CN113728794A - 菠萝采摘车及采摘方法 - Google Patents

Abstract

公开了菠萝采摘车及采摘方法，菠萝采摘车中，整车框架可移动地支承于地面，整车框架包括用于收束菠萝叶片的叶片收束板和用于收集菠萝的收集装置；升降机构基于菠萝高度可升降地设在整车框架内，采摘机构设在整车框架内以执行采摘动作，位移传感器设于整体框架内且与滑台构成检测菠萝位置的检测装置，V形卡槽设于升降平台以固定菠萝的根部，弧形推板固定连接滑块，随着滑块滑动，弧形推板施加转矩于菠萝以掰断菠萝；传送机构设在整体框架内以运输采摘下的菠萝；分拣机构设在整体框架内以分拣传送机构输送的菠萝，滚珠丝杠两端经由轴承座支承于整体框架，拨板固定在平行四连杆机构末端以左右分拨菠萝进入收集装置。

Description

菠萝采摘车及采摘方法

技术领域

本发明涉及菠萝自动采摘技术领域，具体为一种菠萝采摘车及采摘方法。

背景技术

菠萝采摘的季节性较强，只有半个月左右的收获高峰期，果农需要在极短的时间内采摘上万株植株，采摘任务极其繁重。目前国内对于菠萝的采摘，除了少数地区配备机械化的采摘装置或半机械化的辅助设备，其余的作业方式基本以人工采收为主。研制相应的菠萝采收机械设备，对缓解劳动力资源紧缺、减轻果农作业强度、提高菠萝的采摘与运输效率都具有非常重要的意义。

在菠萝采摘机械研究方面，中国专利CN112753362A公布了一种菠萝采摘机构，包括壳体、中层部件、夹取菠萝的上层部件、托住菠萝的下层部件，通过夹取的方式采摘菠萝；中国专利CN1 10786134A公布了一种一体化菠萝收割机，通过收割装置用切割的方式实现多垄菠萝的收割；中国专利CN112514642A公布了一种菠萝采摘装置，通过切割刀片的转动实现菠萝采摘；中国专利CN212753326U公布了一种菠萝采摘用具有可调节夹持大小的辅助采摘装置，通过夹取的方式避免人手接触，辅助人工采摘；中国专利CN211881097U公布了一种菠萝采摘机，包括底板、固定板和夹紧板，通过切割片实现菠萝机械采摘。

综上所述，目前国内外对于菠萝采摘机械的研究相对较少，基本上可以分为采摘机械手以及采摘机器人两类，前者结构较为简单，基本以手持式为主，其功能只是对果农采摘起到辅助作用，采摘效率比较低，增加了果农的劳作负担；后者主要是在车体上搭载采摘机构，而且多以刀片切割为主，收获过程会影响到菠萝植株生长，实用化水平较低。

现有的采摘机械存在采摘效率低以及采摘方式伤及植株的问题，同时研究集中于菠萝采摘过程，而没有考虑后续的按重量分拣以及收集等功能，实用化水平较低。因此有必要研究新型菠萝无损采摘方式，能够满足高效采摘，同时还可以实现后续的分拣以及收集工作，实现菠萝的流程化采摘。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种次高位超前逐次逼模数转换器及采摘方法，结构简单，设计合理，操作方便，能够实现菠萝的流程化无损采摘，且采摘效率高，大大用户降低劳动强度，具有较高的推广应用价值。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

一种菠萝采摘车包括，

整车框架，其可移动地支承于地面，整车框架包括用于收束菠萝叶片的叶片收束板和用于收集菠萝的收集装置；

升降机构，其基于菠萝高度可升降地设在所述整车框架内，升降机构包括升降平台；

采摘机构，其设在所述整车框架内以执行采摘动作，所述采摘机构包括，

滑台，其可滑动地设于整体框架内，

位移传感器，其设于所述整体框架内且与所述滑台构成检测菠萝位置的检测装置，

V形卡槽，其设于所述升降平台以固定菠萝的根部，

第一步进电机及减速器，其固定于所述升降平台，

曲柄，其键连接减速器的输出轴，

连杆，其键连接所述曲柄末端，

滑块，其连接所述连杆以沿导轨滑动，所述导轨固定于竖直平板上，

弧形推板，其固定连接所述滑块，随着滑块滑动，所述弧形推板施加转矩于菠萝以掰断菠萝；

传送机构，其设在所述整体框架内以运输采摘下的菠萝；

分拣机构，其设在所述整体框架内以分拣所述传送机构输送的菠萝，所述分拣机构包括，

压力传感器，其固定于整体框架，

支撑板，其支承于所述压力传感器上，

第二步进电机及减速器，其固定于整体框架，

滚珠丝杠，其两端经由轴承座支承于整体框架，所述滚珠丝杠经由联轴器连接所述第二步进电机及减速器，

平行四连杆机构，其铰接于所述整体框架，且连接所述滚珠丝杠以直线运动，

拨板，其固定在所述平行四连杆机构末端以左右分拨菠萝进入所述收集装置。

所述的菠萝采摘车中，菠萝采摘车包括控制器，其一端连接所述位移传感器和压力传感器，另一端连接滑台、第一步进电机及减速器和第二步进电机及减速器，控制器控制滑台运动使得所述滑台触发位移传感器，位移传感器将位移信号输送到控制器，控制器输出第一脉冲，使得第一步进电机及减速器带动曲柄滑块运动，滑块末端的弧形推板施加预定转矩于菠萝以掰断菠萝，弧形推板继续运动，将采摘下的菠萝推到传送机构回到原始位置；菠萝触发压力传感器，所述压力传感器将压力信号输送至控制器，控制器输出第二脉冲，使得第二步进电机及减速器带动滚珠丝杠机构运转，所述拨板根据滚珠丝杠转动方向实现左右分拨。

所述的菠萝采摘车中，菠萝采摘车包括测量菠萝位置信号的位置测量单元，控制器基于位置信号驱动升降机构调节升降高度以及使得所述V形卡槽对齐所述菠萝的根部进行卡接。

所述的菠萝采摘车中，所述叶片收束板倾斜设置于所述整车框架前端。

所述的菠萝采摘车中，所述整车框架包括中空结构的车体、两个对称分布于车体前端的叶片收束板、位于车体底部的前车轮以及后车轮以及位于车体内的收集装置。

所述的菠萝采摘车中，所述升降机构还包括，

至少四个直线导轨，其分别安装在所述竖直平板，至少四个直线导轨连接所述升降平台的四个角，

钢丝绳，其安装在升降平台的质心处，通过定滑轮换向且连接自锁绞盘。

所述的菠萝采摘车中，所述传送机构包括，

第三步进电机及减速器，其经由固定支座固定于所述整车框架，

第一带轮、第二带轮及张紧轮，其固定在所述固定支座，所述第一带轮连接所述第三步进电机及减速器，V形带连接第一带轮和第二带轮，

传送带，其绕过所述第一带轮、第二带轮及张紧轮，所述第二带轮位于传送带端部。

所述的菠萝采摘车中，所述传送带在整车框架中倾斜布置。

所述的菠萝采摘车中，所述收集装置包括位于整车框架底部的挡板以及整车框架侧部的收集框；所述挡板通过螺栓与整车框架连接，收集框通过螺栓与整车框架连接。

一种所述的菠萝采摘车的采摘方法包括以下步骤，

采摘车前进，所述叶片收束板将菠萝叶片收束，升降机构根据菠萝植株高度调整采摘平台，自锁绞盘转动以收束或放松钢丝绳，钢丝绳拉升或降低采摘平台；

采摘车继续前进，V形卡槽对齐且卡接菠萝果实根部，滑台运动以触发位移传感器，第一步进电机及减速机带动曲柄滑块运动，滑块末端弧形推板沿导轨向菠萝中部运动以施加预定转矩于菠萝，菠萝被掰断后，弧形推板继续运动以将采摘下的菠萝推到传送机构，弧形推板回到原始位置；

菠萝被推至传送机构传送带上，沿传送带被运输至分拣机构；

运送至分拣机构的菠萝触发压力传感器，传感器将信号输送至控制端，第二步进电机及减速机带动滚珠丝杠机构运转，使得平行四连杆机构根据丝杆转动方向实现左右分拨；

菠萝经过分拣机构，按照重量依次被分拨至指定收集装置以完成一次采摘过程。

与现有技术相比，本发明的有益效果是车体前端安装有收束板收束菠萝叶片，以便后续采摘工作进行；升降机构工作后，自锁绞盘转动收束\放松钢丝绳，钢丝绳拉升\降低采摘平台，实现根据菠萝植株高度调整采摘平台，能够适应不同高度菠萝的采摘。菠萝果实颈部进入采摘平台V形卡槽处后，推动采摘机构滑台运动，金属滑块触发位移传感器，传感器将信号输送到控制端，控制器输出脉冲，采摘机构步进电机运转，带动曲柄滑块运动，滑块末端弧形推板沿菠萝中部运动，给菠萝施加转矩，菠萝被“掰断”，弧形推板继续运动，将采摘下的菠萝推到传送机构，步进电机继续运转，弧形推板回到原始位置。能够实现菠萝的无损采摘，实用化水平高。运送至分拣机构的菠萝触发重量传感器，传感器将信号输送至控制端，控制器输出脉冲，控制步进电机运转，通过联轴器带动滚珠丝杠机构运转，与联轴器相连的平行四连杆机构运转，根据丝杆转动方向实现左右分拨。实现菠萝的自动化重量分拣，减轻劳动工作者后续的工作强度，实现流程化菠萝采摘。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1为本发明实例中所述菠萝采摘车的总体结构示意图；

图2为图1的正视结构示意图；

图3为图1的左视结构示意图；

图4为图1的俯视结构示意图；

图5为本发明实例中所述菠萝采摘车的升降机构结构示意图；

图6为本发明实例中所述菠萝采摘车的采摘机构结构示意图；

图7为本发明实例中所述菠萝采摘车的传送机构结构示意图；

图8为本发明实例中所述菠萝采摘车的分拣机构结构示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图图1至图8更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

如图1至图8所示，一种菠萝采摘车包括，

整车框架16，其可移动地支承于地面，整车框架16包括用于收束菠萝叶片的叶片收束板2和用于收集菠萝的收集装置；

升降机构，其基于菠萝高度可升降地设在所述整车框架16内，升降机构包括升降平台19；

采摘机构，其设在所述整车框架16内以执行采摘动作，所述采摘机构包括，

滑台3，其可滑动地设于整体框架内，

位移传感器29，其设于所述整体框架内且与所述滑台3构成检测菠萝位置的检测装置，

V形卡槽31，其设于所述升降平台19以固定菠萝的根部，

第一步进电机及减速器30，其固定于所述升降平台19，

曲柄21，其键连接减速器的输出轴，

连杆22，其键连接所述曲柄21末端，

滑块32，其连接所述连杆22以沿导轨滑动，所述导轨固定于竖直平板28上，

弧形推板24，其固定连接所述滑块32，随着滑块32滑动，所述弧形推板24施加转矩于菠萝以掰断菠萝；

传送机构，其设在所述整体框架内以运输采摘下的菠萝；

分拣机构，其设在所述整体框架内以分拣所述传送机构输送的菠萝，所述分拣机构包括，

压力传感器10，其固定于整体框架，

支撑板9，其支承于所述压力传感器10上，

第二步进电机及减速器37，其固定于整体框架，

滚珠丝杠15，其两端经由轴承座支承于整体框架，所述滚珠丝杠15经由联轴器连接所述第二步进电机及减速器37，

平行四连杆机构38，其铰接于所述整体框架，且连接所述滚珠丝杠15以直线运动，

拨板12，其固定在所述平行四连杆机构38末端以左右分拨菠萝进入所述收集装置。

本采摘车的整车框架16根据菠萝种植情况设计尺寸，前端有叶片收束板2，下部有收集框，其余部分安装执行机构；升降机构由滑块32、导轨、滑轮以及自锁绞盘14组成，升降平台19上固定有采摘机构，根据菠萝高度调整采摘平台；采摘机构由位移传感器29、滑块32导轨、控制器、步进电机、曲柄21滑块32机构以及弧形推板24组成，采摘时模拟“掰断”过程，实现无损采摘；传送机构由传送带6、带轮以及步进电机组成，将菠萝运输至分拣机构；分拣机构由压力传感器10、步进电机、滚珠丝杠15以及平行四连杆机构38组成，根据菠萝重量实现分拣；菠萝经分拣机构到达收集框，完成采摘。本发明能够实现菠萝的流程化无损采摘，且采摘效率高，操作方便快捷，能大大用户降低劳动强度，具有较高的推广应用价值。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，菠萝采摘车包括控制器，其一端连接所述位移传感器29和压力传感器10，另一端连接滑台3、第一步进电机及减速器30和第二步进电机及减速器37，控制器控制滑台3运动使得所述滑台3触发位移传感器29，位移传感器29将位移信号输送到控制器，控制器输出第一脉冲，使得第一步进电机及减速器30带动曲柄21滑块32运动，滑块32末端的弧形推板24施加预定转矩于菠萝以掰断菠萝，弧形推板24继续运动，将采摘下的菠萝推到传送机构回到原始位置；菠萝触发压力传感器10，所述压力传感器10将压力信号输送至控制器，控制器输出第二脉冲，使得第二步进电机及减速器37带动滚珠丝杠15机构运转，所述拨板12根据滚珠丝杠15转动方向实现左右分拨。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，菠萝采摘车包括测量菠萝位置信号的位置测量单元，控制器基于位置信号驱动升降机构调节升降高度以及使得所述V形卡槽31对齐所述菠萝的根部进行卡接。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，所述叶片收束板2倾斜设置于所述整车框架16前端。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，所述整车框架16包括中空结构的车体、两个对称分布于车体前端的叶片收束板2、位于车体底部的前车轮以及后车轮以及位于车体内的收集装置。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，所述升降机构还包括，

至少四个直线导轨20，其分别安装在所述竖直平板28，至少四个直线导轨20连接所述升降平台19的四个角，

钢丝绳17，其安装在升降平台19的质心处，通过定滑轮换向且连接自锁绞盘14。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，所述传送机构包括，

第三步进电机及减速器34，其经由固定支座35固定于所述整车框架16，

第一带轮41、第二带轮8及张紧轮4，其固定在所述固定支座35，所述第一带轮41连接所述第三步进电机及减速器34，V形带7连接第二带轮8和第三带轮5。在一个实施例中，第二带轮8绕带轮转轴13转动设置，所述带轮转轴13可转动地支承于带轮轴承1上。

传送带6，其绕过所述第一带轮41、第二带轮8及张紧轮4，所述第二带轮8位于传送带6端部。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，所述传送带6在整车框架16中倾斜布置。

所述的菠萝采摘车的优选实施例中，所述收集装置包括位于整车框架16底部的挡板以及整车框架16侧部的收集框；所述挡板通过螺栓与整车框架16连接，收集框通过螺栓与整车框架16连接。

在一个实施例中，菠萝采摘车包括整车框架16、升降机构、采摘机构、传送机构、分拣机构以及收集机构：

所述升降机构、采摘机构、传送机构、分拣机构以及收集机构均设置在框架内；升降机构用于控制采摘平台根据植株高度升降；采摘机构用于执行采摘动作；传送机构用于将采摘下的菠萝运输至分拣机构；分拣机构用于根据菠萝重量实施分拣；收集机构用于将不同重量的菠萝收集。

进一步，所述的整车框架16包括叶片收束板2、前车轮、后车轮、收集装置以及车体；

车体按照菠萝种植垄间距设计成偏置中空的结构，前端安装有两个倾斜叶片收束板2，以便收束植株叶片。车体下端安装有四个车轮，其中前面两个车轮为定向轮，后面两个车轮为万向轮，车轮通过法兰盘安装在车轴上。

进一步，所述的升降机构包括升降平台19、直线导轨20、滑块32、定滑轮18、钢丝绳17、自锁绞盘14；

所述直线导轨20分别安装在升降平台19的四个角，通过螺栓固定在车体竖直平板28上；所述升降平台19设置在车体中心，四角分别与滑块32固定，采用较长的滑块32来带动升降平台19移动，减小滑块32与导轨间的侧面载荷；所述钢丝绳17安装在升降平台19的质心处，通过车体上部的定滑轮换向，最终与自锁绞盘14连接，所述自锁绞盘14固定于车体上方。

进一步，所述的采摘机构包括位移传感器29、金属滑台3、步进电机及减速器30、V形卡槽31、曲柄21、连杆22、滑块32、导轨以及弧形推板24；

所述位移传感器29、金属滑台3安装在车体中空位置，一起构成菠萝位置检测装置，所述步进电机及减速器固定在升降平台19中心，减速器输出轴与曲柄21连接，曲柄21末端与连杆22连接，连杆22与滑块32连接，滑块32沿着导轨运动，弧形推板24是采摘机构的执行部分，通过连接件与滑块32固定，所述V形卡槽31设置在升降平台19上，用于固定菠萝根部。

进一步，所述的传送机构包括传送带6、步进电机及减速器、小带轮、小带轮、大带轮、张紧轮4、固定支座35以及V形带7；

所述传送带6绕过带轮以及张紧轮4，所述步进电机与减速器通过固定支座35固定在车体上，所述带轮及张紧轮4通过轴及两端轴承座固定在支座上，所述固定支座35通过标准角标固定在车体，所述V形带7通过步进电机输出端的带轮与传送带6一端的带轮。

进一步，所述的分拣机构包括压力传感器10、支撑板9、步进电机及减速器、滚珠丝杠15、平行四连杆机构38、拨板12；

所述压力传感器10通过支座固定在车体，所述支撑板9固定在压力传感器10上，所述步进电机及减速器通过水平支座固定在车体，通过联轴器与滚珠丝杠15连接，所述滚珠丝杠15两侧均设有轴承座，并通过支座固定在车体，所述平行四连杆机构38通过滚珠丝杠15螺母座与螺母连接，实现直线运动，所述拨板12通过螺栓固定在四连杆机构38末端，实现左右分拨。

进一步，所述的收集机构包括底部挡板以及车体右侧的收集框；所述挡板通过螺栓与车体连接，收集框通过螺栓与车体连接。

在一个实施例中，本发明的菠萝采摘机包括整车框架、升降机构、采摘机构、传送机构、分拣机构以及收集机构：，所述升降机构、采摘机构、传送机构、分拣机构以及收集机构均设置在框架内；升降机构用于控制采摘平台根据植株高度升降；采摘机构用于执行采摘动作；传送机构用于将采摘下的菠萝运输至分拣机构；分拣机构用于根据菠萝重量实施分拣；收集机构用于将不同重量的菠萝收集。

在一个实施例中，整车框架包括叶片收束板2、前车轮26、后车轮11、收集装置以及车体；车体按照菠萝种植垄间距设计成偏置中空的结构，前端通过螺栓以及固定支架安装有两个倾斜叶片收束板2，以便收束植株叶片。车体下端安装有四个车轮，其中前面两个车轮26为定向轮，后面两个车轮为万向轮11，车轮通过法兰盘42安装在车轴上。

如图5所述，升降机构包括升降平台19、直线导轨20、滑块27、定滑轮18、钢丝绳17、自锁绞盘14；所述直线导轨20分别安装在升降平台19的四个角，通过螺栓固定在车体竖直平板上28；所述升降平台设置在车体中心，四角分别与滑块27通过螺栓固定，采用较长的滑块来带动升降平台19移动，减小滑块与导轨间的侧面载荷；所述钢丝绳17通过卡扣安装在升降平台19的质心处，通过车体上部的定滑轮18换向，定滑轮18通过螺栓与车体连接，钢丝绳17最终与自锁绞盘14连接，自锁绞盘14通过螺栓固定于车体上方。

如图6所述，采摘机构包括位移传感器29、金属滑台3、步进电机及减速器30、V形卡槽31、曲柄21、连杆22、滑块32、导轨23以及弧形推板24；位移传感器29、金属滑台3通过螺栓安装在车体中空位置，一起构成菠萝位置检测装置，步进电机及减速器30固定在升降平台19中心，通过电机安装板33固定于采摘平台，减速器输出轴与曲柄21通过键连接固定，曲柄末端与连杆22通过键连接固定，滑块32沿着导轨23运动，导轨23通过螺栓固定于竖直平板28上，弧形推板24是采摘机构的执行部分，通过螺栓与滑块32固定，所述V形卡槽31设置在升降平台19上，用于固定菠萝果实根部。

如图7所述，传送机构包括传送带6、步进电机及减速器34、小带轮5、小带轮41、大带轮8、张紧轮4、固定支座35以及V形带7；传送带6绕过大带轮8、小带轮41以及张紧轮4，大带轮8及张紧轮4通过轴及两端轴承座固定在支座上，固定支座35通过标准角标固定在车体，步进电机与减速器34通过固定支座以及电机安装板36固定在车体上，V形带7通过步进电机及减速器34输出端的带轮5与传送带6一端的带轮8。

如图8所述，分拣机构包括压力传感器10、支撑板9、步进电机及减速器37、滚珠丝杠15、平行四连杆机构38、拨板12；压力传感器10通过支座固定在车体，支撑板9通过螺栓固定在压力传感器10上，步进电机及减速器37通过水平支座39固定在车体，通过联轴器与滚珠丝杠15连接，滚珠丝杠15两端均设有轴承座，并通过支座40固定在车体，平行四连杆机构38通过滚珠丝杠螺母座与螺母连接，实现直线运动，通过铰链25固定在车体上，拨板12通过螺栓固定在四连杆机构38末端，实现左右分拨。

收集机构包括底部挡板以及车体右侧的收集框；挡板连接块与车体连接，右侧收集框通过螺栓与车体连接。

采摘菠萝时，采摘车前进，车体前端收束板收束菠萝叶片，以便后续采摘工作进行，升降机构工作，自锁绞盘转动收束\放松钢丝绳，钢丝绳拉升\降低采摘平台，实现根据菠萝植株高度调整采摘平台；采摘车继续前进，菠萝果实颈部进入采摘平台V形卡槽处，推动采摘机构滑台运动，金属滑块触发位移传感器，传感器将信号输送到控制端，控制器输出脉冲，采摘机构步进电机运转，带动曲柄滑块运动，滑块末端弧形推板沿菠萝中部运动，给菠萝施加一转矩，菠萝被“掰断”，弧形推板继续运动，将采摘下的菠萝推到传送机构，步进电机继续运转，弧形推板回到原始位置；此时菠萝被推至传送机构传送带上，沿传送带被运输至分拣机构；运送至分拣机构的菠萝触发重量传感器，传感器将信号输送至控制端，控制器输出脉冲，控制步进电机运转，通过联轴器带动滚珠丝杠机构运转，与联轴器相连的平行四连杆机构运转，根据丝杆转动方向实现左右分拨；菠萝经过分拣机构，按照重量依次被分拨至指定收集机构，完成一次采摘过程。

一种所述的菠萝采摘车的采摘方法包括以下步骤，

采摘车前进，所述叶片收束板2将菠萝叶片收束，升降机构根据菠萝植株高度调整采摘平台，自锁绞盘14转动以收束或放松钢丝绳17，钢丝绳17拉升或降低采摘平台；

采摘车继续前进，V形卡槽31对齐且卡接菠萝果实根部，滑台3运动以触发位移传感器29，第一步进电机及减速机带动曲柄21滑块32运动，滑块32末端弧形推板24沿导轨向菠萝中部运动以施加预定转矩于菠萝，菠萝被掰断后，弧形推板24继续运动以将采摘下的菠萝推到传送机构，弧形推板24回到原始位置；

菠萝被推至传送机构传送带6上，沿传送带6被运输至分拣机构；

运送至分拣机构的菠萝触发压力传感器10，传感器将信号输送至控制端，第二步进电机及减速机带动滚珠丝杠15机构运转，使得平行四连杆机构38根据丝杆转动方向实现左右分拨；

菠萝经过分拣机构，按照重量依次被分拨至指定收集装置以完成一次采摘过程。

在一个实施方式中，菠萝采摘方法包括以下步骤，

步骤1，采摘车前进，车体前端收束板2将菠萝叶片收束，以便后续采摘工作进行，升降机构工作，自锁绞盘14转动，收束\放松钢丝绳17，钢丝绳17拉升\降低采摘平台，从而根据菠萝植株高度调整采摘平台；

步骤2，采摘车前进，菠萝果实根部进入采摘平台V形卡槽31处，推动采摘机构滑台3运动，金属滑块32触发位移传感器29，传感器将信号输送到控制端，控制器输出脉冲，采摘机构步进电机运转，带动曲柄21滑块32运动，滑块32末端弧形推板24沿菠萝中部运动，给菠萝施加一转矩，菠萝被“掰断”，弧形推板24继续运动，将采摘下的菠萝推到传送机构，步进电机继续运转，弧形推板24回到原始位置；

步骤3，菠萝被推至传送机构传送带6上，沿传送带6被运输至分拣机构；

步骤4，运送至分拣机构的菠萝触发压力传感器10，传感器将信号输送至控制端，控制器输出脉冲，控制步进电机运转，通过联轴器带动滚珠丝杠15机构运转，与联轴器相连的平行四连杆机构38运转，根据丝杆转动方向实现左右分拨；

步骤5，菠萝经过分拣机构，按照重量依次被分拨至指定收集机构，完成一次采摘过程。

工业实用性

本发明所述的菠萝采摘车及采摘方法可以在菠萝采摘领域制造并使用。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种菠萝采摘车，其特征在于，其包括，

整车框架，其可移动地支承于地面，整车框架包括用于收束菠萝叶片的叶片收束板和用于收集菠萝的收集装置；

升降机构，其基于菠萝高度可升降地设在所述整车框架内，升降机构包括升降平台；

采摘机构，其设在所述整车框架内以执行采摘动作，所述采摘机构包括，

滑台，其可滑动地设于整体框架内，

位移传感器，其设于所述整体框架内且与所述滑台构成检测菠萝位置的检测装置，

V形卡槽，其设于所述升降平台以固定菠萝的根部，

第一步进电机及减速器，其固定于所述升降平台，

曲柄，其键连接减速器的输出轴，

连杆，其键连接所述曲柄末端，

滑块，其连接所述连杆以沿导轨滑动，所述导轨固定于竖直平板上，

弧形推板，其固定连接所述滑块，随着滑块滑动，所述弧形推板施加转矩于菠萝以掰断菠萝；

传送机构，其设在所述整体框架内以运输采摘下的菠萝；

分拣机构，其设在所述整体框架内以分拣所述传送机构输送的菠萝，所述分拣机构包括，

压力传感器，其固定于整体框架，

支撑板，其支承于所述压力传感器上，

第二步进电机及减速器，其固定于整体框架，

滚珠丝杠，其两端经由轴承座支承于整体框架，所述滚珠丝杠经由联轴器连接所述第二步进电机及减速器，

平行四连杆机构，其铰接于所述整体框架，且连接所述滚珠丝杠以直线运动，

拨板，其固定在所述平行四连杆机构末端以左右分拨菠萝进入所述收集装置。

2.如权利要求1所述的菠萝采摘车，其中，优选的，菠萝采摘车包括控制器，其一端连接所述位移传感器和压力传感器，另一端连接滑台、第一步进电机及减速器和第二步进电机及减速器，控制器控制滑台运动使得所述滑台触发位移传感器，位移传感器将位移信号输送到控制器，控制器输出第一脉冲，使得第一步进电机及减速器带动曲柄滑块运动，滑块末端的弧形推板施加预定转矩于菠萝以掰断菠萝，弧形推板继续运动，将采摘下的菠萝推到传送机构回到原始位置；菠萝触发压力传感器，所述压力传感器将压力信号输送至控制器，控制器输出第二脉冲，使得第二步进电机及减速器带动滚珠丝杠机构运转，所述拨板根据滚珠丝杠转动方向实现左右分拨。

3.如权利要求2所述的菠萝采摘车，其中，菠萝采摘车包括测量菠萝位置信号的位置测量单元，控制器基于位置信号驱动升降机构调节升降高度以及使得所述V形卡槽对齐所述菠萝的根部进行卡接。

4.如权利要求1所述的菠萝采摘车，其中，所述叶片收束板倾斜设置于所述整车框架前端。

5.如权利要求1所述的菠萝采摘车，其中，所述整车框架包括中空结构的车体、两个对称分布于车体前端的叶片收束板、位于车体底部的前车轮以及后车轮以及位于车体内的收集装置。

6.如权利要求1所述的菠萝采摘车，其中，所述升降机构还包括，

至少四个直线导轨，其分别安装在所述竖直平板，至少四个直线导轨连接所述升降平台的四个角，

钢丝绳，其安装在升降平台的质心处，通过定滑轮换向且连接自锁绞盘。

7.如权利要求1所述的菠萝采摘车，其中，所述传送机构包括，

第三步进电机及减速器，其经由固定支座固定于所述整车框架，

第一带轮、第二带轮及张紧轮，其固定在所述固定支座，所述第一带轮连接所述第三步进电机及减速器，V形带连接第一带轮和第二带轮，

传送带，其绕过所述第一带轮、第二带轮及张紧轮，所述第二带轮位于传送带端部。

8.如权利要求7所述的菠萝采摘车，其中，所述传送带在整车框架中倾斜布置。

9.如权利要求1所述的菠萝采摘车，其中，所述收集装置包括位于整车框架底部的挡板以及整车框架侧部的收集框；所述挡板通过螺栓与整车框架连接，收集框通过螺栓与整车框架连接。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的菠萝采摘车的采摘方法，其包括以下步骤，

采摘车前进，所述叶片收束板将菠萝叶片收束，升降机构根据菠萝植株高度调整采摘平台，自锁绞盘转动以收束或放松钢丝绳，钢丝绳拉升或降低采摘平台；

采摘车继续前进，V形卡槽对齐且卡接菠萝果实根部，滑台运动以触发位移传感器，第一步进电机及减速机带动曲柄滑块运动，滑块末端弧形推板沿导轨向菠萝中部运动以施加预定转矩于菠萝，菠萝被掰断后，弧形推板继续运动以将采摘下的菠萝推到传送机构，弧形推板回到原始位置；

菠萝被推至传送机构传送带上，沿传送带被运输至分拣机构；

运送至分拣机构的菠萝触发压力传感器，传感器将信号输送至控制端，第二步进电机及减速机带动滚珠丝杠机构运转，使得平行四连杆机构根据丝杆转动方向实现左右分拨；

菠萝经过分拣机构，按照重量依次被分拨至指定收集装置以完成一次采摘过程。

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