CN113678636B - 一种小型智能化柑橘采摘装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型智能化柑橘采摘装置，涉及农机技术领域。包括行走机构、机械臂和采摘机构；机械臂设置于行走机上，机械臂末端与采摘机构连接；采摘机构包括底板、固定半球和移动半球；固定半球与底板一侧固定连接，移动半球与底板滑动连接；固定半球和移动半球同轴设置；底板另一侧设置有用于驱动移动半球往复运动的驱动装置；固定半球或移动半球的边缘上均匀设置有多个凸齿，凸齿之间的距离大于柑橘果柄直径，凸齿长度大于柑橘果柄直径；凸齿两侧均设置有第一刀刃。本发明通过固定半球和移动半球的配合将柑橘包住，柑橘的果柄卡设于凸齿之间，通过机械臂拖拽，使果柄外漏，通过凸齿对果柄根部进行剪切，有效降低柑橘戳伤的风险。

Description

一种小型智能化柑橘采摘装置
技术领域
本发明涉及农机技术领域，特别是涉及一种小型智能化柑橘采摘装置。
背景技术
柑橘是全球最重要的经济作物之一，在全球范围内都有大规模种植，是世界第一大类水果，是世界第三大贸易农产品。我国是柑橘的重要原产地之一，柑橘资源丰富，品种繁多，产量惊人。除食用之外，柑橘在药用方面的需求量也很大，拥有很大的商业价值。
传统的柑橘采摘都是由人工完成，虽然人工采摘能够有效地减少果实的损伤程度和保证果实的均匀度，但是人工采摘劳动力需求大，且采摘效率低，特别是随着中国城镇化建设的逐渐发展，农村劳动力大量地向城市转移，出现农村劳动力严重的紧缺现象，种种原因导致人工采摘柑橘的成本费用不断地上升。针对于此，市面上出现了各种各样的采摘装置，但现有的采摘装置采摘的柑橘均带有果柄，果柄太长易将与其靠近的柑橘戳伤，从而导致汁液流出，缩短了保存时间。
发明内容
本发明主要目的在于提供一种小型智能化柑橘采摘装置，以解决上述问题。
为达上述目的，本发明提供一种小型智能化柑橘采摘装置，包括行走机构、机械臂和采摘机构；所述机械臂设置于行走机构上，所述机械臂末端与采摘机构连接；
所述采摘机构包括底板、固定半球和移动半球；所述固定半球与底板一侧固定连接，所述移动半球与底板滑动连接；所述固定半球和移动半球同轴设置；所述底板另一侧设置有用于驱动移动半球往复运动的驱动装置；所述固定半球或移动半球的边缘上均匀设置有多个凸齿，所述凸齿之间的距离大于柑橘果柄直径，凸齿长度大于柑橘果柄直径；所述凸齿两侧均设置有第一刀刃。
进一步的，所述底板上远离固定半球的一侧滑动设置有底座；所述底座上设置有两个滑孔；所述底板上设置有两个与滑孔相适配的滑杆；所述滑杆上套设有弹簧；所述弹簧一端与滑杆末端连接，另一端与底座抵接；所述底座与机械臂末端连接；所述底座上设置有向固定半球方向伸出的齿条；所述固定半球的球底通过轴承转动设置有转轴；所述转轴上固定连接有齿轮和环形刮刀；所述齿轮与所述齿条相适配；所述环形刮刀初始位置靠近底板且远离齿条。
进一步的，所述环形刮刀上设置有第二刀刃。
进一步的，所述齿条下方设置有齿条支撑导向板；所述齿条支撑导向板与固定半球或底板固定连接。
进一步的，所述驱动装置包括电缸；所述电缸输出端固定连接有转接板；所述移动半球的球底固定设置有推杆；所述推杆与转接板固定连接。
进一步的，所述底板上设置有滑轨，所述移动半球上设置有与滑轨相适配的滑槽。
进一步的，所述机械臂包括旋转装置；所述旋转装置与行走机构固定连接；所述旋转装置的输出端连接有第一支臂；所述第一支臂通过第一关节电机连接有第二支臂；所述第二支臂通过第二关节电机连接有第三支臂；所述第三支臂通过第三关节电机连接有第四支臂；所述第四支臂与底座固定连接。
进一步的，还包括收集装置；所述收集装置包括收集箱、柔性接料管和接料管支架；所述收集箱设置于行走机构上，所述柔性接料管一端与收集箱连接，另一端与接料管支架连接；所述接料管支架位于采摘机构下方，且与第四支臂固定连接。
进一步的，所述行走机构内设置有电池和控制机构；所述电池为整个装置提供电力；所述控制机构用于控制整个装置的动作。
本发明通过固定半球和移动半球的配合将柑橘包住，柑橘的果柄卡设于凸齿之间，通过机械臂拖拽，使柑橘紧贴固定半球和移动半球，果柄完全外漏，通过凸齿上的第一刀刃对果柄根部进行剪切，有效降低柑橘戳伤的风险。拖拽的同时，底座和底板相对滑动，进而使齿条带动齿轮旋转，带动环形刮刀辅助切割，实现对果柄的双向切割；由于切割位置不同，果柄受到径向剪切力，实现果柄软化。
附图说明
图1为本发明一种小型智能化柑橘采摘装置整体示意图。
图2为本发明一种小型智能化柑橘采摘装置的采摘机构打开状态示意图。
图3为本发明一种小型智能化柑橘采摘装置的采摘机构闭合状态示意图。
其中，1-采摘机构；2-机械臂；3-行走机构；4-收集装置；11-移动半球；12-固定半球；13-底板；14-驱动装置；15-底座；21-旋转装置；22-第一支臂；23-第一关节电机；24-第二支臂；25-第二关节电机；26-第三支臂；27-第三关节电机；28-第四支臂；41-接料管支架；42-柔性接料管；43-收集箱；121-凸齿；122-齿轮；123-转轴；124-环形刮刀；131-滑轨；132-滑杆；133-弹簧；141-电缸；142-转接板；143-推杆；151-齿条；152-齿条支撑导向板。
具体实施方式
为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及构造，结合附图就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能。
如图1-3所示，本发明中提供了一种小型智能化柑橘采摘装置，包括：
行走机构3、机械臂2和采摘机构1；所述机械臂2设置于行走机构3上，所述机械臂2末端与采摘机构1连接；
所述采摘机构1包括底板13、固定半球12和移动半球11；所述固定半球12与底板13一侧固定连接，所述移动半球11与底板13滑动连接；所述底板13上设置有滑轨131，所述移动半球11上设置有与滑轨131相适配的滑槽；所述固定半球12和移动半球11同轴设置；所述底板13另一侧设置有用于驱动移动半球往复运动的驱动装置14；所述固定半球12或移动半球11的边缘上均匀设置有多个凸齿121，本实施例中，凸齿121设置于固定半球12边缘；所述凸齿121之间的距离大于柑橘果柄直径，凸齿121长度大于柑橘果柄直径；所述凸齿121两侧均设置有第一刀刃。
在另一实施例中，所述底板13上远离固定半球12的一侧滑动设置有底座15；所述底座15上设置有两个滑孔；所述底板13上设置有两个与滑孔相适配的滑杆132；所述滑杆132上套设有弹簧133；所述弹簧133一端与滑杆132末端连接，另一端与底座15抵接；所述底座15与机械臂2末端连接；所述底座15上设置有向固定半球12方向伸出的齿条151；所述固定半球12的球底通过轴承转动设置有转轴123；所述转轴123上固定连接有齿轮122和环形刮刀124；所述齿轮122与所述齿条151相适配；所述环形刮刀124初始位置靠近底板13且远离齿条151。所述环形刮刀124上设置有第二刀刃。
在另一实施例中，所述齿条151下方设置有齿条支撑导向板152；所述齿条支撑导向板152与固定半球12或底板13固定连接；本实施例中，齿条支撑导向板152与固定半球12固定连接。
在另一实施例中，所述驱动装置14包括电缸141；所述电缸141输出端固定连接有转接板142；所述移动半球11的球底固定设置有推杆143；所述推杆143与转接板142固定连接。
在另一实施例中，所述机械臂2包括旋转装置21；所述旋转装置21与行走机构3固定连接；所述旋转装置21的输出端连接有第一支臂22；所述第一支臂22通过第一关节电机23连接有第二支臂24；所述第二支臂24通过第二关节电机25连接有第三支臂26；所述第三支臂26通过第三关节电机27连接有第四支臂28；所述第四支臂28与底座15固定连接。
在另一实施例中，还包括收集装置4；所述收集装置包括收集箱43、柔性接料管42和接料管支架41；所述收集箱43设置于行走机构3上，所述柔性接料管42一端与收集箱43连接，另一端与接料管支架41连接；所述接料管支架41位于采摘机构1下方，且与第四支臂28固定连接。
在另一实施例中，所述行走机构3内设置有电池和控制机构；所述电池为整个装置提供电力；所述控制机构用于控制整个装置的动作。
使用时，通过控制机构控制行走机构3行走至柑橘树下；控制机械臂2运动，使采摘机构1到达柑橘处，使柑橘位于固定半球12与移动半球11之间；控制电缸141收缩，使移动半球11向固定半球12靠拢、结合；通过固定半球12和移动半球11的配合将柑橘包住，柑橘的果柄卡设于凸齿121之间；然后控制机械臂2向下运动或控制行走机构3向后运动，对柑橘进行拖拽；使柑橘紧贴固定半球12和移动半球11，果柄完全外漏，通过凸齿121上的第一刀刃对果柄根部进行剪切；拖拽的同时，底座15和底板13相对滑动，进而使齿条151带动齿轮122旋转，带动环形刮刀124辅助切割，实现对果柄的双向切割；由于切割位置不同，果柄收到径向剪切力，实现果柄软化。
以上所述仅为本发明较佳实施例而已，非全部实施例，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种小型智能化柑橘采摘装置，其特征在于，包括行走机构、机械臂和采摘机构；所述机械臂设置于行走机构上，所述机械臂末端与采摘机构连接；
所述采摘机构包括底板、固定半球和移动半球；所述固定半球与底板一侧固定连接，所述移动半球与底板滑动连接；所述固定半球和移动半球同轴设置；所述底板另一侧设置有用于驱动移动半球往复运动的驱动装置；所述固定半球或移动半球的边缘上均匀设置有多个凸齿，所述凸齿之间的距离大于柑橘果柄直径，凸齿长度大于柑橘果柄直径；所述凸齿两侧均设置有第一刀刃；
所述底板上远离固定半球的一侧滑动设置有底座；所述底座上设置有两个滑孔；所述底板上设置有两个与滑孔相适配的滑杆；所述滑杆上套设有弹簧；所述弹簧一端与滑杆末端连接，另一端与底座抵接；所述底座与机械臂末端连接；所述底座上设置有向固定半球方向伸出的齿条；所述固定半球的球底通过轴承转动设置有转轴；所述转轴上固定连接有齿轮和环形刮刀；所述齿轮与所述齿条相适配；所述环形刮刀初始位置靠近底板且远离齿条；
所述环形刮刀上设置有第二刀刃；
所述齿条下方设置有齿条支撑导向板；所述齿条支撑导向板与固定半球或底板固定连接；
所述驱动装置包括电缸；所述电缸输出端固定连接有转接板；所述移动半球的球底固定设置有推杆；所述推杆与转接板固定连接；
所述底板上设置有滑轨，所述移动半球上设置有与滑轨相适配的滑槽。
2.如权利要求1所述的一种小型智能化柑橘采摘装置，其特征在于，所述机械臂包括旋转装置；所述旋转装置与行走机构固定连接；所述旋转装置的输出端连接有第一支臂；所述第一支臂通过第一关节电机连接有第二支臂；所述第二支臂通过第二关节电机连接有第三支臂；所述第三支臂通过第三关节电机连接有第四支臂；所述第四支臂与底座固定连接。
3.如权利要求2所述的一种小型智能化柑橘采摘装置，其特征在于，还包括收集装置；所述收集装置包括收集箱、柔性接料管和接料管支架；所述收集箱设置于行走机构上，所述柔性接料管一端与收集箱连接，另一端与接料管支架连接；所述接料管支架位于采摘机构下方，且与第四支臂固定连接。
4.如权利要求3所述的一种小型智能化柑橘采摘装置，其特征在于，所述行走机构内设置有电池和控制机构；所述电池为整个装置提供电力；所述控制机构用于控制整个装置的动作。
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Application publication date: 20211123

Assignee: Hunan Yifang Tianjiang Pharmaceutical Co.,Ltd.

Assignor: HUNAN University OF ARTS AND SCIENCE

Contract record no.: X2023980036951

Denomination of invention: A Small Intelligent Citrus Picking Device

Granted publication date: 20220802

License type: Common License

Record date: 20230625