CN208175383U - 一种可伸缩移动式菠萝采摘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可伸缩移动式菠萝采摘装置，包括运输车机构以及安装在运输车机构上的机械采摘手臂；所述机械采摘手臂包括安装于运输车机构上可扭转的支撑杆，所述支撑杆上水平安装有角度可调整的控制杆，所述控制杆的一端安装有用于抱紧菠萝的机械手爪，另一端安装有把手；所述机械手爪的下方安装有开合式剪切机构，所述机械手爪以及开合式剪切机构均通过控制机构与扳机相连接，扳机设置于把手端。通过在运输车机构上安装能够扭转、调节位置的机械采摘手臂，能够准备、方便的对菠萝进行采摘，由于设置开合式的机械手爪，因此可以广泛使用与不同大小的菠萝，具有普遍的适用性。

Description

一种可伸缩移动式菠萝采摘装置

技术领域

本实用新型涉及果实采摘技术领域，尤其涉及一种可伸缩移动式菠萝采摘装置。

背景技术

水果是人类生存不可或缺的重要食物，菠萝是水果中的优品，又称凤梨，为著名热带水果，其营养丰富，品质优异，深受人们的喜爱，需求量也在不断增长。菠萝为常年生水果，产量大，然而菠萝的采收却是一项繁重的工作，其采摘作业季节性强、耗时费力、费用高，因此保证果实适时采摘、降低收获作业费用是果农增收的重要途径。

菠萝生长的环境密集，大面积机械化采摘会破坏菠萝的表面及其柱体后续的生长。因此，目前菠萝的采摘大多数还是依靠人工，机械化程度较低。菠萝的叶子布满芒刺，且十分坚硬，人工采摘时很容易扎破采摘者的手，且采摘效率较低，此外，密集的菠萝株也不方便采摘后菠萝的运输。基于上述原因，使得菠萝成本居高不下，仅采摘这一环节的费用就占到总成本的50％-70％，且采摘时间较为集中。

现有的一些采摘过程中也有一些机械手帮助进行采摘，但果蔬采摘水平还很有限，无法将其推向市场，离实用化、商品化应用还有一定的距离。

实用新型内容

针对上述缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种可伸缩移动式菠萝采摘装置，能够提高采摘的效率。

为达到以上目的，本实用新型的技术方案为：

一种可伸缩移动式菠萝采摘装置，包括运输车机构以及安装在运输车机构上的机械采摘手臂；所述机械采摘手臂包括安装于运输车机构上可扭转的支撑杆，所述支撑杆上水平安装有角度可调整的控制杆，所述控制杆的一端安装有用于抱紧菠萝的机械手爪，另一端安装有把手；所述机械手爪的下方安装有开合式剪切机构，所述机械手爪以及开合式剪切机构均通过控制机构与扳机相连接，扳机设置于把手端。

所述运输车机构为三轮车，所述三轮车包括箱体，所述箱体末端设置有用于助力的助力结构，助力结构上安装有脚蹬。

所述支撑杆的底端安装有球轴承，球轴承通过连接件与运输车机构的箱体侧壁相连。

所述支撑杆的顶端安装有鱼眼轴承，鱼眼轴承上安装有直线轴承，控制杆通过间隙配合安装于直线轴承内。

所述控制机构包括：伸缩杆、推拉块、钢丝以及弹簧，所述推拉块安装于伸缩杆的一端，伸缩杆安装于控制杆的顶部，所述控制杆为中空结构，钢丝穿过控制杆一端与伸缩杆连接，钢丝另一端与扳机连接；机械手爪以及开合式剪切机构末端均通过拉杆与推拉块铰接，弹簧套设于伸缩杆上。

所述伸缩杆安装有限位套，伸缩杆通过限位套与控制杆定位连接，弹簧位于推拉块与限位套之间。

所述控制机构还包括壳体，机械手爪以及开合式剪切机构末端均通过摇杆与壳体铰接。

所述开合式剪切机构包括对称设置的圆弧形刀片，当开合式剪切机构闭合时，刀刃设置在圆弧形刀片的前端。

所述机械手爪内壁设置有弹性硅胶垫。

与现有技术比较，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种可伸缩移动式菠萝采摘装置，通过在运输车机构上安装能够扭转、调节位置的机械采摘手臂，能够准备、方便的对菠萝进行采摘，由于设置开合式的机械手爪，因此可以广泛使用与不同大小的菠萝，具有普遍的适用性，本实用新型中可移动的运输车机构与机械手臂相互配合使用，不但可以实现前后运动，同时解决了拐弯的问题，此外运输车机构的车厢内还可以放置果筐，方便菠萝采摘之后的存放和运输，提高菠萝的采摘效率，保护了采摘者的手免受伤害。另外，本实用新型不需要采用电控机构，纯机械结构，因此极大程度的降低了造价和制造的难度，同时也便于维修。本实用新型的设计原理具有广泛的适用性，不仅适合菠萝的采摘，同时也可适用于其他水果的采摘，在该机装置的结构基础上，结合需采摘水果的特点，对其进行适当的优化改进则可以适用于其他水果的采摘。

附图说明

图1是本实用新型装置结构示意图；

图2是本实用新型球轴承结构示意图；

图3是本实用新型鱼眼轴承结构示意图；

图4是本实用新型直线轴承结构示意图；

图5是本实用新型控制机构轴承结构示意图；

图6是本实用新型伸缩杆结构示意图；

图7是本实用新型机械手爪闭合结构示意图；

图8是本实用新型机械采摘手臂结构示意图。

图中，1—运输车机构；2—机械采摘手臂；3—支撑杆；4—控制杆；

5—机械手爪；6—开合式剪切机构；7—扳机；8—把手；9—控制机构；

11—箱体；12—助力结构；13—脚蹬；31—球轴承；32—鱼眼轴承；33—直线轴承；91—伸缩杆；92—推拉块；93—钢丝；94—拉杆；95—限位套；96—壳体；97—摇杆。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1、8所示，本实用新型提供了一种可伸缩移动式菠萝采摘装置，包括运输车机构1以及安装在运输车机构1上的机械采摘手臂2；所述机械采摘手臂2包括安装于运输车机构1上可扭转的支撑杆3，所述支撑杆3上水平安装有角度可调整的控制杆4，所述控制杆4的一端安装有用于抱紧菠萝的机械手爪5，另一端安装有把手8；所述机械手爪5的下方安装有开合式剪切机构6，所述机械手爪5以及开合式剪切机构6均通过控制机构9与扳机7相连接，扳机7设置于把手8端。

所述运输车机构1为三轮车，所述三轮车包括箱体11，所述箱体11末端设置有用于助力的助力结构12，助力结构12上安装有脚蹬13。该三轮车在设计上与常见的拉货用三轮车不同，为反向设计，农户在进行菠萝采摘的过程中，首先登踏三轮车进入菠萝田，在前进的过程中，农户无需操作机械手臂，双手扶握三轮车的栏杆，同时双脚登踏三轮小车上的脚蹬，使得三轮车实现直线运动。该三轮车在座椅和围栏之间的还采用了转轴设计，当三轮车需要转弯时，农户用手推动扶手向着需要转动的方向增加推力，此时转轴旋转，三轮车实现转弯。

如图2所示，所述支撑杆3的底端安装有球轴承31，球轴承31通过连接件与运输车机构1的箱体11侧壁相连。球轴承31与支撑杆3相连接，不但可使支撑杆做360°整周回转运动，同时由于轴承套与球头之间存在一定的间隙，因此该球轴承还可以实现支撑杆有小角度范围内的往复摆动，这样的设计使得采摘菠萝的范围进一步增大。

如图3所示，所述支撑杆3的顶端安装有鱼眼轴承32，鱼眼轴承32上安装有直线轴承33，控制杆4通过间隙配合安装于直线轴承33内。鱼眼轴承32连接直线轴承33和支撑杆3，由于其特殊的结构特点，可使控制杆实现上下方向运动，这样的设计可以满足不同高度的菠萝株的采摘。

如图4所示，直线轴承33由两部分构成，其下部与鱼眼轴承32相连接，而上部则通过轴孔与控制杆相间隙配合。控制杆4穿过轴孔，并沿其轴向可实现前后移动伸缩，以实现不同距离处的菠萝的采摘，同时也方便将剪断的菠萝放回到车厢的果筐内，码放整齐。球轴承31、鱼眼轴32承以及直线轴承33的结合，可以大大增加采摘爪的伸缩高度及采摘半径，进一步提升了农户的采摘效率。采摘菠萝的机械手臂2与直线轴承33相连接，且配合为间隙配合，在采摘菠萝的过程中，农户通过手握并推动把手便可实现采摘机械手臂的控制杆在直线轴承中的前后滑动，这一功能解决了采摘不同距离菠萝的问题。

具体地，如图5所示，所述控制机构9包括：伸缩杆91、推拉块92、钢丝93以及弹簧，所述推拉块92安装于伸缩杆91的一端，伸缩杆91安装于控制杆4的顶部，所述控制杆4为中空结构，钢丝93穿过控制杆4一端与伸缩杆91连接，钢丝93另一端与扳机8连接；机械手爪5以及开合式剪切机构6末端均通过拉杆94与推拉块92铰接，弹簧套设于伸缩杆91上。所示拉杆94为L形结构。

因为菠萝的特殊生长方式，所以在采摘时需要将菠萝抱紧，不然采摘时容易掉落损坏果实。根据这一特点，设计该夹紧机构的工作过程为：双手扶握扶手的同时，一只手拉动扳机7，此时控制杆内部的钢丝92便会运动，并拉动伸缩杆91，伸缩杆91运动过程中拉杆上的弹簧发生变形并伴随着伸缩杆91向后移动，此时，与伸缩杆91和机械手爪5相连的连杆机构发生逆时针运动，机械手爪5实现回扣，夹紧菠萝。此外，考虑到菠萝在采摘中易被夹扁损坏，因此特意在采摘爪的内表面设计了一层弹性硅胶垫，从而达到了菠萝采摘过程中保护表面的目的。

优选地，所述控制机构9还包括壳体96，机械手爪5以及开合式剪切机构6末端均通过摇杆97与壳体96铰接。如图6所示，所述伸缩杆91安装有限位套95，伸缩杆91通过限位套95与控制杆4定位连接，弹簧位于推拉块92与限位套95之间。所述开合式剪切机构6包括对称设置的圆弧形刀片，如图7所示，当开合式剪切机构6闭合时，刀刃闭合。

通过拉动机械手臂2尾部的扳机8，使得机械手臂2壳体内的伸缩杆91实现前后移动，伸缩杆91移动使得对称双摇杆97机构实现摆动运动，采摘爪完成开合动作，此外，在摇杆机构中设置的限位套装置，保证了采摘爪的极限位置可实现夹紧、剪断和松开。为限位套结构和与推杆装配组装示意图。

机械采摘爪尺寸的计算：

根据菠萝果实及株高的平均值，从而确定机械手爪5张合时的极限尺寸，推导出连杆机构的长度及推杆的活动长度范围。

果柄平均直径为4.83cm，而果柄使我们需要使用菠萝采摘机进行剪切的，因此，可以确定在爪子张开时，两刀片的距离应答大于果柄的直径，否则无法实现对果柄的剪切，即L3＞4.83cm，同时爪子在张开时，两爪之间的距离应道大于菠萝横径的值，即L1＞18.92cm。在机械手爪5张开时，伸缩杆91位于最前方的极限位置，此时便确定了伸缩杆91的一个极限位置。

机械手爪5闭合时，位于机械手爪5下方的两个刀片自然闭合，实现果柄的剪切，同时采摘爪闭合抱紧菠萝果实，此时两刀片之间的距离为接触或相交状态，即L3≤0cm，而两采摘爪之间的距离则应当小于菠萝的横径，但能太小，否则会在采摘菠萝的过程中造成菠萝表面的损坏，即此时的20cm＜L1＜18.92cm。在机械手爪5夹紧菠萝的过程中伸缩杆91位于最后方的极限位置，此时便确定了推杆的另一个极限位置。

对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本实用新型的优选方案，因此本领域的技术人员对本实用新型中的某些部分所可能作出的改进、变动，体现的仍是本实用新型的原理，实现的仍是本实用新型的目的，均属于本实用新型所保护的范围。

Claims (9)

1.一种可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，包括运输车机构(1)以及安装在运输车机构(1)上的机械采摘手臂(2)；所述机械采摘手臂(2)包括安装于运输车机构(1)上可扭转的支撑杆(3)，所述支撑杆(3)上水平安装有角度可调整的控制杆(4)，所述控制杆(4)的一端安装有用于抱紧菠萝的机械手爪(5)，另一端安装有把手(8)；所述机械手爪(5)的下方安装有开合式剪切机构(6)，所述机械手爪(5)以及开合式剪切机构(6)均通过控制机构(9)与扳机(7)相连接，扳机(7)设置于把手(8)端。

2.根据权利要求1所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，所述运输车机构(1)为三轮车，所述三轮车包括箱体(11)，所述箱体(11)末端设置有用于助力的助力结构(12)，助力结构(12)上安装有脚蹬(13)。

3.根据权利要求2所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，所述支撑杆(3)的底端安装有球轴承(31)，球轴承(31)通过连接件与运输车机构(1)的箱体(11)侧壁相连。

4.根据权利要求1或3所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，所述支撑杆(3)的顶端安装有鱼眼轴承(32)，鱼眼轴承(32)上安装有直线轴承(33)，控制杆(4)通过间隙配合安装于直线轴承(33)内。

5.根据权利要求1所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，所述控制机构(9)包括：伸缩杆(91)、推拉块(92)、钢丝(93)以及弹簧，所述推拉块(92)安装于伸缩杆(91)的一端，伸缩杆(91)安装于控制杆(4)的顶部，所述控制杆(4)为中空结构，钢丝(93)穿过控制杆(4)一端与伸缩杆(91)连接，钢丝(93)另一端与扳机(7)连接；机械手爪(5)以及开合式剪切机构(6)末端均通过拉杆(94)与推拉块(92)铰接，弹簧套设于伸缩杆(91)上。

6.根据权利要求5所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，所述伸缩杆(91)安装有限位套(95)，伸缩杆(91)通过限位套(95)与控制杆(4)定位连接，弹簧位于推拉块(92)与限位套(95)之间。

7.根据权利要求5所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，所述控制机构(9)还包括壳体(96)，机械手爪(5)以及开合式剪切机构(6)末端均通过摇杆(97)与壳体(96)铰接。

8.根据权利要求1所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，其特征在于，所述开合式剪切机构(6)包括对称设置的圆弧形刀片，当开合式剪切机构(6)闭合时，刀刃设置在圆弧形刀片的前端。

9.根据权利要求1所述的可伸缩移动式菠萝采摘装置，所述机械手爪(5)内壁设置有弹性硅胶垫。