CN110447390A - 一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及果实采摘技术领域，尤其涉及一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置。该采摘装置包括支撑机构、采摘机构和收集机构；采摘机构包括门型横移支撑架、竖直导杆、梳齿轴和曲柄连杆结构；竖直导杆的两端与门型横移支撑架固定连接，曲柄连杆机构一端通过链轮轴固定在支撑机构上，另一端与门型横移支撑架固定后与支撑机构滑动连接；梳齿轴的两端与两根平行设置的竖直导杆滑动连接，梳齿轴上均匀分布有多个梳齿，梳齿轴的两端分别固定有摆动气缸和伸缩气缸。本发明可适应不同枸杞树，调节采摘力大小、梳齿振动的幅度与频率，并可针对不同的枸杞树采用不同的参数值，以达到最好的采摘效果。

Description

一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置

技术领域

本发明涉及果实采摘技术领域，尤其涉及一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置。

背景技术

随着目前我们生活质量的提高，养生保健观念逐渐增强，枸杞子作为常见保健药材，其需求量逐年递增。枸杞采摘作业作为枸杞生产链中最耗时、最费力的一个环节，是季节性较强且劳动密集型较强的工作，整个采摘过程必须保证将已成熟的果实尽快摘下，否则将影响其食用品质，但枸杞树上有很多倒刺，人工采摘十分不便。除人工采摘外，通过采摘设备也是采摘枸杞时的主要手段，枸杞采摘设备通常分为两类：一种是便携式的枸杞采摘设备，主要由采摘工人拿在手上进行控制使用，可代替传统的采摘方式即工人用手一颗一颗地采摘，虽说在一定程度上提高了采摘的效率，但在枸杞成熟季节仍需大量的人力投入，且无法胜任大面积土地的枸杞采摘的工作；另一种便是自走式枸杞采摘设备，该种枸杞采摘设备像拖拉机一样安装有轮子，可由电机带动在田地里自由地行走，其采摘方式大部分采用将竖直分布的振动杆由枸杞树顶部由下至上插入枝条横向振动，由于其振动杆与下垂的枝条同向，一次带动枝条振动的效果不佳；还有一小部分采用的是从侧面外部插入枸杞枝条的梳齿式振动采摘方式，可以上下运动的振动梳齿从外部梳理枸杞树的枝条，从而带动枝条上枸杞果实振动，使其受到惯性力而落下，但由于枸杞枝条错综复杂，梳齿从外面插入容易压实枝条使枸杞果实无运动空间，随枝条一起运动而难以产生使其脱落的惯性力和力矩，如果加大振动幅度，很可能使某些枝条上未成熟的果实一同落下，而另一些枝条上的成熟果实还未全部落下，即从外部梳理很容易使枝条受力不均，同时加大采摘幅度还会损伤枸杞枝条，降低枸杞树下一年的结果率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了克服上述问题，本发明提出一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，该采摘装置采用内梳式插入方式，整个过程对枸杞的枝条实现柔顺梳理和均匀振动，实现对一定成熟度的枸杞果实进行采摘并收集。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明提供一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，包括支撑机构、采摘机构和收集机构；

所述采摘机构包括门型横移支撑架、竖直导杆、梳齿轴和曲柄连杆结构；

所述竖直导杆的两端与所述门型横移支撑架固定连接，所述曲柄连杆机构一端通过链轮轴固定在支撑机构上，另一端与门型横移支撑架固定后与支撑机构滑动连接；

所述梳齿轴的两端与两根平行设置的竖直导杆滑动连接，所述梳齿轴上均匀分布有多个梳齿，所述梳齿轴的两端分别固定有摆动气缸和伸缩气缸。

根据本发明，所述采摘机构还包括固定座和两组链传动结构，固定座包括第一固定座和第二固定座，所述竖直导杆包括第一竖直导杆和第二竖直导杆，第一固定座和第二固定座分别与第一竖直导杆和第二竖直导杆滑动连接；

所述第一固定座和第二固定座上还固定有直线轴承，所述梳齿轴的两端分别穿过直线轴承；

每组链传动结构中均包括有两个链轮及一根链条，两个链轮分别固定在所述门型横移支撑架的顶、底端，链条与所述固定座固定连接；

所述两组链传动结构平行放置，并通过连接轴实现同步；

所述链传动结构连接有第一电机，所述第一电机固定在所述门型横移支撑架上。

根据本发明，所述链轮轴通过连接件与支撑机构固定连接，所述链轮轴顶端设置有链轮，所述链轮分别为第五链轮和第六链轮，所述第五链轮和第六链轮通过第三链条实现同步，所述第六链轮连接有第二电机，所述第二电机固定在支撑机构上。

根据本发明，所述第二固定座上还固定有第一行程开关和第二行程开关，第一行程开关和第二行程开关均与伸缩气缸连接。

根据本发明，所述支撑机构包括导杆、顶梁、底梁、立柱和滚轮轨道，两根平行放置的导杆的两端与两根同样平行放置的顶梁的两端固定连接，连接位置处垂直设置有立柱。与顶梁平行放置的底梁的两端与立柱固定连接，所述滚轮轨道固定连接在每根立柱底端，与立柱垂直设置，且与导杆平行。

根据本发明，所述采摘机构中包括有两个平行放置的门型横移支撑架，且所述门型横移支撑架底部设置有滚轮，所述滚轮与所述滚轮轨道相配合。

根据本发明，所述底梁外侧固定有车轮支架，每个车轮支架上都固定安装有车轮，所述车轮均内置有电机。

根据本发明，所述收集机构包括翻折架和收集篓，所述翻折架包括第一平行杆、第二平行杆和折叠板，所述第一平行杆和所述第二平行杆平行放置，所述折叠板均与所述第二平行杆转动连接；

所述折叠板与所述第二平行杆之间还并排设置有复位弹簧。

根据本发明，所述第一平行杆两端固定有伸缩杆，所述伸缩杆的另一端与所述第二平行杆滑动连接；

所述第二平行杆两端固定有伸缩杆，所述伸缩杆的另一端与所述第一平行杆滑动连接；

所述翻折架还包括气缸，所述气缸两端分别固定在所述第一平行杆与所述伸缩杆上。

根据本发明，所述收集篓通过悬挂板与底梁连接。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明中的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置成本低廉、结构简单，可大规模生产与制造，且可适应不同枸杞树，调节采摘力大小、梳齿振动的幅度与频率，针对不同的枸杞树采用不同的参数值，以达到最好的采摘效果，实现对不同成熟度果实的采摘，同时还设置有收集机构，既省去了人工采摘的麻烦，也能够在采摘的同时实现对枸杞的收集。

附图说明

图1为本发明的采摘装置的整体结构示意图

图2为支撑机构结构示意图；

图3为采摘机构结构示意图；

图4为采摘机构与支撑机构装配示意图；

图5为收集结构中的翻折架结构示意图；

图6为收集机构中的收集篓结构示意图；

图7为该装置的侧面结构示意图；

图8为收集机构的工作过程示意图；

图9为采摘装置的工作过程姿态图；

图10为采摘装置梳齿的梳理枝条姿态图。

【附图标记说明】

1：导杆；2：顶梁；3：底梁；4：立柱；5：车轮支架；6：滚轮轨道；7：门型横移支撑架；701：第一链轮；702：第二链轮；703：第三链轮；704：第四链轮；705：第一链条；706：第二链条；8：连接轴；9：竖直导杆；901：第一竖直导杆；9011：第一固定座；902：第二竖直导杆；9021：第二固定座；9022：第一行程开关；9023：第一行程开关；903：直线轴承；10：梳齿轴；1001：梳齿；11：第一电机；12：摆动气缸；13：伸缩气缸；14：曲柄连杆机构；15：链轮轴；16：链轮；1601：第五链轮；1602：第六链轮；1603：第三链条：17：第二电机；18：平行杆；1801：第一平行杆；1802：第二平行杆；19：折叠板；20：复位弹簧；21：伸缩杆：22：气缸；23：收集篓；2301：收集篓本体；2302：悬挂板。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明提供一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，如图1所示，该采摘装置包括支撑机构、采摘机构和收集机构。具体的，支撑机构包括导杆1、顶梁2、底梁3、立柱4和滚轮轨道6，采摘机构包括门型横移支撑架7、连接轴8、竖直导杆9、梳齿轴10和电机11，收集机构包括翻折架和收集篓23。

如图2所示，支撑机构整体上是由四个板条围成的方框型，板条包括相对平行设置的导轨1，相对平行设置的顶梁2，以及相对平行的底梁3，具体的，立柱4两端分别与顶梁2、底梁3固定连接，且立柱4与顶梁2、底梁3垂直放置，其中顶梁2与底梁3平行放置，导杆1两端分别与平行放置的两根顶梁2固定连接。两根底梁3外侧均固定有车轮支架5，每个车轮支架5上都固定安装有车轮51，车轮51均内置有电机，实现整个采摘装置的自由运动。滚轮轨道6固定连接在每根立柱4底端，与立柱4垂直设置，且与导杆1平行，每个滚轮轨道6均距离地面有一段距离。

如图3所示，竖直导杆9的两端分别与门型横移支撑架7的顶、底端固定连接，具体的，竖直导杆9包括第一竖直导杆901和第二竖直导杆902，第一竖直导轨901上固定有第一固定座9011，第二竖直导轨902上固定有第二固定座9021。

电机11通过电机安装架1101安装在门型横移支撑架7的底部，门型横移支撑架7底部还固定有第一链轮701和第二链轮702，门型横移支撑架7顶部则分别固定有第三链轮703和第四链轮704，具体的，第一链轮701和第三链轮703通过第一链条705实现同步，第二链轮702和第四链轮704通过第二链条706实现同步，其中第三链轮703与第四链轮704通过连接轴8连接，实现同步。

第一链条705带动第一固定座9011沿第一竖直导轨901上下滑动，第二链条706带动第二固定座902沿第二竖直导轨902上下滑动。梳齿轴10在两根链条的带动下，沿着竖直导杆9实现其上下自由运动，其中，第一固定座9011和第二固定座9021上均安装有直线轴承903，梳齿轴10两端分别穿过直线轴承903，直线轴承903保证了梳齿轴10的光滑运动。

梳齿轴10的两端分别固定有摆动气缸12和伸缩气缸13，摆动气缸12带动梳齿轴10实现上下翻转，伸缩气缸13带动梳齿轴10实现左右振动。

第二固定座902上还固定有第一行程开关9022和第二行程开关9023，第一行程开关9022和第二行程开关9023均与伸缩气缸13连接，通过控制两个行程开关之间的距离进而控制伸缩气缸13的行程，实现梳齿轴10振动幅度的可控性。

梳齿轴10上固定有多根梳齿1001，各根梳齿1001之间的间距相同，均匀分布在梳齿轴10上。当采摘枸杞果实时，梳齿轴10带动梳齿1001对枝条上的果实进行梳理摆动，实现果实的采摘，且通过调节各气缸的运动幅度，能够实现对不同成熟度枸杞果实的采摘，避免果实的浪费。

如图4所示，采摘机构中设置有两个门型横移支撑架7，该两个门型横移支撑架7平行放置。采摘机构中还包括有曲柄连杆结构14，曲柄连杆机构14一端固定在链轮轴15上，另一端则套在导杆1上，并且与门型横移支撑架7固定连接，链轮轴15两端均固定在立柱4上，其中链轮轴15的顶部固定有链轮16，具体的，该链轮16包括第五链轮1601和第六链轮1602，第五链轮1601和第六链轮1602通过第三链条1603实现同步。

立柱4外侧设置有第二电机17，该第二电机17与第六链轮1602连接，驱动第六链轮1602转动，第六链轮1602通过第三链条1603与第五链轮1601实现同步运动，带动与链轮轴15相连的曲柄连杆机构14，将第二电机17的转动转化为门形横移支撑架7在导杆1上的横动；在门形横移支撑架7的下方同样安装有曲柄连杆机构14，与上方实现同步运动。

门型横移支撑架7的底部还固定有两个滚轮707，该两个滚轮707与支撑机构中的滚轮轨道6相互配合，共同实现门型横移支撑架7的运动。

图5为该设备的收集机构中的翻折架，该翻折架包括有平行杆18，平行杆18包括第一平行杆1801和第二平行杆1802，第一平行杆1801和第二平行杆1802平行放置。

该收集机构还包括多个折叠板19，各折叠板19均与第二平行杆1802转动连接，且折叠板19与第二平行杆1802之间还并排设置有复位弹簧20，复位弹簧20可使折叠板19始终处于伸展状态。

第一平行杆1801两端还固定有伸缩杆21，伸缩杆21的另一端则套在第二平行杆1802上，同理，第二平行杆1802两端均固定有伸缩杆21，伸缩杆21的另一端则套在第一平行杆1801上，其中，第一平行杆1801上还安装有气缸22，该气缸22两端分别固定在第一平行杆1801与伸缩杆21上，该气缸22带动伸缩杆21运动，进而实现折叠板19的收缩与伸张。

当该设备运行至枸杞树附近时，需要克服复位弹簧20的弹簧力来打开折叠板19，待运行至合适位置时，相应的折叠板19夹紧树干，其余折叠板19则在复位弹簧20的作用下处于伸展状态，由此实现其位置的固定，此时采摘机构开始工作，整个翻折架上均覆盖有柔性细网，可有效地放止果实遗漏，具体工作示意图如图7、8所示。

该收集机构还包括有收集篓23，具体结构如图6所示，该收集篓包括收集篓本体2301和悬挂板2302，收集篓23通过悬挂板2302与底梁3连接，具体的，收集篓本体2301一侧具有弧度，因此枸杞果实会自动滚入其两侧的收集篓内，实现果实的收集，当果实装满后，更换收集篓23便可继续工作。

如图9、10所述，本发明中的采摘装置在进行枸杞采摘时，通过对梳齿进行位置及姿态的改变实现枝条梳理。具体的，枸杞采摘前，先对采摘装置进行推移，使枸杞树大致位于枸杞采摘装置的中心位置，然后收集机构中的折叠架伸张，使收集机构覆盖整个树下的面积。

梳齿采摘机构中的位于两侧的门形横移支撑梁带动梳齿沿枸杞树枝条根部横移进入枸杞树枝条的里侧，然后分别由链轮和摆动气缸带动梳齿上移和转动，其梳齿通过传动机构在枸杞树树干处下方切入枸杞枝条根部，并在切入的过程中改变梳齿的位置和姿态，在内部接触到枝条后伸缩气缸带动梳齿振动，使其振动与枝条垂直，同时向枝条梢部振动，由内部梳理枸杞枝条，进行枸杞果实的采摘，振落的果实落到收集篓上，并最终滚到收集篓底部，待收集篓中枸杞果实装满后可将其卸下，取走果实。当树上的成熟果实接近全部落下的时候，停止振动，梳齿由枝条下面切出，此过程与切入时正好相反，然后收集机构的折叠架收缩，设备中间留出树干退出的空间，推动设备进行移动，进行下一棵枸杞树的采摘工作。梳齿振动的幅度和频率均可调节，可针对不同的枸杞树采用不同的参数值，以期达到最好的采摘效果。

本发明设计的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置成本低廉、结构简单，可实现大规模生产与制造，且这款采摘装置可以适应不同枸杞树，并能够调节采摘力的大小，实现对不同成熟度果实的采摘，装置内设置的收集机构既省去了人工采摘的麻烦，也在采摘的同时实现了对枸杞的收集，具有良好的应用前景。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：包括支撑机构、采摘机构和收集机构；

所述采摘机构包括门型横移支撑架(7)、竖直导杆(9)、梳齿轴(10)和曲柄连杆结构(14)；

所述竖直导杆(9)的两端与所述门型横移支撑架(7)固定连接，所述曲柄连杆机构(14)一端通过链轮轴(15)固定在支撑机构上，另一端与门型横移支撑架(7)固定后与支撑机构滑动连接；

所述梳齿轴(10)的两端与两根平行设置的竖直导杆(9)滑动连接，所述梳齿轴(10)上均匀分布有多个梳齿(1001)，所述梳齿轴(10)的两端分别固定有摆动气缸(12)和伸缩气缸(13)。

2.根据权利要求1所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述采摘机构还包括固定座和两组链传动结构，固定座包括第一固定座(9011)和第二固定座(9021)，所述竖直导杆(9)包括第一竖直导杆(901)和第二竖直导杆(902)，第一固定座(9011)和第二固定座(9021)分别与第一竖直导杆(901)和第二竖直导杆(902)滑动连接；

所述第一固定座(9011)和第二固定座(9021)上还固定有直线轴承(903)，所述梳齿轴(10)的两端分别穿过直线轴承(903)；

每组链传动结构中均包括有两个链轮及一根链条，两个链轮分别固定在所述门型横移支撑架(7)的顶、底端，链条与所述固定座固定连接；

所述两组链传动结构平行放置，并通过连接轴(8)实现同步；

所述链传动结构连接有第一电机(11)，所述第一电机(11)固定在所述门型横移支撑架(7)上。

3.根据权利要求2所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述链轮轴(15)通过连接件与支撑机构固定连接，所述链轮轴(15)顶端设置有链轮，所述链轮分别为第五链轮(1601)和第六链轮(1602)，所述第五链轮(1601)和第六链轮(1602)通过第三链条(1603)实现同步，所述第六链轮(1602)连接有第二电机(17)，所述第二电机(17)固定在支撑机构上。

4.根据权利要求2所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述第二固定座(902)上还固定有第一行程开关(9022)和第二行程开关(9023)，第一行程开关(9022)和第二行程开关(9023)均与伸缩气缸(13)连接。

5.根据权利要求4所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述支撑机构包括导杆(1)、顶梁(2)、底梁(3)、立柱(4)和滚轮轨道(6)，两根平行放置的导杆(1)的两端与两根同样平行放置的顶梁(2)的两端固定连接，连接位置处垂直设置有立柱(4)，与顶梁(2)平行放置的底梁(3)的两端与立柱(4)固定连接，所述滚轮轨道(6)固定连接在每根立柱(4)底端，与立柱(4)垂直设置，且与导杆(1)平行。

6.根据权利要求5所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述采摘机构中包括有两个平行放置的门型横移支撑架(7)，且所述门型横移支撑架(7)底部设置有滚轮(707)，所述滚轮(707)与所述滚轮轨道(6)相配合。

7.根据权利要求1所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述底梁(3)外侧固定有车轮支架(5)，每个车轮支架(5)上都固定安装有车轮(51)，所述车轮(51)均内置有电机。

8.根据权利要求6所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述收集机构包括翻折架和收集篓(23)，所述翻折架包括第一平行杆(1801)、第二平行杆(1802)和折叠板(19)，所述第一平行杆(1801)和所述第二平行杆(1802)平行放置，所述折叠板(19)均与所述第二平行杆(1802)转动连接；

所述折叠板(19)与所述第二平行杆(1802)之间还并排设置有复位弹簧(20)。

9.根据权利要求8所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述第一平行杆(1801)两端固定有伸缩杆(21)，所述伸缩杆(21)的另一端与所述第二平行杆(1802)滑动连接；

所述第二平行杆(1802)两端固定有伸缩杆(21)，所述伸缩杆(21)的另一端与所述第一平行杆(1801)滑动连接；

所述翻折架还包括气缸(22)，所述气缸(22)两端分别固定在所述第一平行杆(1801)与所述伸缩杆(21)上。

10.根据权利要求7所述的内梳式变位姿振动枸杞采摘装置，其特征在于：

所述收集篓(23)通过悬挂板(2302)与底梁(3)连接。