CN114258783A - 一种适用于山地作业的单果采摘机械装置及其采摘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于山地作业的单果采摘机械装置及其采摘方法，装置包括采摘模块与移动平台，采摘模块包括采摘执行机构、果实输送机构和能实现长度调节的采摘杆，移动平台包括车体和收集箱；其中，通过第一电机驱动第一丝杠转动，带动夹爪张合，实现果实的夹紧与放松；通过第二电机驱动第二丝杠转动，带动第一壳体的旋转下拉，实现果实的采摘；通过漫反射光电传感器的信号控制果实输送通道的开合，果实经过两次缓冲后输送至收集箱。本发明克服了果实采摘输送过程中容易受损、单果采摘与装箱效率低、人工采摘劳动强度大等缺点，该装置操作安全便捷、果实损伤程度小、通用性好，适用于不同类型山地作业的单果采摘。

Description

一种适用于山地作业的单果采摘机械装置及其采摘方法

技术领域

本发明属于农业机械领域，涉及一种适用于山地作业的单果采摘机械装置及其采摘方法。

背景技术

我国是农业大国，水果的产量与种植面积一直稳居世界第一，在整个水果的收获过程中，水果的采摘是最为耗时耗力的一个环节，但对比其他发达国家而言，我国的水果采摘环节依然以人力劳动为主，传统的人工水果采摘方式需要耗费大量的劳动力，同时也伴有一定的风险。

为了保证能够单独从树上采摘到质量较好的成熟果实，需要研究高自动化的单果采摘机械装置以减少劳动力的投入，增加果实采摘的工作效率。但目前阶段的单果采摘机械大多数通用性较低，采摘效率与成功率较差，采摘过程中对果实造成损伤的风险较大，自动化程度较低，完成果实采摘后仍然需要人工进行分拣装箱等工序，影响水果的市场价值与经济效益。因此，需要一种通用性好、采摘成功率高、采摘过程对果实损伤小、自动化的通用性单果采摘机械。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种适用于山地作业的单果采摘机械装置及其采摘方法。本发明将果实的采摘执行机构与带有收集箱的移动平台设计于一体，利用定位块准确定位果实后，电机驱动丝杠带动夹爪实现对果实的夹紧，通过夹爪上的电阻式压力薄膜传感器来检测对果实的夹持力大小，同时通过采摘机构上壳体的旋转下拉将果实采下，果实自然掉入输送机构后经过多次缓冲减速进入收集箱内，通过移动架的运动来实现果实的自动装箱，采摘成功率高，对果实损伤小，通用性好，自动化程度高。

本发明所采用的具体技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，包括采摘模块与移动平台，采摘模块包括采摘执行机构、果实输送机构和能实现长度调节的采摘杆；所述移动平台包括车体和收集箱；车体能实现移动和转向，包括处于相对两侧的第一端侧和第二端侧，其中第一端侧靠近车体的握柄；所述车体顶部固定有向第二端侧倾斜的收集箱，收集箱为上开口的槽型结构，槽内沿倾斜方向设有若干平行的隔板，以将收集箱内部分隔为多个条状的收集槽；

所述采摘执行机构包括第一壳体和第二壳体；第一壳体包括第一主体和弧形槽；所述第一主体为内部中空的柱状结构，部分侧壁向上延伸并构成能容纳果实的半开放式弧形槽，第一主体顶部设有用于实现果实底部限位的定位块，定位块的两侧分别设有垂直第一主体轴线的第一线性滑轨；每个第一线性滑轨均各自通过第一线性滑块滑动连接有夹爪，两个夹爪通过沿第一线性滑轨的移动能共同实现对位于半开放弧形槽内果实的夹持；所述第一主体内部包括第一滑块、第一丝杠和第一电机，第一滑块位于上方且能沿轴线方向滑动，其下端面固定连接有第一丝杠螺母，第一丝杠螺母与第一丝杠构成螺纹连接；所述第一丝杠的一端贯穿第一滑块并与第一主体顶部转动连接，另一端与第一电机的输出轴同轴固定连接；每个第一线性滑块的内侧面分别与牵引绳的一端相连，牵引绳的另一端通过导轮转向后与第一滑块的上端面固定连接；通过第一电机能驱动第一丝杠的旋转，使第一滑块沿第一壳体轴线方向滑动，进而通过牵引绳控制两个夹爪的夹持强度；所述第一主体的下端转动连接有第二滑块；第二壳体包括第二主体和收集槽；所述第二主体为内部中空的柱状结构，部分侧壁向上延伸并构成能容纳第一壳体的半开放收集槽，第一壳体能在收集槽内转动且不受干涉；所述第二滑块位于第二主体上部，第二滑块能沿第二主体轴线方向滑动；第二主体内部沿轴线设有第二丝杠；第二丝杠的一端贯穿第二滑块并与第一壳体的底部固定连接，另一端与第二电机的输出轴同轴固定连接；第二丝杠上螺纹连接有第二丝杠螺母，第二丝杠螺母固定于第二滑块和第二电机之间的第二主体内腔中；第二电机与能沿第二主体轴线滑动的第三滑块固定连接；通过第二电机能驱动第二丝杠的旋转，以控制第一壳体的转动和上下移动；所述采摘杆的顶部与第二壳体底部连接，底部固定于车体上；

所述果实输送机构包括由高到低设置的第一波纹管、闸门通道、第二波纹管、螺旋形管道、缓冲台、第三波纹管和移动架；所述收集槽的底部凹陷处设有开口；第一波纹管的上端通过该开口与收集槽连通，下端与固定于采摘杆中段外侧的闸门通道上端连通；闸门通道为直管段，内部垂直轴向设有第一挡板；第一挡板的转柄与第四电机连接，通过第四电机能控制第一挡板的转动以实现该通道的开启或闭合；所述第二波纹管的上端与闸门通道的下端开口固定连接，下端与螺旋形管道的上端开口固定连接；所述车体顶部固定有缓冲台，缓冲台内部设有上下连通的弯曲通道，螺旋形管道的下端与所述弯曲通道的上端连通；螺旋形管道的内部设有第二挡板，第二挡板的转柄与第五电机连接，通过第五电机能控制第二挡板的转动以实现该通道的开启或闭合；所述弯曲通道的下端与第三波纹管的上端连通，第三波纹管的下端通过移动架悬于收集箱槽内较高的一侧，使位于第三波纹管内的果实能落入收集箱内；靠近车体第一端侧处设有垂直收集箱中隔板的第三丝杠，第三丝杠能通过第七电机驱动旋转；第三丝杠上螺纹连接有第三丝杠螺母，第三丝杠螺母与移动架固定连接，通过第三丝杠的转动能带动移动架沿着收集箱横向移动，以使果实通过第三波纹管落入不同的收集槽中。

作为优选，所述车体采用鸡公车型电动农用双轮搬运爬坡车，其第一端侧底部并列设有两个具有锁紧机构的万向轮，每个万向轮均能通过锁紧机构实现限位；第二端侧底部并列设有两个车轮，两个车轮分别与驱动电机的输出轴同轴固定连接，通过固定于车体底部的驱动电机能带动两个车轮同步转动，以实现车体的移动；位于车体的第二端侧处铰接有能上下转动的防滑块；防滑块为板状结构，外侧面设有若干锥刺，当防滑块水平放置时，锥刺能与地面接触，以防止车体滑动移位。

作为优选，所述第一主体的顶部固定有条状支撑框架；支撑框架的长度方向垂直第一主体的轴线，且两端均伸出第一主体，支撑框架和第一主体共同构成十字型结构；支撑框架的顶部中心处通过螺杆固定连接有定位块，伸出第一壳体的两端分别沿长度方向设有凹槽，两个第一线性滑轨分别固定于两侧的凹槽内；两个夹爪的外侧面分别固定有无预紧力的复位弹簧；两个复位弹簧的一端均分别与所在侧夹爪的外侧面固定连接，另一端与所在侧支撑框架的内侧壁固定连接；两个导轮均固定于支撑框架上，且分别位于定位块的两侧，两个导轮能自由转动，且转轴垂直第一主体的轴线。

作为优选，每个所述夹爪的夹持面均设有用于保护果实的气囊，气囊的夹持面固定有与控制模块连接的电阻式压力薄膜传感器，电阻式压力薄膜传感器用于检测夹持力。

作为优选，所述收集槽在第一壳体处于最下端时夹持的果实正对位置处，设置开口；收集槽为沿轴线方向由上至下开口逐渐变大的锥状结构，以便于果实落入开口内。

作为优选，所述采摘杆包括水平并列设置的第一机械臂和第二机械臂，第二壳体底部固定于第一机械臂的上端；所述第一机械臂的内侧固定安装有第二线性滑块，第二线性滑块与沿长度方向固定于第二机械臂内侧的第二线性滑轨滑动连接；第一机械臂的内侧沿长度方向固定有齿条，齿条上部设有能与其啮合传动的齿轮，齿轮通过固定于第二机械臂上的第三电机驱动旋转，使第一机械臂能沿第二机械臂上下移动以实现采摘杆的伸缩；第二机械臂下端固定有手持握柄，手持握柄下端铰接有底座，底座下端连接有固定于车体上的蜗轮丝杠升降机；底座下端与蜗轮丝杠升降机的丝杠同轴连接，并通过固定于车体上的第六电机提供动力。

进一步的，所述底座与蜗轮丝杠升降机之间转动连接；手持握柄的高度为0.8～1.2m，以便于人员操作；手持握柄上铰接有把手，把手用于控制第一电机带动第一丝杠转动，使第一丝杠螺母下移；手持握柄上端设有控制开关，控制开关用于控制第三电机带动齿轮与齿条运动，实现第一机械臂沿第二机械臂的移动伸缩。

作为优选，位于所述第一挡板处的闸门通道侧壁开设第一透光口，第一挡板关闭状态下能将第一透光口完全封闭；闸门通道内侧设有接收端正对第一透光口的第一漫反射光电传感器，通过第一漫反射光电传感器接收到的信号能控制第一挡板的开闭；位于第二挡板处的螺旋形管道侧壁开设第二透光口，第二挡板关闭状态下能将第二透光口完全封闭；螺旋形管道内侧设有接收端正对第二透光口的第二漫反射光电传感器，通过第二漫反射光电传感器接收到的信号能控制第二挡板的开闭；每个收集槽位于高处的侧壁均开设有第三透光口，与第三透光口相对处设有第三漫反射光电传感器，通过第三漫反射光电传感器接收到的信号以控制第三丝杠的转动。

作为优选，所述收集箱的底部以及第一挡板和第二挡板的上侧面均设有用于缓冲的海绵，以减轻果实的冲击作用；第一挡板和第二挡板之间的垂直距离为500～700mm。

第二方面，本发明提供了一种利用第一方面任一所述单果采摘机械装置的采摘方法，具体如下：

S1：通过移动平台将单果采摘机械装置移动至指定工作地点，通过第一电机带动第一丝杠旋转，使第一丝杠螺母连同第一滑块移动至上极限位置，通过牵引绳的作用使两个夹爪均处于外极限位置；通过第二电机带动第二丝杠旋转，由于第二丝杠螺母固定于第二壳体上，第二滑块带动第一壳体向上滑动，使第一壳体处于上极限位置；通过第七电机带动第三丝杠旋转，使与第三丝杠螺母固定连接的移动架处于收集箱的一侧极限位置；此时，单果采摘机械装置处于准备工作的复位状态；

S2：通过调整采摘杆的高度和方向，使待采摘的果实处于第一壳体的弧形槽内，果实的底部置于定位块顶部，以实现果实的初步定位；通过第一电机带动第一丝杠旋转，使第一丝杠螺母连同第一滑块向下移动，通过牵引绳的作用使两个夹爪逐渐向内滑动并夹紧果实；随后第一电机关闭，通过第二电机带动第二丝杠旋转，使夹紧果实的第一壳体进行旋转下拉运动，以实现果实采摘；使弧形槽的槽口朝向收集槽，通过第一电机带动第一丝杠旋转，使两个夹爪逐渐松开果实，果实落入收集槽中；

S3：由于收集槽底部凹陷，果实逐渐滚动至开口处，并落入第一波纹管中进行输送；在经过闸门通道时，由于第一挡板的作用阻止果实的进一步掉落，对果实实现缓冲作用；随后通过第四电机开启第一挡板，使果实经由闸门通道落入第二波纹管中；果实经由第二波纹管和螺旋形管道的进一步缓冲作用后，被第二挡板阻挡，以对果实实现缓冲作用；随后通过第五电机开启第二挡板，使果实依次经由弯曲通道和第三波纹管后落入收集箱中；由于收集箱向第二端侧倾斜，落入收集箱中的果实会在重力作用下滚向第一端侧；

S4：重复步骤S2和S3，当一列收集槽内的果实堆叠至预设高度时，通过第七电机带动第三丝杠旋转，使与第三丝杠螺母固定连接的移动架沿收集箱横向移动，使第三波纹管悬于下一列收集槽的上方，以进行下一列收集槽的果实收集；

S5：重复步骤S4，当所有收集槽均装满果实后，通过第四电机关闭第一挡板，通过第五电机关闭第二挡板，随后将该收集箱从车体上取下，完成一轮的果实采摘过程；放入空的收集箱，并使单果采摘机械装置恢复至复位状态，以进行下一轮的果实采摘过程。

本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：

1)本发明通过第一电机控制第一丝杠的旋转来驱动丝杠螺母的移动，从而使夹爪夹紧果实，通过第二电机控制第二丝杠的旋转驱动第一壳体旋转下拉来完成对果实的采摘，同时采摘杆可以任意伸缩与调整角度，保证了采摘模块的通用性；

2)本发明通过在夹爪与果实接触的一侧设置充气气囊，同时通过充气气囊上的电阻式压力薄膜传感器来检测作用于果实的夹持力大小，克服了果实采摘过程中容易受损的缺点；

3)本发明通过果实输送机构中两个挡板对下落输送的果实进行缓冲作用，利用环形管道来减少果实下落的速度，同时通过管道、挡板与收集箱上铺垫的海绵来减少果实受到的冲击，减少了果实在输送过程中受到损伤的风险；

4)本发明通过果实输送机构将果实按列输送至收集箱内，通过第三漫反射光电传感器检测能收集箱内每列果实是否装满，同时控制第七电机驱动第三丝杠旋转来驱动第三丝杠螺母的移动，从而实现移动架的移动，以将果实输送至收集箱的不同列内；本发明的自动化程度高，省去了工作人员在水果采摘后需要对其进行装箱的工序，提高了果实收获的效率。

附图说明

图1是单果采摘机械装置的结构示意图；

图2是采摘执行机构的剖视图；

图3是第一壳体的结构示意图；

图4是支撑框架的结构示意图；

图5是第一壳体、支撑框架与定位块的连接结构示意图；

图6是第二壳体的结构示意图；

图7是采摘杆的结构示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是图7中第二机械臂的结构示意图；

图10是图7中第一机械臂的结构示意图；

图11是缓冲台部分的结构示意图；

图12是第二档板部分的结构示意图；

图13是第三波纹管、移动架与第三漫反射光电传感器的连接结构示意图；

图14是第三波纹管的结构示意图；

图15是移动架的结构示意图；

图16是第三丝杠的连接结构示意图；

图17是移动平台的结构示意图；

图18是采摘执行机构的控制流程图；

图19是果实输送机构的控制流程图；

图中：第一壳体1、第二壳体2、第一波纹管3、第一机械臂4、把手5、手持握柄6、底座7、蜗轮丝杠升降机8、移动架9、控制模块10、第六电机11、车体12、万向轮13、夹爪14、第三电机15、第二机械臂16、第二波纹管17、控制开关18、螺旋形管道19、第二漫反射光电传感器20、第三波纹管21、防滑块22、收集箱23、驱动电机24、车轮25、气囊26、电阻式压力薄膜传感器27、复位弹簧28、第一线性滑块29、导轮30、第一滑块31、第一丝杠螺母32、第一丝杠33、第二滑块34、第二丝杠35、第二丝杠螺母36、第二电机37、定位块38、牵引绳39、第一线性滑轨40、支撑框架41、第一电机42、收集槽43、第三滑块44、齿轮45、闸门通道46、齿条47、第一漫反射光电传感器48、第一挡板49、第四电机50、第二线性滑块51、第二线性滑轨52、第二挡板53、第五电机54、第三漫反射光电传感器55、第三丝杠56、第三丝杠螺母57、第七电机58、收集箱定位块59、螺杆60。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

如图1所示，为本发明提供的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，该单果采摘机械装置主要包括采摘模块与移动平台，采摘模块安装在移动平台上。其中，采摘模块又包括采摘执行机构、果实输送机构和采摘杆，采摘执行机构用于采摘果实，果实输送机构用于将采摘执行机构采摘的果实输送至设于移动平台上的收集箱中，采摘杆的顶部固定有采摘执行机构，能实现长度和方向调节，以便于更好的对果实进行摘取。

移动平台主要包括车体12和收集箱23，如图17所示，为移动平台的一种结构示意图。车体12主要用于实现整个单果采摘机械装置的移动，具体可以选用现有的鸡公车型电动农用双轮搬运爬坡车。车体12包括处于相对两侧的第一端侧和第二端侧，其中，靠近车体12握柄所在的一侧作为第一端侧。在车体12第一端侧的底部并列设有两个万向轮13，每个万向轮13均能通过锁紧机构实现限位。在车体12第二端侧的底部并列设有两个车轮25，两个车轮25分别与驱动电机24的输出轴同轴固定连接，驱动电机24固定于车体12底部，通过驱动电机24能带动两个车轮25同步转动，以实现车体12的移动。在车体12的第二端侧处设有一对铰孔，通过该铰孔铰接有能上下转动的防滑块22。防滑块22为板状结构，在初始状态下防滑块22垂直立于车体12上，其一面朝向外侧、一面朝向车体12握柄所在侧，在防滑块22的外侧面设有多个排列布设的锥刺，当单果采摘机械装置进行山坡作业时，可以将防滑块22水平放置，使锥刺与地面接触，进而防止车体12的滑动移位。在车体12的顶部固定有收集箱23，在收集箱23的两侧底部分别放置有高度不同的收集箱定位块59，以使收集箱23在车体12处于水平状态时能够呈现向第二端侧倾斜。收集箱23为上开口的槽型结构，槽内沿倾斜方向设有若干平行的隔板，以将收集箱23内部分隔为多个条状的收集槽，每条收集槽均向第二端侧倾斜。

采摘执行机构主要包括第一壳体1和第二壳体2，如图2所示，为采摘执行机构的一种剖面示意图。如图3所示，为第一壳体1的一种结构示意图，第一壳体1主要包括第一主体和弧形槽。第一主体为内部中空的柱状结构，部分侧壁向上延伸并构成能容纳果实的半开放式弧形槽，弧形槽的槽口冲向第一主体的轴线。在第一主体的顶部设有用于实现果实底部限位的定位块38，在实际应用时，果实底部压设于定位块38的顶端。在定位块38的两侧分别设有垂直第一主体轴线的第一线性滑轨40，两条第一线性滑轨40均各自通过第一线性滑块29滑动连接有夹爪14，通过沿第一线性滑轨40的移动，两个夹爪14能共同实现对位于半开放弧形槽内果实的夹持，也就是说，两个夹爪14的夹持面为对称设置。第一主体的内部包括第一滑块31、第一丝杠33和第一电机42，第一滑块31位于第一主体内部的上方且能沿第一主体轴线方向上下滑动，第一滑块31的下端面与第一丝杠螺母32的上表面固定连接，第一丝杠螺母32与第一丝杠33之间构成螺纹连接。第一丝杠33的一端贯穿第一滑块31并与第一主体顶部转动连接，另一端与第一电机42的输出轴同轴固定连接，第一电机42固定于第一主体内部的下方。每个第一线性滑块29的内侧面分别与牵引绳39的一端相连，牵引绳39的另一端通过导轮30转向后与第一滑块31的上端面固定连接且与上端面垂直。通过第一电机42能驱动第一丝杠33的旋转，使第一滑块31沿第一壳体1轴线方向滑动，进而通过牵引绳39控制两个夹爪14的夹持强度。

在实际应用时，如图4和5所示，可以在第一主体的顶部固定一个条状的支撑框架41，支撑框架41的长度方向垂直第一主体的轴线，且两端均伸出第一主体，也就是说，支撑框架41和第一主体共同构成十字型结构。支撑框架41的对称中心处固定有竖直的螺杆60，定位块38通过螺杆60与支撑框架41固定连接。支撑框架41伸出第一壳体1的两段分别沿长度方向设有凹槽，两个第一线性滑轨40分别固定于两侧的凹槽内。两个夹爪14的外侧面分别固定有复位弹簧28，两个复位弹簧28的一端均分别与所在侧夹爪14的外侧面固定连接，另一端与所在侧支撑框架41的内侧壁固定连接，复位弹簧28初始状态下处于原长，对所连接的夹爪14无预紧力。两个导轮30均固定于支撑框架41上，且分别位于定位块38的两侧，两个导轮30能自由转动，且转轴垂直第一主体的轴线。牵引绳39应当采用刚性绳索，比如钢丝绳。

在实际应用时，在保证夹持住果实的同时，还要避免过大的夹持力对果实的破坏，因此，为了控制两个夹爪14对果实的夹持力，可以在每个夹爪14的夹持面均设有用于保护果实的充气气囊26，气囊26柔性的接触面能够更好的贴合果实表皮，此外，还可以在气囊26的夹持面固定有与控制模块连接的电阻式压力薄膜传感器27，通过电阻式压力薄膜传感器27可以实时检测夹持力的大小，当检测到夹持力超过预设值时，便会停止两个夹爪14的运动，从而控制夹取力度避免果实损坏。

第二壳体2主要包括第二主体和收集槽43，如图6所示，为第二壳体的一种结构示意图。第二主体为内部中空的柱状结构，部分侧壁向上延伸并构成能容纳第一壳体1的半开放收集槽43，收集槽43的槽口冲向第二主体的中轴线，第一壳体1能在收集槽43内转动且两者互不干涉影响。也就是说，收集槽43的最小直径部分略大于第一壳体1旋转最大直径，稍微留有空隙，不得干涉采摘动作。收集槽43的底部开设开口，在实际应用时，为了使通过夹爪14采摘的果实能够更好的通过收集槽43输送至第一波纹管3中，收集槽43的开口可以满足：当第一壳体1处于下极限位置时所夹持果实的正对处。此外，收集槽43可以设置为沿轴线方向由上至下开口逐渐变大的锥状结构，且开口处向下凹陷，以便于果实在收集槽43中能够滚动落入开口内。

第一主体的下端转动连接有第二滑块34，第二滑块34位于第二主体上部，第二滑块34通过第二主体侧壁上方的竖向开口槽与其构成滑动连接，使第二滑块34能沿第二主体轴线方向滑动。第二主体内部沿轴线设有第二丝杠35，第二丝杠35的上端贯穿第二滑块34并与第一壳体1的底部固定连接，第二丝杠35的下端与第二电机37的输出轴同轴固定连接，第二电机37固定于第二主体内部下方。第二丝杠35上螺纹连接有第二丝杠螺母36，第二丝杠螺母36固定于第二滑块34和第二电机37之间的第二主体内腔中，第二电机37与第三滑块44固定连接，第三滑块44可以通过第二主体侧壁下方的竖向开口槽与其构成滑动连接，使其能沿第二主体轴线滑动。由于第二丝杠螺母36与第二主体内腔相固定，因此，通过第二电机37驱动第二丝杠35旋转时，第三滑块44和第二滑块34能够同步上下滑动，进而控制第一壳体1的转动和上下移动。

采摘杆的顶部与第二壳体2底部连接，底部固定于车体12上。采摘杆应当采用可实现周向旋转和轴向伸缩的结构，如图7～10所示，本发明给出了一种采摘杆的优选结构，具体如下：

采摘杆包括水平并列设置的第一机械臂4(右机械臂)和第二机械臂16(左机械臂)，第一机械臂4和第二机械臂16的内侧表面间留有空隙，第二壳体2的底部固定于第一机械臂4的上端。第一机械臂4的内侧凹槽中固定安装有第二线性滑块51，第二机械臂16的内侧沿长度方向固定设有第二线性滑轨52，第二线性滑块51和第二线性滑轨52之间构成滑动连接。在第一机械臂4的内侧沿长度方向固定有齿条47，齿条47上部设有能与其啮合传动的齿轮45。齿轮45与第三电机15的输出轴同轴固定连接，使齿轮45能通过第三电机15驱动旋转，第三电机15固定于第二机械臂16的上端。通过齿轮45和齿条47、第二线性滑块51和第二线性滑轨52之间的作用，可以使第一机械臂4能沿第二机械臂16上下移动以实现采摘杆的伸缩。在第二机械臂16的下端固定有手持握柄6，手持握柄6下端与底座7上端铰接，从而使第二机械臂16可以在竖直面上转动。底座7下端连接有固定于车体12上的蜗轮丝杠升降机8，底座7下端与蜗轮丝杠升降机8的丝杠同轴连接，并通过固定于车体12上的第六电机11提供动力。在车体12载物板上靠近握柄的左右两侧设计有一高(即缓冲台)一低两个凸台，蜗轮丝杠升降机8固定在车体12低凸台上，蜗轮丝杠升降机8靠近车体12握柄的一侧与第六电机11输出轴同轴固定连接，第六电机11固定安装在车体12低凸台一侧的电机架内。

在工作状态时，为保证人员的操作便捷，手持握柄6相对于地面的高度可以设置为1m左右。此外，还可以在手持握柄6上铰接有把手5，通过把手5来控制第一电机42带动第一丝杠33转动，使第一丝杠螺母32下移。手持握柄6上端设有控制开关18，控制开关18用于控制第三电机15带动齿轮45与齿条45运动，实现第一机械臂4沿第二机械臂16的移动伸缩。

如图11～16所示，为果实输送机构中各部件的结构示意图。果实输送机构主要包括由高到低设置的第一波纹管3、闸门通道46、第二波纹管17、螺旋形管道19、缓冲台、第三波纹管21和移动架9。收集槽43的底部凹陷处设有开口，第一波纹管3的上端通过该开口与收集槽43连通，第一波纹管3的下端与闸门通道46上端连通，闸门通道46固定于第二机械臂16中段的外侧壁上。闸门通道46为直管段，内部垂直轴向设有第一挡板49。第一挡板49的转柄与第四电机50连接，通过第四电机50能控制第一挡板49的转动以实现该通道的开启或闭合。在实际应用时，为了通过检测闸门通道46内是否有果实以控制第一挡板49的开闭状态，在位于第一挡板49处的闸门通道46侧壁开设第一透光口，第一挡板49关闭状态下能将第一透光口完全封闭，在闸门通道46内侧设有接收端正对第一透光口的第一漫反射光电传感器48，通过第一漫反射光电传感器48接收到的信号能控制第一挡板49的开闭。第一挡板49的转柄下端与第四电机50输出轴同轴固定连接，第四电机50固定嵌入在第二机械臂16外侧壁的下凹槽内。第一漫反射光电传感器48固定嵌入在第二机械臂16外侧壁的上凹槽内，且正对闸门通道46的内侧开口，第一漫反射光电传感器48的下端贴近第一挡板49的上端。

第二波纹管17的上端与闸门通道46的下端开口固定连接，下端与螺旋形管道19的上端开口固定连接。车体12顶部固定有缓冲台，缓冲台内部设有上下连通的弯曲通道，螺旋形管道19的下端与弯曲通道的上端连通。螺旋形管道19的内部设有第二挡板53，第二挡板53的转柄与第五电机54连接，通过第五电机54能控制第二挡板53的转动以实现该通道的开启或闭合。在实际应用时，为了通过检测螺旋形管道19内是否有果实以控制第二挡板53的开闭状态，在位于第二挡板53处的螺旋形管道19侧壁开设第二透光口，第二挡板53关闭状态下能将第二透光口完全封闭。螺旋形管道19内侧设有接收端正对第二透光口的第二漫反射光电传感器20，通过第二漫反射光电传感器20接收到的信号能控制第二挡板53的开闭。第二漫反射光电传感器20可以固定安装在车体12缓冲台的上表面外侧，且正对于螺旋形管道19下端的侧壁开口处。第五电机54固定嵌入于车体12缓冲台的开口内，第二挡板53的转柄下端与第五电机54输出轴同轴固定连接，转动第二挡板53，可实现螺旋形管道19底部开口的开合。

弯曲通道的下端与第三波纹管21的上端连通，第三波纹管21的下端通过移动架9悬于收集箱23槽内较高的一侧，使位于第三波纹管21内的果实能落入收集箱23内。靠近车体12第一端侧处设有垂直收集箱23中隔板的第三丝杠56，第三丝杠56能通过第七电机58驱动旋转。第三丝杠56上螺纹连接有第三丝杠螺母57，第三丝杠螺母57与移动架9固定连接，通过第三丝杠56的转动能带动移动架9沿着收集箱23横向移动，以使果实通过第三波纹管21落入不同的收集槽中。在实际应用时，可以在每个收集槽位于高处的侧壁均开设有第三透光口，与第三透光口相对处设有第三漫反射光电传感器55，通过第三漫反射光电传感器55接收到的信号以控制第三丝杠56的转动。也就是说，车体12靠近握柄处侧壁有一开口内腔，第七电机58固定于车体12内腔靠近缓冲台一侧；第三丝杠56一端与第七电机58输出轴同轴固定连接，另一端与车体12内腔靠近低凸台一侧转动连接；第三丝杠螺母57与第三丝杠56构成螺纹连接；移动架9下端与第三丝杠螺母57固定连接；第三漫反射光电传感器55固定连接于移动架9上端凹槽内，第三漫反射光电传感器55正对于收集箱23靠近握柄一侧的侧壁开孔处；第三波纹管21的上端与车体12缓冲台下开口固定连接，第三波纹管21下端与移动架9固定，可通过第三丝杠与第三丝杠螺母间的相对运动沿车体横向移动。

在实际应用时，可以在收集箱23内槽铺设一层海绵，减轻果实落入时的冲击作用。工作时起缓冲作用的第一挡板49与第二挡板53之间的垂直距离高度可以设置为600mm左右，第一挡板49和第二挡板53与果实接触的一侧均铺有一层海绵。果实从采摘完成下落至收集箱23之间先经过闸门通道46，受到第一挡板49一次阻挡后再进入螺旋形管道19环绕下落，实现果实下落过程的缓冲，后受到螺旋形管道19出口处第二挡板53的第二次阻挡，经过车体12缓冲台内部后以进一步减少冲击。其中，第一波纹管3与第二波纹管17均可以伸缩以配合第一机械臂4的移动，第三波纹管21可以伸缩以配合移动架9的水平移动。

在实际应用时，可以将单果采摘机械装置中的各电机、传感器和开关等部件均与控制模块10相连，以实现智能化操作。控制模块10可以设置为箱体结构，并固定于车体12上。

利用上述单果采摘机械装置的采摘方法，具体如下：

第一步：在停止工作的状态下，通过控制模块控制第一电机42正转，第一丝杠螺母32移动至下极限位置，两个夹爪14均处于内极限位置，即两个夹爪14均闭合。控制模块控制第二电机37正转，由于第二丝杠螺母36是固定的，那么第二丝杠35将会旋转前移使第一壳体1恢复至最下端，采摘执行机构置于收缩状态。

第二步：通过移动平台将单果采摘机械装置移动至指定工作地点后，调整车辆方向。若在平地场景工作时，由于收集箱23本身呈倾斜状态，因此车辆方向无太大影响；若在山地环境工作时，需要调整车体12让装有防滑块22的一端朝向低坡，使收集箱23保持朝一端倾斜，随后放下防滑块22，使其锥刺刺入山坡的泥土防止车辆滑动。启动蜗轮丝杠升降机8将采摘杆升起，通过控制模块控制第一电机42反转，带动第一丝杠33旋转，使第一丝杠螺母32连同第一滑块31移动至上极限位置，通过牵引绳39的作用使两个夹爪14均处于外极限位置，进而将两个夹爪14打开。通过控制模块控制第二电机37反转，带动第二丝杠35旋转，由于第二丝杠螺母36固定于第二壳体2上，第二滑块34带动第一壳体1向上滑动，使第一壳体1处于上极限位置。通过第七电机58带动第三丝杠56旋转，使与第三丝杠螺母57固定连接的移动架9处于收集箱23的一侧极限位置。此时，单果采摘机械装置处于准备工作的复位状态。

第三步：调整采摘杆，拨动控制开关18控制第三电机15带动齿轮45与齿条45运动，进而移动第一机械臂4实现采摘杆伸缩。采摘杆可以左右转动与上下摆动，配合采摘杆的伸缩，利用第一壳体1上的定位块及下方弧形槽以实现目标果实定位，使夹爪14位于果实两侧。也就是说，通过调整采摘杆的高度和方向，使待采摘的果实处于第一壳体1的弧形槽内，果实的底部置于定位块38顶部，以实现果实的初步定位。

第四步：如图18所示，为采摘执行机构的控制流程图，具体如下：按下手持握柄6的把手5，通过控制模块控制第一号电机42带动第一丝杠33转动，使第一丝杠螺母32连同第一滑块31向下移动，通过牵引绳39的作用使两个夹爪14逐渐向内滑动并夹紧果实。当位于夹爪内侧的电阻式压力薄膜传感器27检测到夹持力过大时，为了避免果实损坏，第一电机42停止，开始启动第二电机37带动第二丝杠35旋转，使夹紧果实的第一壳体1进行旋转下拉运动，以实现果实采摘。此时，第一壳体1原本朝上的一面此时处于翻转向下的状态，使弧形槽的槽口朝向收集槽43，控制第一电机42反转，夹爪14松开，果实自然掉落至下方的收集槽43中。松开把手5，控制模块控制整个采摘执行机构进行复位，准备进行下一个果实的采摘。

第五步：由于收集槽43存在锥度，槽内的果实会向开孔处滚动，并掉入第一波纹管(3)进行输送。如图19所示，为果实输送机构的控制流程图，具体如下：在经过闸门通道46时，由于第一挡板49的作用先阻止果实的进一步掉落，对果实实现缓冲作用，当第一漫反射光电传感器48检测到第一挡板上有果实后，控制模块再控制第四电机50启动，打开第一挡板49使得果实下落。果实进一步下落后依次进入第二波纹管17与螺旋形管道19，受到进一步缓冲后在螺旋形管道19的底部再一次被第二挡板53阻挡。在第二漫反射光电传感器20感应到果实后再控制第五电机54打开第二挡板53。经过两次缓冲，果实依次经由弯曲通道和第三波纹管21后落入收集箱23中。

第六步：由于收集箱23向第二端侧倾斜，落入收集箱23中的果实会在重力作用下滚向第一端侧。重复第三步到第五步，当一列收集槽内的果实堆叠至预设高度时，第三漫反射光电传感器55通过收集箱23侧壁开孔检测到果实，控制模块控制第七电机58启动，转动第三丝杠56使得连接在螺母上的移动架9从左至右(或从右至左)水平移动，将移动架9移动至相邻的收集槽，第三波纹管21悬于下一列收集槽的上方，以进行下一列果实收集。

第七步：重复第六步，当所有收集槽均装满果实后，控制模块第四电机50关闭第一挡板49，通过第五电机54关闭第二挡板53，随后将该收集箱23从车体12上取下，完成一轮的果实采摘过程。在车体12中放入空的收集箱23，并使单果采摘机械装置恢复至复位状态，以进行下一轮的果实采摘过程。

本发明克服了果实采摘输送过程中容易受损、单果采摘与装箱效率低、人工采摘劳动强度大等缺点，该装置操作安全便捷、果实损伤程度小、通用性好，适用于不同类型山地作业的单果采摘。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，包括采摘模块与移动平台，采摘模块包括采摘执行机构、果实输送机构和能实现长度调节的采摘杆；所述移动平台包括车体(12)和收集箱(23)；车体(12)能实现移动和转向，包括处于相对两侧的第一端侧和第二端侧，其中第一端侧靠近车体(12)的握柄；所述车体(12)顶部固定有向第二端侧倾斜的收集箱(23)，收集箱(23)为上开口的槽型结构，槽内沿倾斜方向设有若干平行的隔板，以将收集箱(23)内部分隔为多个条状的收集槽；

所述采摘执行机构包括第一壳体(1)和第二壳体(2)；第一壳体(1)包括第一主体和弧形槽；所述第一主体为内部中空的柱状结构，部分侧壁向上延伸并构成能容纳果实的半开放式弧形槽，第一主体顶部设有用于实现果实底部限位的定位块(38)，定位块(38)的两侧分别设有垂直第一主体轴线的第一线性滑轨(40)；每个第一线性滑轨(40)均各自通过第一线性滑块(29)滑动连接有夹爪(14)，两个夹爪(14)通过沿第一线性滑轨(40)的移动能共同实现对位于半开放弧形槽内果实的夹持；所述第一主体内部包括第一滑块(31)、第一丝杠(33)和第一电机(42)，第一滑块(31)位于上方且能沿轴线方向滑动，其下端面固定连接有第一丝杠螺母(32)，第一丝杠螺母(32)与第一丝杠(33)构成螺纹连接；所述第一丝杠(33)的一端贯穿第一滑块(31)并与第一主体顶部转动连接，另一端与第一电机(42)的输出轴同轴固定连接；每个第一线性滑块(29)的内侧面分别与牵引绳(39)的一端相连，牵引绳(39)的另一端通过导轮(30)转向后与第一滑块(31)的上端面固定连接；通过第一电机(42)能驱动第一丝杠(33)的旋转，使第一滑块(31)沿第一壳体(1)轴线方向滑动，进而通过牵引绳(39)控制两个夹爪(14)的夹持强度；所述第一主体的下端转动连接有第二滑块(34)；第二壳体(2)包括第二主体和收集槽(43)；所述第二主体为内部中空的柱状结构，部分侧壁向上延伸并构成能容纳第一壳体(1)的半开放收集槽(43)，第一壳体(1)能在收集槽(43)内转动且不受干涉；所述第二滑块(34)位于第二主体上部，第二滑块(34)能沿第二主体轴线方向滑动；第二主体内部沿轴线设有第二丝杠(35)；第二丝杠(35)的一端贯穿第二滑块(34)并与第一壳体(1)的底部固定连接，另一端与第二电机(37)的输出轴同轴固定连接；第二丝杠(35)上螺纹连接有第二丝杠螺母(36)，第二丝杠螺母(36)固定于第二滑块(34)和第二电机(37)之间的第二主体内腔中；第二电机(37)与能沿第二主体轴线滑动的第三滑块(44)固定连接；通过第二电机(37)能驱动第二丝杠(35)的旋转，以控制第一壳体(1)的转动和上下移动；所述采摘杆的顶部与第二壳体(2)底部连接，底部固定于车体(12)上；

所述果实输送机构包括由高到低设置的第一波纹管(3)、闸门通道(46)、第二波纹管(17)、螺旋形管道(19)、缓冲台、第三波纹管(21)和移动架(9)；所述收集槽(43)的底部凹陷处设有开口；第一波纹管(3)的上端通过该开口与收集槽(43)连通，下端与固定于采摘杆中段外侧的闸门通道(46)上端连通；闸门通道(46)为直管段，内部垂直轴向设有第一挡板(49)；第一挡板(49)的转柄与第四电机(50)连接，通过第四电机(50)能控制第一挡板(49)的转动以实现该通道的开启或闭合；所述第二波纹管(17)的上端与闸门通道(46)的下端开口固定连接，下端与螺旋形管道(19)的上端开口固定连接；所述车体(12)顶部固定有缓冲台，缓冲台内部设有上下连通的弯曲通道，螺旋形管道(19)的下端与所述弯曲通道的上端连通；螺旋形管道(19)的内部设有第二挡板(53)，第二挡板(53)的转柄与第五电机(54)连接，通过第五电机(54)能控制第二挡板(53)的转动以实现该通道的开启或闭合；所述弯曲通道的下端与第三波纹管(21)的上端连通，第三波纹管(21)的下端通过移动架(9)悬于收集箱(23)槽内较高的一侧，使位于第三波纹管(21)内的果实能落入收集箱(23)内；靠近车体(12)第一端侧处设有垂直收集箱(23)中隔板的第三丝杠(56)，第三丝杠(56)能通过第七电机(58)驱动旋转；第三丝杠(56)上螺纹连接有第三丝杠螺母(57)，第三丝杠螺母(57)与移动架(9)固定连接，通过第三丝杠(56)的转动能带动移动架(9)沿着收集箱(23)横向移动，以使果实通过第三波纹管(21)落入不同的收集槽中。

2.根据权利要求1所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，所述车体(12)采用鸡公车型电动农用双轮搬运爬坡车，其第一端侧底部并列设有两个具有锁紧机构的万向轮(13)，每个万向轮(13)均能通过锁紧机构实现限位；第二端侧底部并列设有两个车轮(25)，两个车轮(25)分别与驱动电机(24)的输出轴同轴固定连接，通过固定于车体(12)底部的驱动电机(24)能带动两个车轮(25)同步转动，以实现车体(12)的移动；位于车体(12)的第二端侧处铰接有能上下转动的防滑块(22)；防滑块(22)为板状结构，外侧面设有若干锥刺，当防滑块(22)水平放置时，锥刺能与地面接触，以防止车体(12)滑动移位。

3.根据权利要求1所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，所述第一主体的顶部固定有条状支撑框架(41)；支撑框架(41)的长度方向垂直第一主体的轴线，且两端均伸出第一主体，支撑框架(41)和第一主体共同构成十字型结构；支撑框架(41)的顶部中心处通过螺杆(60)固定连接有定位块(38)，伸出第一壳体(1)的两端分别沿长度方向设有凹槽，两个第一线性滑轨(40)分别固定于两侧的凹槽内；两个夹爪(14)的外侧面分别固定有无预紧力的复位弹簧(28)；两个复位弹簧(28)的一端均分别与所在侧夹爪(14)的外侧面固定连接，另一端与所在侧支撑框架(41)的内侧壁固定连接；两个导轮(30)均固定于支撑框架(41)上，且分别位于定位块(38)的两侧，两个导轮(30)能自由转动，且转轴垂直第一主体的轴线。

4.根据权利要求1所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，每个所述夹爪(14)的夹持面均设有用于保护果实的气囊(26)，气囊(26)的夹持面固定有与控制模块连接的电阻式压力薄膜传感器(27)，电阻式压力薄膜传感器(27)用于检测夹持力。

5.根据权利要求1所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，所述收集槽(43)在第一壳体(1)处于最下端时夹持的果实正对位置处，设置开口；收集槽(43)为沿轴线方向由上至下开口逐渐变大的锥状结构，以便于果实落入开口内。

6.根据权利要求1所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，所述采摘杆包括水平并列设置的第一机械臂(4)和第二机械臂(16)，第二壳体(2)底部固定于第一机械臂(4)的上端；所述第一机械臂(4)的内侧固定安装有第二线性滑块(51)，第二线性滑块(51)与沿长度方向固定于第二机械臂(16)内侧的第二线性滑轨(52)滑动连接；第一机械臂(4)的内侧沿长度方向固定有齿条(47)，齿条(47)上部设有能与其啮合传动的齿轮(45)，齿轮(45)通过固定于第二机械臂(16)上的第三电机(15)驱动旋转，使第一机械臂(4)能沿第二机械臂(16)上下移动以实现采摘杆的伸缩；第二机械臂(16)下端固定有手持握柄(6)，手持握柄(6)下端铰接有底座(7)，底座(7)下端连接有固定于车体(12)上的蜗轮丝杠升降机(8)；底座(7)下端与蜗轮丝杠升降机(8)的丝杠同轴连接，并通过固定于车体(12)上的第六电机(11)提供动力。

7.根据权利要求6所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，所述底座(7)与蜗轮丝杠升降机(8)之间转动连接；手持握柄(6)的高度为0.8～1.2m，以便于人员操作；手持握柄(6)上铰接有把手(5)，把手(5)用于控制第一电机(42)带动第一丝杠(33)转动，使第一丝杠螺母(32)下移；手持握柄(6)上端设有控制开关(18)，控制开关(18)用于控制第三电机(15)带动齿轮(45)与齿条(45)运动，实现第一机械臂(4)沿第二机械臂(16)的移动伸缩。

8.根据权利要求1所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，位于所述第一挡板(49)处的闸门通道(46)侧壁开设第一透光口，第一挡板(49)关闭状态下能将第一透光口完全封闭；闸门通道(46)内侧设有接收端正对第一透光口的第一漫反射光电传感器(48)，通过第一漫反射光电传感器(48)接收到的信号能控制第一挡板(49)的开闭；位于第二挡板(53)处的螺旋形管道(19)侧壁开设第二透光口，第二挡板(53)关闭状态下能将第二透光口完全封闭；螺旋形管道(19)内侧设有接收端正对第二透光口的第二漫反射光电传感器(20)，通过第二漫反射光电传感器(20)接收到的信号能控制第二挡板(53)的开闭；每个收集槽位于高处的侧壁均开设有第三透光口，与第三透光口相对处设有第三漫反射光电传感器(55)，通过第三漫反射光电传感器(55)接收到的信号以控制第三丝杠(56)的转动。

9.根据权利要求1所述的一种适用于山地作业的单果采摘机械装置，其特征在于，所述收集箱(23)的底部以及第一挡板(49)和第二挡板(53)的上侧面均设有用于缓冲的海绵，以减轻果实的冲击作用；第一挡板(49)和第二挡板(53)之间的垂直距离为500～700mm。

10.一种利用权利要求1～9任一所述单果采摘机械装置的采摘方法，其特征在于，具体如下：

S1：通过移动平台将单果采摘机械装置移动至指定工作地点，通过第一电机(42)带动第一丝杠(33)旋转，使第一丝杠螺母(32)连同第一滑块(31)移动至上极限位置，通过牵引绳(39)的作用使两个夹爪(14)均处于外极限位置；通过第二电机(37)带动第二丝杠(35)旋转，由于第二丝杠螺母(36)固定于第二壳体(2)上，第二滑块(34)带动第一壳体(1)向上滑动，使第一壳体(1)处于上极限位置；通过第七电机(58)带动第三丝杠(56)旋转，使与第三丝杠螺母(57)固定连接的移动架(9)处于收集箱(23)的一侧极限位置；此时，单果采摘机械装置处于准备工作的复位状态；

S2：通过调整采摘杆的高度和方向，使待采摘的果实处于第一壳体(1)的弧形槽内，果实的底部置于定位块(38)顶部，以实现果实的初步定位；通过第一电机(42)带动第一丝杠(33)旋转，使第一丝杠螺母(32)连同第一滑块(31)向下移动，通过牵引绳(39)的作用使两个夹爪(14)逐渐向内滑动并夹紧果实；随后第一电机(42)关闭，通过第二电机(37)带动第二丝杠(35)旋转，使夹紧果实的第一壳体(1)进行旋转下拉运动，以实现果实采摘；使弧形槽的槽口朝向收集槽(43)，通过第一电机(42)带动第一丝杠(33)旋转，使两个夹爪(14)逐渐松开果实，果实落入收集槽(43)中；

S3：由于收集槽(43)底部凹陷，果实逐渐滚动至开口处，并落入第一波纹管(3)中进行输送；在经过闸门通道(46)时，由于第一挡板(49)的作用阻止果实的进一步掉落，对果实实现缓冲作用；随后通过第四电机(50)开启第一挡板(49)，使果实经由闸门通道(46)落入第二波纹管(17)中；果实经由第二波纹管(17)和螺旋形管道(19)的进一步缓冲作用后，被第二挡板(53)阻挡，以对果实实现缓冲作用；随后通过第五电机(54)开启第二挡板(53)，使果实依次经由弯曲通道和第三波纹管(21)后落入收集箱(23)中；由于收集箱(23)向第二端侧倾斜，落入收集箱(23)中的果实会在重力作用下滚向第一端侧；

S4：重复步骤S2和S3，当一列收集槽内的果实堆叠至预设高度时，通过第七电机(58)带动第三丝杠(56)旋转，使与第三丝杠螺母(57)固定连接的移动架(9)沿收集箱(23)横向移动，使第三波纹管(21)悬于下一列收集槽的上方，以进行下一列收集槽的果实收集；

S5：重复步骤S4，当所有收集槽均装满果实后，通过第四电机(50)关闭第一挡板(49)，通过第五电机(54)关闭第二挡板(53)，随后将该收集箱(23)从车体(12)上取下，完成一轮的果实采摘过程；放入空的收集箱(23)，并使单果采摘机械装置恢复至复位状态，以进行下一轮的果实采摘过程。

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