CN207201366U - 一种可控落点收集的对转刀轮摘果装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控落点收集的对转刀轮摘果装置，包括俯仰云台、对转刀轮总成、并联平台总成，所述对转刀轮总成包括左刀轮、右刀轮、刀轮底座、转盘、刀轮电机，所述左刀轮和右刀轮分别通过转盘相对的转动设置在刀轮底座一面，左刀轮和右刀轮分别与固定在所述刀轮底座的另一面刀轮电机驱动连接；俯仰云台包括底板、固定在所述底板上的U形底座和俯仰电机、转动连接在所述U形底座上的U形旋转环，所述俯仰电机的输出端通过传动机构与U形旋转环相连接；所述并联平台总成包括三自由度并联平台以及收集装置。本实用新型具有采摘范围大，容错率高的特点，并且具有一个俯仰转动的自由度，增加其灵活性，降低劳动强度，提高采摘的安全性。

Description

一种可控落点收集的对转刀轮摘果装置

技术领域

本实用新型涉及采摘器械技术领域,具体为一种可控落点收集的对转刀轮摘果装置。

背景技术

目前,收获苹果一般采用人工摘取的方式,劳动强度较大。并且由于多数苹果位于高处,因此采摘人员常需要爬树或者借助梯子才能摘到苹果,整个采摘过程具有一定的危险。为了实现人能够在地面即可摘到树上的果实且不让果实掉落地面造成损坏，设计一种代替人手采摘苹果、可控落点收集的摘果装置是很有必要的。

实用新型内容

本实用新型提供一种可控落点收集的对转刀轮摘果装置,此装置可代替人手采摘苹果，具有采摘范围大，容错率高的特点，并且具有一个俯仰转动的自由度，增加其灵活性。

为了实现上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种可控落点收集的对转刀轮摘果装置，包括俯仰云台、设置在所述俯仰云台上的对转刀轮总成，

所述的对转刀轮总成包括左刀轮、右刀轮、刀轮底座、转盘、刀轮电机，所述的左刀轮和右刀轮分别通过转盘相对的转动设置在刀轮底座一面，所述左刀轮和右刀轮分别与固定在所述刀轮底座的另一面刀轮电机驱动连接；

所述的俯仰云台包括底板、固定在所述底板上的U形底座和俯仰电机、转动连接在所述U形底座上的U形旋转环，所述U形旋转环的顶端与所述刀轮底座固定连接，所述的俯仰电机的输出端通过用于驱动U形旋转环转动的传动机构与U形旋转环相连接。

进一步地，所述的左刀轮及右刀轮的切削刃位置为内凹的弧形，其余位置的边缘设置有圆角，防止误切。

进一步地，所述的刀轮底座靠外一侧设置有与左刀轮及右刀轮相配合的楔形部，同时还设置有供转盘安装的圆形凹槽和通过螺钉与U形旋转环连接的方形凹槽。

进一步地，所述转盘内圈固定在刀轮底座对应的圆形凹槽内，左刀轮、右刀轮固定在转盘外圈上，所述刀轮电机的电机轴通过紧固螺钉分别和左刀轮、右刀轮紧固连接。

进一步地，所述俯仰电机通过电机座固定在底板上，所述俯仰电机的输出端通过联轴器与驱动轴相连，所述驱动轴通过轴承座支承固定在底板上，所述的驱动轴与传动机构相连接。

进一步地，所述的U形旋转环的一侧通过轴支座和支撑轴固定连接，所述支撑轴与U形底座的一侧通过轴承相铰接；所述的U形旋转环的另一侧通过轴支座和阶梯轴固定连接，所述阶梯轴的一端与U形底座的另一侧通过轴承相铰接，所述阶梯轴的另一端与传动机构相连接。

进一步地，所述的传动机构为链轮驱动副，包括固定在阶梯轴上的大链轮、固定在所述驱动轴上的小链轮、连接在所述大链轮和小链轮之间的链条；

或者，

所述的传动机构为带轮驱动副，包括固定在阶梯轴上的大带轮、固定在所述驱动轴上的小带轮、连接在所述大链轮和小链轮之间的传动皮带，所述大带轮和小带轮均为V形槽带轮，所述的传动皮带为V形皮带，或者，所述大带轮和小带轮均为同步带轮，所述的传动皮带为同步皮带。

进一步地，所述的三自由度并联平台包括上平台，下平台、三个均匀连接设置在所述上平台，下平台之间的摇臂驱动装置。

进一步地，所述收集装置包括固定在下平台上的收集框、固定在上平台上的铝架以及若干通过球铰副活动连接于铝架和收集框之间的伸缩杆。

进一步地，所述的摇臂驱动装置包括双输出轴电机、摇臂、连杆，所述的下平台上对称设置有轴承座，所述的双输出轴电机的两个输出轴支承在对称分布的轴承座上，所述的摇臂的一端通过圆盘及螺钉与双输出轴电机的输出轴固定连接，另一端通过球铰副与连杆的一端活动连接，所述连杆的另一端通过球铰副与上平台活动铰接。

相比现有的摘果装置，本实用新型具有采摘范围大，容错率高的特点，可控制落点收集以及可筛除夹杂物的特点，并且具有一个俯仰转动的自由度，增加其灵活性，使人能够在地面即可摘到树上的果实，降低劳动强度，提高采摘的安全性，具备较高的灵活性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的可控落点收集的对转刀轮摘果装置的整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例的对转刀轮总成和俯仰云台的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的对转刀轮总成和俯仰云台某一状态侧视示意图。

图4是本实用新型实施例的对转刀轮总成和俯仰云台另一状态侧视示意图。

图5是为本实用新型实施例的对转刀轮总成主视示意图。(不含刀轮)

图6为本实用新型实施例的对转刀轮总成局部剖视示意图。(不含刀轮)

图7为本实用新型实施的刀轮底座立体结构示意图。

图8是本实用新型实施的刀轮底座结构附图示意图。

图9为图8中A-A向剖视示意图。

图10是本实用新型实施例右刀轮结构示意图。

图11为图10中的B-B向剖视示意图。

图12是本实用新型实施例的俯仰云台结构示意图。

图13是图12中C处放大示意图。

图14是本实用新型实施例驱动机构结构示意图。

图15是本实用新型实施例的并联平台总成的结构示意图。

示意图中零部件的标号说明：

图中所示：1-右刀轮，2-刀轮底座，3-左刀轮，4-旋转环，5-环形底座，6-底板，7-俯仰电机，8-同步带，9-角码，10-转盘，11-刀轮电机，12-楔形，13-刀轮圆，14-大带轮，15-阶梯轴，16-轴支座，17-支撑轴，18-小带轮，19-轴承座，20-联轴器，21-铝架，22-连杆，23-收集框，24-双输出轴电机，25-摇臂，26-圆盘，27-伸缩杆，28-驱动轴。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1至图15 所示，包括俯仰云台、设置在所述俯仰云台上的对转刀轮总成、设置在所述俯仰云台底部的并联平台总成，

所述的对转刀轮总成包括左刀轮3、右刀轮1、刀轮底座2、转盘10、刀轮电机11，所述的左刀轮3和右刀轮1分别通过转盘10相对的转动设置在刀轮底座2一面，所述左刀轮3和右刀轮1分别与固定在所述刀轮底座2的另一面刀轮电机11驱动连接；

所述的俯仰云台包括底板6、固定在所述底板6上的U形底座5和俯仰电机7、转动连接在所述U形底座5上的U形旋转环4，所述U形旋转环4的顶端与所述刀轮底座2固定连接，所述的俯仰电机7的输出端通过用于驱动U形旋转环4转动的传动机构与U形旋转环4相连接，另外，为了提高底板6与U形底座5的连接强度，所述底板6与U形底座5之间还连接设置有角码9；

所述并联平台总成包括三自由度并联平台以及收集装置。

如图10和图11所示，所述的左刀轮3及右刀轮1的四个切削刃位置为内凹的弧形，其余位置的边缘设置有圆角，使用内凹弧形的切削刃的优势在于只要进入刀刃圆内，切削刃就可以勾上果茎，通过刀刃的旋转将果茎带到刀轮底座，通过刀轮底座2和切削刃的配合将果茎切断，并保证了果子脱落位置相对于刀轮总成是不变的，圆角可防止误切。此处切削刃个数不仅限于四个。

如图8和图9所示，所述的刀轮底座2靠外一侧设置有与左刀轮3及右刀轮1相配合的楔形部，同时还设置有供转盘10安装的圆形凹槽和通过螺钉与U形旋转环4连接的方形凹槽。所述楔形部通过与各刀轮切削刃的配合，确保将果茎切断。

如图5和图6所示，所述转盘10内圈固定在刀轮底座2对应的圆形凹槽内，左刀轮3、右刀轮1固定在转盘10外圈上，所述刀轮电机11的电机轴通过紧固螺钉分别和左刀轮3、右刀轮1紧固连接。

如图14所示，所述俯仰电机7通过电机座固定在底板6上，所述俯仰电机7的输出端通过联轴器20与驱动轴28相连，所述驱动轴28通过轴承座19支承固定在底板6上，所述的驱动轴28与传动机构相连接。

如图12和图13所示，所述的U形旋转环4的一侧通过轴支座16和支撑轴17用螺钉固定连接，所述支撑轴17与U形底座5的一侧通过相铰接；所述的U形旋转环4的另一侧通过轴支座16和阶梯轴15用螺钉固定连接，所述阶梯轴15的一端与U形底座5的另一侧通过轴承相铰接，所述阶梯轴15的另一端与传动机构相连接。

所述的传动机构为带轮驱动副，包括固定在阶梯轴15上的大带轮14、固定在所述驱动轴28上的小带轮18、连接在所述大链轮14和小链轮18之间的传动皮带，所述大带轮和小带轮均为同步带轮，所述的传动皮带为同步皮带。

如图15所示，所述的三自由度并联平台包括上平台，下平台、三个均匀连接设置在所述上平台，下平台之间的摇臂驱动装置。所述收集装置包括固定在下平台上的收集框23、固定在上平台上的铝架21以及若干通过球铰副活动连接于铝架21和收集框23之间的伸缩杆27。所述的摇臂驱动装置包括双输出轴电机24、摇臂25、连杆22，所述的下平台上对称设置有轴承座，所述的双输出轴电机24的两个输出轴支承在对称分布的轴承座上，所述的摇臂25的一端通过圆盘26及螺钉与双输出轴电机24的输出轴固定连接，另一端通过球铰副与连杆22的一端活动连接，所述连杆22的另一端通过球铰副与上平台活动铰接。

伸缩杆27保证了整个收集通道可以跟随并联平台动，在云台不转动的情况下，落点是相对于收集通道入口是不变的，且收集通道的大小已经考虑了云台的转动，因此，在并联平台运动的过程中，始终可以保证果实落入通道。另外，伸缩杆27之间的间隙比果实直径小一些，保证了果实不会漏掉，也起到了筛除夹杂物的作用。

在本实用新型的另一可行的实施例中，所述大带轮14和小带轮18均为V形槽带轮，所述的传动皮带为V形皮带。

在本实用新型的另一可行的实施例中，所述的传动机构为链轮驱动副，包括固定在阶梯轴15上的大链轮、固定在所述驱动轴28上的小链轮、连接在所述大链轮和小链轮之间的链条。

上述实施例的工作原理及使用流程如下：

上电后，可分别控制左刀轮3和右刀轮1的旋转，左刀轮3的旋转方向为顺时针，右刀轮1的旋转方向为逆时针。操作者可根据苹果相对刀轮的位置来决定启动哪个刀轮，只要果茎进入刀轮圆13范围内，即可将其切下，操作过程中可通过俯仰电机7来转动俯仰云台调整姿态，满足不同位置苹果的采摘。采摘的果实通过收集通道落入收集框23，随果实一起切下的枝叶在收集通道中靠重力筛除。

本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于，包括俯仰云台、设置在所述俯仰云台上的对转刀轮总成、设置在所述俯仰云台底部的并联平台总成，

所述的对转刀轮总成包括左刀轮、右刀轮、刀轮底座、转盘、刀轮电机，所述的左刀轮和右刀轮分别通过转盘相对的转动设置在刀轮底座一面，所述左刀轮和右刀轮分别与固定在所述刀轮底座的另一面刀轮电机驱动连接；

所述的俯仰云台包括底板、固定在所述底板上的U形底座和俯仰电机、转动连接在所述U形底座上的U形旋转环，所述U形旋转环的顶端与所述刀轮底座固定连接，所述的俯仰电机的输出端通过用于驱动U形旋转环转动的传动机构与U形旋转环相连接；

所述并联平台总成包括三自由度并联平台以及收集装置。

2.根据权利要求1所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于，所述的左刀轮及右刀轮的切削刃位置为内凹的弧形，其余位置的边缘设置有圆角。

3.根据权利要求1所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述的刀轮底座靠外一侧设置有与左刀轮及右刀轮相配合的楔形部，同时还设置有供转盘安装的圆形凹槽和通过螺钉与U形旋转环连接的方形凹槽。

4.根据权利要求3所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述转盘内圈固定在刀轮底座对应的圆形凹槽内，左刀轮、右刀轮固定在转盘外圈上，所述刀轮电机的电机轴通过紧固螺钉分别和左刀轮、右刀轮紧固连接。

5.根据权利要求1所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述俯仰电机通过电机座固定在底板上，所述俯仰电机的输出端通过联轴器与驱动轴相连，所述驱动轴通过轴承座支承固定在底板上，所述的驱动轴与传动机构相连接。

6.根据权利要求5所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述的U形旋转环的一侧通过轴支座和支撑轴固定连接，所述支撑轴与U形底座的一侧通过轴承相铰接；所述的U形旋转环的另一侧通过轴支座和阶梯轴固定连接，所述阶梯轴的一端与U形底座的另一侧通过轴承相铰接，所述阶梯轴的另一端与传动机构相连接。

7.根据权利要求6所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述的传动机构为链轮驱动副，包括固定在阶梯轴上的大链轮、固定在所述驱动轴上的小链轮、连接在所述大链轮和小链轮之间的链条；

或者，

所述的传动机构为带轮驱动副，包括固定在阶梯轴上的大带轮、固定在所述驱动轴上的小带轮、连接在所述大链轮和小链轮之间的传动皮带，所述大带轮和小带轮均为V形槽带轮，所述的传动皮带为V形皮带，或者，所述大带轮和小带轮均为同步带轮，所述的传动皮带为同步皮带。

8.根据权利要求1所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述的三自由度并联平台包括上平台，下平台、三个均匀连接设置在所述上平台，下平台之间的摇臂驱动装置。

9.根据权利要求8所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述收集装置包括固定在下平台上的收集框、固定在上平台上的铝架以及若干通过球铰副活动连接于铝架和收集框之间的伸缩杆。

10.根据权利要求8所述的可控落点收集的对转刀轮摘果装置，其特征在于：所述的摇臂驱动装置包括双输出轴电机、摇臂、连杆，所述的下平台上对称设置有轴承座，所述的双输出轴电机的两个输出轴支承在对称分布的轴承座上，所述的摇臂的一端通过圆盘及螺钉与双输出轴电机的输出轴固定连接，另一端通过球铰副与连杆的一端活动连接，所述连杆的另一端通过球铰副与上平台活动铰接。