的收集装置23包括收集平台231、视觉传感器232、第一伸缩推杆支架2331、第二伸缩推杆支架2341、第一伸缩推杆233、第二伸缩推杆234和收集端235，其中收集平台231通过支撑杆固定连接在升降平台25上，视觉传感器232固定在收集平台231上方，第一伸缩推杆支架2331的一端固定在收集平台231上方，第一伸缩推杆233设置在第一伸缩推杆支架2331内部，第一伸缩推杆支架2331的另一端活动连接有第二伸缩推杆支架2341，且在第一伸缩推杆支架2331和第二伸缩推杆支架2341连接的夹角处设置有交叉短臂，第二伸缩推杆234设置在第二伸缩推杆支架2341内部的部分与第一伸缩推杆支架2331内部的第一伸缩推杆233活动连接，第二伸缩推杆234设置在第二伸缩推杆支架2341外部的部分连接有收集端235，使得当第一伸缩推杆233缩回时带动第二伸缩推杆234活动，从而带动收集端235活动。
所述的收集端235包括驱动夹持机构、驱动线缆2354、可转向软管2355、大舵机2356和带有第一舵盘2359的第一小舵机2357和带有第二舵盘2350的第二小舵机2358，其中大舵机2356固定在第二伸缩推杆234设置在第二伸缩推杆支架2341外部的部分上，第一小舵机2357与大舵机2356的传动轴连接，第二小舵机2358连接在第一小舵机2357上，可转向软管2355的一端连接有驱动夹持机构，另一端连接在大舵机2356与第一小舵机2357上，线缆23551位于可转向软管2355内部，且其一端绕在第二小舵机2358的第二舵盘2350上，线缆23551上还串有多个小型软管23550，第二舵盘2350转动则拉动线缆23551收缩。
所述的驱动夹持机构包括夹持机构面板2360、机械手2351、弧形剪刀2352和彩色CCD摄像头2353，其中弧形剪刀2352由固定刀片和活动刀片组成，夹持机构面板2360的一端固定连接在可转向软管2355上，另一端固定连接有弧形剪刀2352的固定刀片和彩色CCD摄像头2353，四个机械手2351活动连接在彩色CCD摄像头2353四周的夹持机构面板2360上，弧形剪刀2352的活动刀片通过驱动线缆2354的一端活动连接在夹持机构面板2360上，驱动线缆2354未连接弧形剪刀2352活动刀片的一端绕在第一小舵机2357上的第一舵盘2359上，第一舵盘2359转动则拉动驱动线缆2354收缩，从而拉动弧形剪刀2352的活动刀片，从而剪断花椒。
所述的车体29上设有凸台22，收集仓27固定在该凸台22上，凸台22上也设有凹槽，该凹槽与车体29上的凹槽21和收集仓27底部均相连通，使得收集仓27收集到的花椒可以顺着凸台22上的凹槽与凹槽21排出。
所述的圆形车轨1包括外轨11、内轨12和压板13，其中外轨11与内轨12均为圆形轨道，且内轨12的外径小于外轨11的内径，多个压板13沿内轨12圆周方向均匀布置并固定在外轨11与内轨12之间。
所述的外轨11与内轨12均是由多个可拆分的弧形段拼接而成。
本发明的有益效果：
该设备轨道围绕在花椒树下，对花椒进行采摘，且轨道由多个可拆分的弧形段拼接而成，可随意改变轨道的大小，可以针对性的根据现场花椒树大小实际情况进行调整，同时便于携带和运输；并通过支架使顶部结构稳定，在使用时，能够使得采摘更精确，避免采摘的果实受损，伸缩收集管道的设置能够对掉落的花椒进行导向和支撑，避免花椒直接掉落到花椒收集仓受损。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明行驶小车结构示意图；
图3为本发明收集装置俯视图；
图4为本发明收集装置正视图；
图5为本发明收集端正视图；
图6为本发明收集端俯视图；
图7为本发明的可转向软管内部俯视图；
图8为本发明的圆形车轨结构示意图；
图9为本发明的圆形车轨弧形段结构示意图。
其中：1圆形车轨；11外轨；12内轨；13压板；2行驶小车；20轨道轮；21凹槽；22凸台；23收集装置；231收集平台；232视觉传感器；233第一伸缩推杆；2331第一伸缩推杆支架；234第二伸缩推杆；2341第二伸缩推杆支架；235收集端；2351机械手；2352弧形剪刀；2353彩色CCD摄像头；2354驱动线缆；2355可转向软管；23550小型软管；23551线缆；2356大舵机；2357第一小舵机；2358第二小舵机；2359第一舵盘；2350第二舵盘；2360夹持机构面板；24控制板；25升降平台；26电动推杆；27收集仓；28伸缩收集管道；29车体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步详细描述：
如图1、2所示，一种花椒采集设备，包括圆形车轨1和行驶小车2，行驶小车2置于圆形车轨1上，可在圆形车轨1上行驶；
其中行驶小车2包括收集装置23、升降平台25、电动推杆26、收集仓27、伸缩收集管道28、车体29和轨道轮20，其中车体29两侧下方连接有四个轨道轮20，轨道轮20放置在圆形车轨1上，并与圆形车轨1配合，使得轨道轮20能够沿着圆形车轨1滑动，从而实现行驶小车2在圆形车轨1上行驶；
收集仓27固定在车体29上，车体29上设有凹槽21，收集仓27底部与凹槽21相连通，用于花椒的排出；具体为：车体29上设有凸台22，收集仓27固定在该凸台22上，增加收集仓27的稳固性，车体29的凸台22上也设有凹槽，该凹槽与车体29上的凹槽21以及收集仓27底部均相连通，使得收集仓27收集到的花椒可以顺着车体29的凸台22上的凹槽与凹槽21排出；
升降平台25与车体29通过四个电动推杆26连接，具体为每两个电动推杆26的固定杆端固定连接在车体29上凸台22的一侧，每个电动推杆26旁边设有一个固定柱，固定柱紧挨着电动推杆26设置，且固定在车体29上，起稳定作用；
升降平台25与四个电动推杆26的活动杆顶端连接，使得升降平台25随着四个电动推杆26的升高而升高，降落而降落；
升降平台25上设有一通孔，伸缩收集管道28一端穿过升降平台25上的通孔，另一端位于收集仓27内，收集装置23通过支撑杆连接在升降平台25上。
所述的收集装置23包括收集平台231、视觉传感器232、第一伸缩推杆支架2331、第二伸缩推杆支架2341、第一伸缩推杆233、第二伸缩推杆234和收集端235，其中收集平台231通过支撑杆固定连接在升降平台25上，视觉传感器232固定在收集平台231上方，第一伸缩推杆支架2331的一端固定在收集平台231上方，第一伸缩推杆233设置在第一伸缩推杆支架2331内部，第一伸缩推杆支架2331的另一端活动连接有第二伸缩推杆支架2341，第一伸缩推杆支架2331与第二伸缩推杆支架2341之间呈一定夹角，该夹角为锐角，且在第一伸缩推杆支架2331和第二伸缩推杆支架2341连接的夹角处设置有交叉短臂，起稳固作用，第二伸缩推杆234设置在第二伸缩推杆支架2341内部的部分与第一伸缩推杆支架2331内部的第一伸缩推杆233活动连接，第二伸缩推杆234设置在第二伸缩推杆支架2341外部的部分连接有收集端235，使得当第一伸缩推杆233缩回时带动第二伸缩推杆234活动，从而带动收集端235活动。当第二伸缩推杆234前端向前伸时，收集端235也整体向前伸展。
所述的收集端235包括驱动夹持机构、驱动线缆2354、可转向软管2355、大舵机2356和带有第一舵盘2359的第一小舵机2357和带有第二舵盘2350的第二小舵机2358，其中大舵机2356通过螺栓连接在第二伸缩推杆234设置在第二伸缩推杆支架2341外部的部分上，第一小舵机2357与大舵机2356的传动轴连接，第二小舵机2358连接在第一小舵机2357上，可转向软管2355的一端连接有驱动夹持机构，另一端连接在大舵机2356与第一小舵机2357上，线缆23551位于可转向软管2355内部，且其一端绕在第二小舵机2358的第二舵盘2350上，线缆23551上还串有多个小型软管23550，第二舵盘2350转动则拉动线缆23551收缩，小型软管23550之间的距离变紧凑，从而使可转向软管2355左右晃动，反向转动第二舵盘2350，小型软管23551回到原位。
所述的驱动夹持机构包括夹持机构面板2360、机械手2351、弧形剪刀2352和彩色CCD摄像头2353，其中弧形剪刀2352由固定刀片和活动刀片组成，夹持机构面板2360的一端固定连接在可转向软管2355上，另一端固定连接有弧形剪刀2352的固定刀片和彩色CCD摄像头2353，四个机械手2351活动连接在彩色CCD摄像头2353四周的夹持机构面板2360上，弧形剪刀2352的活动刀片通过驱动线缆2354的一端活动连接在夹持机构面板2360上，紧挨弧形剪刀2352的固定刀片，通过驱动线缆2354控制弧形剪刀2352的张合，机械手2351通过导线与控制板24控制连接，控制板24控制四个机械手2351向内活动抓取花椒；
驱动线缆2354未连接弧形剪刀2352活动刀片的一端绕在第一小舵机2357上的第一舵盘2359上，第一舵盘2359转动则拉动驱动线缆2354收缩，从而拉动弧形剪刀2352的活动刀片，从而剪断花椒。
所述的视觉传感器232、第一伸缩推杆233、第二伸缩推杆234、电动推杆26、彩色CCD摄像头2353、机械手2351、大舵机2356、第一舵盘2359、第一小舵机2357、第二舵盘2350和第二小舵机2358均通过导线与控制板24控制连接。控制板24设置在升降平台25上。
所述控制板24自带可充电式电源，为花椒自动采集设备供电，具体为可充电蓄电池。
所述的圆形车轨1包括外轨11、内轨12和压板13，其中外轨11与内轨12均为圆形轨道，且内轨12的外径小于外轨11的内径，多个压板13沿内轨12圆周方向均匀布置并固定在外轨11与内轨12之间。
所述的外轨11与内轨12均是由多个可拆分的弧形段拼接而成。
外轨11通过不同个数的弧形段拼接成内径不同的圆形轨道，相应的内轨12也是通过不同个数的弧形段拼接成外径小于外轨11内径的圆形轨道，为可拆卸的连接设置。使用时花椒树位于内轨12内部。
弧形段各段通过插连接，可随意改变圆形车轨1的大小，可以针对性的对现场花椒树大小实际情况进行调整，同时便于携带和运输。
机械手2351材质为硅胶，适合夹持容易受伤或玻璃易碎的物体，能够适应其形状而变形，仍可稳定的夹持。弧形剪刀2352刀片锋利，能够针对性的对准长有花椒的花椒枝条并将其剪切，剪切更快速。
行驶小车2在圆形车轨1上行驶时，调配上部收集装置23，使之移动到相应的位置，即将行驶小车2放在圆形车轨1上运动，收集装置23中的视觉传感器232观测到花椒时，让行驶小车2停止运动，控制板24输出信号使升降台25由电动推杆26推动上升，升降平台25达到与花椒同高度时，视觉传感器232将接受到的信号反馈给控制板24，通过控制板24的程序控制电动推杆26停止推动，升降台25停在适宜采摘的位置，进行采摘：
当收集装置23中的视觉传感器232观测到花椒群时，对采集回来的数据进行分析，控制板24控制第一伸缩推杆233推动，通过连杆结构第二伸缩推杆234使整体收集前端235运动，到达花椒所在位置后停止运动。
控制板24控制第一伸缩推杆233伸缩前进，第二伸缩推杆234带动着收集端235运动，到达花椒所在位置后停止运动，通过彩色CCD摄像头2353检测花椒的具体位置，彩色CCD摄像头2353可以根据花椒的颜色自动识别花椒的成熟程度，并将采集到的信息回传到控制板24，控制板24对采集的信息进行分析，并对机械手2351、驱动线缆2354下达采摘指令，使机械手2351抓取花椒，驱动线缆2354带动弧形剪刀2352的活动刀片进行采摘。
通过控制大舵机2356、第二小舵机2358和第一小舵机2357，使得驱动夹持机构在花椒树中晃动，详细地，通过控制第二舵盘2350转动，使线缆23551收缩进而带动小型软管23550在线缆23551上因靠近而晃动，也就使得可转向软管2355晃动，进而使得驱动夹持机构在花椒树中晃动寻找花椒，再通过控制板24控制机械手2352的张合动作抓取花椒，由于第一舵盘2359转动，使驱动线缆2354带动弧形剪刀2352，进行剪断花椒的工作。
采摘完成后通过控制板24控制电动推杆26控制推动升降台25下降到其通孔对准伸缩收集管道28的位置，实现伸缩收集管道28穿过该通孔，花椒枝被弧形剪刀2352剪断后，由机械手2351抓住并带回伸缩收集管道28的上方，根据彩色CCD摄像头2353判定机械手2351是否到达收集管道28的上端，当机械手2351带着花椒到达伸缩收集管道28的上端时控制板24控制机械手2351松开，花椒便会落集到伸缩收集管道28内，进入收集仓27，再逐渐从凹槽中排出。
Claims (7)
1.一种花椒采集设备，其特征在于包括圆形车轨(1)和行驶小车(2)，行驶小车(2)置于圆形车轨(1)上，可在圆形车轨(1)上行驶；其中行驶小车(2)包括收集装置(23)、升降平台(25)、电动推杆(26)、收集仓(27)、伸缩收集管道(28)、车体(29)和轨道轮(20)，其中车体(29)上连接有轨道轮(20)，轨道轮(20)与圆形车轨(1)配合，使得轨道轮(20)能够沿着圆形车轨(1)滑动；收集仓(27)固定在车体(29)上，车体(29)上设有凹槽(21)，收集仓(27)底部与凹槽(21)相连通；升降平台(25)与车体(29)通过电动推杆(26)连接，使得升降平台(25)随着电动推杆(26)的升高而升高，降落而降落；升降平台(25)上设有一通孔，伸缩收集管道(28)一端穿过升降平台(25)上的通孔，另一端位于收集仓(27)内，收集装置(23)通过支撑杆连接在升降平台(25)上。
2.根据权利要求1所述的一种花椒采集设备，其特征在于收集装置(23)包括收集平台(231)、视觉传感器(232)、第一伸缩推杆支架(2331)、第二伸缩推杆支架(2341)、第一伸缩推杆(233)、第二伸缩推杆(234)和收集端(235)，其中收集平台(231)通过支撑杆固定连接在升降平台(25)上，视觉传感器(232)固定在收集平台(231)上方，第一伸缩推杆支架(2331)的一端固定在收集平台(231)上方，第一伸缩推杆(233)设置在第一伸缩推杆支架(2331)内部，第一伸缩推杆支架(2331)的另一端活动连接有第二伸缩推杆支架(2341)，且在第一伸缩推杆支架(2331)和第二伸缩推杆支架(2341)连接的夹角处设置有交叉短臂，第二伸缩推杆(234)设置在第二伸缩推杆支架(2341)内部的部分与第一伸缩推杆支架(2331)内部的第一伸缩推杆(233)活动连接，第二伸缩推杆(234)设置在第二伸缩推杆支架(2341)外部的部分连接有收集端(235)，使得当第一伸缩推杆(233)缩回时带动第二伸缩推杆(234)活动，从而带动收集端(235)活动。
3.根据权利要求2所述的一种花椒采集设备，其特征在于收集端(235)包括驱动夹持机构、驱动线缆(2354)、可转向软管(2355)、大舵机(2356)和带有第一舵盘(2359)的第一小舵机(2357)和带有第二舵盘(2350)的第二小舵机(2358)，其中大舵机(2356)固定在第二伸缩推杆(234)设置在第二伸缩推杆支架(2341)外部的部分上，第一小舵机(2357)与大舵机(2356)的传动轴连接，第二小舵机(2358)连接在第一小舵机(2357)上，可转向软管(2355)的一端连接有驱动夹持机构，另一端连接在大舵机(2356)与第一小舵机(2357)上，线缆(23551)位于可转向软管(2355)内部，且其一端绕在第二小舵机(2358)的第二舵盘(2350)上，线缆(23551)上还串有多个小型软管(23550)，第二舵盘(2350)转动则拉动线缆(23551)收缩。
4.根据权利要求1所述的一种花椒采集设备，其特征在于驱动夹持机构包括夹持机构面板(2360)、机械手(2351)、弧形剪刀(2352)和彩色CCD摄像头(2353)，其中弧形剪刀(2352)由固定刀片和活动刀片组成，夹持机构面板(2360)的一端固定连接在可转向软管(2355)上，另一端固定连接有弧形剪刀(2352)的固定刀片和彩色CCD摄像头(2353)，四个机械手(2351)活动连接在彩色CCD摄像头(2353)四周的夹持机构面板(2360)上，弧形剪刀(2352)的活动刀片通过驱动线缆(2354)的一端活动连接在夹持机构面板(2360)上，驱动线缆(2354)未连接弧形剪刀(2352)活动刀片的一端绕在第一小舵机(2357)上的第一舵盘(2359)上，第一舵盘(2359)转动则拉动驱动线缆(2354)收缩，从而拉动弧形剪刀(2352)的活动刀片，将花椒剪断。
5.根据权利要求4所述的一种花椒采集设备，其特征在于所述的车体(29)上设有凸台(22)，收集仓(27)固定在该凸台(22)上，凸台(22)上也设有凹槽，该凹槽与车体(29)上的凹槽(21)和收集仓(27)底部均相连通，使得收集仓(27)收集到的花椒可以顺着凸台(22)上的凹槽与凹槽(21)排出。
6.根据权利要求5所述的一种花椒采集设备，其特征在于所述的圆形车轨(1)包括外轨(11)、内轨(12)和压板(13)，其中外轨(11)与内轨(12)均为圆形轨道，且内轨(12)的外径小于外轨(11)的内径，多个压板(13)沿内轨(12)圆周方向均匀布置并固定在外轨(11)与内轨(12)之间。
7.根据权利要求6所述的一种花椒采集设备，其特征在于所述的外轨(11)与内轨(12)均是由多个可拆分的弧形段拼接而成。
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