CN208095237U - 水果采摘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水果采摘装置，用于实现苹果等果实的精准采摘。它包括壳体、抓取机构、切割机构和微型马达，所述壳体内部安装抓取机构、切割机构和微型马达的空腔，所述壳体前端U形缺口，抓取机构包括T形框架、齿条和柔性橡胶棒，壳体内部设置有两条弧形的导向通道，该导向通道起始于齿条的前端，终止于所述U形缺口，所述柔性橡胶棒与齿条的前端固定连接，所述齿条推动柔性橡胶棒沿着导向通道形变与运动，并实现两条柔性橡胶棒在U形缺口处合拢；所述切割机构包括彼此连接的轴套和刀具，实现水果梗的抓取和切断。通过齿轮、齿条联动设计，可以实现果梗的抓取与切断操作，使得机械结构更加简化，在使得装置更加小型化。

Description

水果采摘装置

技术领域

该实用新型涉及农业生产中使用的水果采摘装备技术领域。

背景技术

以苹果、鸭梨为例，目前针对这种水果采摘设备主要分为四类：

1、机械推摇式采收机：机械推摇式采收机主要由推摇器、夹持器、接载装置和输送装置等组成。其工作原理是利用机械推摇果树枝干产生振动，传递到果实上使果实产生加速度，当其惯性力大于果实与果枝的结合力时，果实与果枝脱离而掉落。

2、械撞击式采收机：机械撞击式采收机是采用不同类型的撞击部件撞击树冠上的果枝，将果实振落。

3、气力振播式采收机：气力振摇式采收机有吹气式和吸气式两种。吹气振摇式采收机是利用风机产生的高速气流(44m/s),通过两个或多个排气口吹向果树，同时导向器以60～70次/mir的频率不断改变气流方向，使果实振据产生惯性力而胀离果枝。

4、切割式采收机：切割式采收机是将树枝或果柄切断使果实与果树分离，从而实现采摘，又分为机械切割和动力切割，如油锯、气动剪和电动剪。

上述前三类采摘设备都是粗狂的采摘设备，无法实现水果的精准采摘，第四类采摘机无法实现准确采摘，所以，目前，水果的精准采摘主要依靠人工采摘方式。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种水果采摘装置，通过电驱动技术，实现单果的精准抓取与采摘。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

水果采摘装置,其特征在于，包括壳体、抓取机构、切割机构和微型马达，

所述壳体内部安装抓取机构、切割机构和微型马达的空腔，所述壳体前端U形缺口，所述壳体后端为安装端，

所述抓取机构包括T形框架、齿条和柔性橡胶棒，其中，所述齿条与所述T形框架固定为一体，且在齿条和T形框架的左右两侧设置有限位块，所述限位块使得齿条仅仅具有前后方向移动的自由度；

所述壳体内部设置有两条弧形的导向通道，该导向通道起始于齿条的前端，终止于所述U形缺口，所述柔性橡胶棒与齿条的前端固定连接，所述齿条推动柔性橡胶棒沿着导向通道形变与运动，并实现两条柔性橡胶棒在U形缺口处合拢；

所述切割机构包括彼此连接的轴套和刀具，其中轴套可转动的安装在壳体内部，所述轴套上设置有局部齿；

所述微型马达的动力输出轴上的小齿轮同时与所述轴套和齿条进行齿啮合。

进一步地，在所述U形缺口部位设置光电传感器。

进一步地，所述壳体为工程塑料件或者不锈钢件。

进一步地，所述刀具为镰刀形状。

进一步地，所述安装端和手持杆件或者智能机械臂进行连接。

进一步地，所述导向通道是由若干柱状物连续或者间断的围合形成的。

进一步地，所述轴套和销钉之间安装微型轴承。

本实用新型的有益效果是：

通过齿轮、齿条联动设计，仅仅使用一个微型马达就可以实现果梗的抓取与切断操作，使得机械结构更加简化，在使得装置更加小型化。

可以实现对果梗的精准抓取、切割实现单果精细化采摘作业，满足对于精品农业的生产需要。

电动马达只需要转动少量角度就可以完成一次切断，效率高，且可以满足高频的工况要求。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

图2为本实用新型的动作过程示意图。

图3为本实用新型的立体图。

图中：100壳体，110U形缺口，111刀具伸缩槽，120导向通道，130安装端，

200抓取机构，210T形框架，220齿条，230柔性橡胶棒，240限位块，

300切割机构，310轴套，320刀具，330销钉，

400光电传感器，

500微型电马达,

000水果梗。

具体实施方式

参考图1，本水果采摘装置为局部装置，通常安装在杆件的顶部，工作方式为，人工或者智能机械臂握持杆件，利用处于杆件顶部的本装置进行采摘。

该装置有以下几个部分组成：

参考图3，壳体100，整个壳体是由工程塑料或者不锈钢板钣金成型的，由两个片状的半壳组成。壳体内部具有一个空腔，空腔内用来安装抓取机构200、切割机构300和微型电马达500。

壳体100的前端为一个U形缺口110，用来捕捉水果梗，在壳体的后端为安装端130，用来和手持杆件或者智能机械臂进行连接，常见的连接方式由螺纹连接等。

抓取机构200包括T形框架210、齿条220和柔性橡胶棒230，其中，齿条焊接在T形框架上，且两条齿条彼此平行，并关于T形框架对称设置。齿条220和T形框架210形成的联合体布置在壳体内部，且在齿条220和T形框架的左右两侧设置有限位块240，限位块240焊接在壳体内部，在左、右方向形成对T形框架的限位，形成直线滑动。通过限位块240使得齿条220具备前后方向移动的功能。简单来说，T形框架与限位块共同形成了直线滑块机构，T形框架210在前后方向可以移动，移动动力来自于与齿条啮合的微型马达，在微型马达的动力输出轴上小齿轮进行啮合。在齿条220前端对应的壳体100内部设置有导向通道120，该导向通道120为弧形结构，最佳的，该导向通道120是由若干柱状物连续或者间断的围合形成的，该弧形的导向通道120起始于齿条的前端，终止与壳体的U形缺口部位，且导向通道为两个，分别对应一个柔性橡胶棒230。柔性橡胶棒与齿条的前端固定连接，在齿条的前移过程中，齿条推动柔性橡胶棒沿着导向通道运动，并最终实现两条柔性橡胶棒230在U形缺口处的合拢，参考图2，对应的在对应的壳体上设置有柔性橡胶棒穿孔。

切割机构300包括轴套310、刀具320，其中轴套310通过销钉330可转动的安装在壳体内部，形成活动连接，销钉两端固定在壳体上，完成安装。上述的轴套310和销钉330之间还可以安装微型轴承进一步地提高灵活性。刀具320为镰刀形状，一端焊接固定在轴套310上。在轴套310上设置有局部齿，该齿部与微型马达上的齿轮进行啮合。初始状态下，刀具隐藏于壳体内部，当微型马达驱动刀具转动时，刀具320自壳体内转动至U形缺口110部位，并在U形缺口对应的壳体上设置有刀具伸缩槽111，对缺口部位的苹果梗进行切断，切断状态也就是刀具的终止状态。最后微型马达返回初始状态。

进一步地，根据需要在缺口部位增加光电传感器400，通过光电传感器感知苹果梗是否到位，当感知到水果梗位于缺口后，微型马达自动对水果梗进行切断。

下面通过本装置的动作过程对本装置的原理、意义进行详细的阐述和解释。

参考图1，初始状态下，刀具320隐藏于壳体内部，柔性橡胶棒230也隐藏于壳体内部，利用杆件将端部的装置推至待抓取位置，并使得水果梗000顺利进入到U形缺口部位，当光电传感器400检测到水果梗000后，微型马达启动，沿顺时针转动，转动的过程中同时带动与其啮合的齿条和轴套运动，进而同步带动柔性橡胶条和刀具动作，实现对水果梗部位的抓取、切断动作，参考图2，切断后，微型马达返回到初始位置，完成一次采摘。

本装置可以对苹果等进行精准的抓取，实现一次精准切割。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本实用新型的各种变形和改进，均应扩如本实用新型权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.水果采摘装置,其特征在于，包括壳体、抓取机构、切割机构和微型马达，

所述壳体内部安装抓取机构、切割机构和微型马达的空腔，所述壳体前端U形缺口，所述壳体后端为安装端，

所述抓取机构包括T形框架、齿条和柔性橡胶棒，其中，所述齿条与所述T形框架固定为一体，且在齿条和T形框架的左右两侧设置有限位块，所述限位块使得齿条仅仅具有前后方向移动的自由度；

所述壳体内部设置有两条弧形的导向通道，该导向通道起始于齿条的前端，终止于所述U形缺口，所述柔性橡胶棒与齿条的前端固定连接，所述齿条推动柔性橡胶棒沿着导向通道形变与运动，并实现两条柔性橡胶棒在U形缺口处合拢；

所述切割机构包括彼此连接的轴套和刀具，其中轴套可转动的安装在壳体内部，所述轴套上设置有局部齿；

所述微型马达的动力输出轴上的小齿轮同时与所述轴套和齿条进行齿啮合。

2.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，在所述U形缺口部位设置光电传感器。

3.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述壳体为工程塑料件或者不锈钢件。

4.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述刀具为镰刀形状。

5.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述安装端和手持杆件或者智能机械臂进行连接。

6.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述导向通道是由若干柱状物连续或者间断的围合形成的。

7.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于，所述轴套和销钉之间安装微型轴承。