CN208387320U - 一种人工辅助采草莓装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人工辅助采草莓装置。现有草莓采摘主要依靠人工，适合国内草莓高架栽培方式的草莓采摘机器人设备基本没有。本实用新型包括草莓采摘行走机构、总支撑板、电机一、旋转轴、旋转盘、电机二、四杆机构、电机三、摆杆和机械手；电机二、四杆机构、电机三和摆杆共同实现机械手在高度上的定位；机械手的刀片连续剪切以及旋转盘的圆周运动，从而完成采摘过程。本实用新型用于单排高架草莓采摘，采用四个小功率电机完成高效准确的草莓采摘，且结构简单，操作方便，造价低廉，适应性高。

Description

一种人工辅助采草莓装置

技术领域

本实用新型属于人工辅助采摘机械领域，具体涉及一种人工辅助采草莓装置。

背景技术

自1983年第一台番茄采摘机器人在美国诞生以来，农作物采摘机器人的研究和开发已经历了30多年。目前欧美各国对采摘机器人的研究主要针对苹果，橘子等，其大多数农作物采摘机器人的设计与研发方面并未涉及到体积较小，种植模式较特殊的果实，如草莓这种产物。由于工作环境的随机性和采摘对象的复杂性，目前市场上仍没有成熟的，商品化的采摘机器人出现。国内草莓种植行业近年来发展迅猛，收获劳动力不足严重制约草莓种植的发展。因此有必要进行辅助或智能的经济型草莓采摘机器人的研究。目前针对草莓采摘机器人而言，由于国内市场前景以及种植环境等因素的影响，草莓种植采用高架栽培种植模式在市场上占有不小的比例。目前，适合国内草莓高架栽培方式的草莓采摘机器人设备基本没有。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有草莓采摘装置的缺失，提供一种简单快速的人工辅助采草莓装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型包括草莓采摘行走机构、总支撑板、电机一、旋转轴、旋转盘、电机二、四杆机构、电机三、摆杆和机械手。所述的草莓采摘行走机构包括整体框架和万向轮，整体框架底部铰接阵列排布的四个万向轮；总支撑板和底板由上至下排布，且均固定在整体框架上；旋转轴通过轴承支承在总支撑板上；从动带轮固定在旋转轴上，主动带轮固定在电机一的输出轴上，电机一的底座固定在总支撑板上；所述的从动带轮和主动带轮通过同步带连接；旋转盘固定这旋转轴上；所述的四杆机构包括连架杆一、连架杆二和连杆；连架杆一一端端部的连接轴与一个轴承座铰接；连架杆二一端端部的连接轴与另一个轴承座铰接，且与电机二的输出轴固定；电机二的底座固定在旋转盘上；两个轴承座间距固定在旋转盘上；连杆的中部与连架杆一另一端铰接；连杆的一端与连架杆二另一端铰接，电机三的底座固定在连杆另一端；摆杆一端固定在电机三的输出轴上。

所述的机械手包括固定块、滑轨、滑块、齿条、齿轮、刀片固定架、刀片、导杆和电机四；固定块与摆杆另一端固定；滑轨固定在固定块上，两块滑块均与滑轨构成滑动副，滑块上固定有刀片固定架；两个齿条与两个刀片固定架分别固定；齿轮固定在电机四的输出轴上，齿轮两侧与两个齿条分别构成齿轮副；电机四的底座固定在固定块上；其中一个刀片固定架上固定刀片，另一个刀片固定架上固定有由下至上布置的刀片和导杆；两个刀片一上一下设置。

所述的旋转盘套置在旋转轴上，并通过旋转轴的轴肩轴向定位；螺母与旋转轴轴端的螺纹连接，压紧旋转盘，且螺母与旋转盘端面之间设有弹簧垫圈。

所述电机三的输出轴穿过连杆开设的槽口，摆杆一端开设的D字形截面孔和紧固环均套置在电机三的输出轴上；紧固环上设有调整开口大小的紧固螺钉；摆杆两侧面分别通过紧固环和连杆限位。

所述导杆靠近自由端的杆段呈弧形。

所述的底板上放置有收集框。

本实用新型用于单排高架草莓果实的采摘，采用四个小功率电机即可完成快速采摘成熟草莓，结构简单，造价低廉，还能绕过未成熟的草莓。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型中旋转轴和旋转盘的装配示意图。

图3是本实用新型中四杆机构的结构示意图。

图4是本实用新型中机械手的装配立体图。

图中：1、万向轮，2、总支撑板，3、旋转轴，4、从动带轮，5、旋转盘，6、连架杆一，7、螺母，8、电机二，9、连架杆二，10、轴承座，11、紧固环，12、电机三，13、摆杆，14、固定块，15、刀片固定架，16、滑轨，17、滑块，18、导杆，19、齿轮，20、齿条，21、电机四，22、主动带轮，23、电机一。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1～4所示，一种人工辅助采草莓装置，包括草莓采摘行走机构、总支撑板2、电机一23、旋转轴3、旋转盘5、电机二8、四杆机构、电机三12、摆杆13和机械手。草莓采摘行走机构包括整体框架和万向轮1，整体框架底部铰接阵列排布的四个万向轮；总支撑板2和底板由上至下排布，且均固定在整体框架上；旋转轴3通过轴承支承在总支撑板2上；从动带轮4通过紧定螺钉固定在旋转轴3上，主动带轮22通过紧定螺钉固定在电机一23的输出轴上，电机一23的底座通过电机固定架固定在总支撑板2上；从动带轮4和主动带轮22通过同步带连接；旋转盘5套置在旋转轴3上，并通过旋转轴3的轴肩轴向定位；螺母7与旋转轴3轴端的螺纹连接，压紧旋转盘5，且螺母7与旋转盘5端面之间设有弹簧垫圈；四杆机构包括连架杆一6、连架杆二9和连杆；连架杆一6一端端部的连接轴与一个轴承座10铰接；连架杆二9一端端部的连接轴与另一个轴承座铰接，且与电机二8的输出轴固定；电机二8的底座固定在旋转盘5上；两个轴承座间距固定在旋转盘上；连杆的中部与连架杆一6另一端铰接；连杆的一端与连架杆二9另一端铰接，电机三12的底座固定在连杆另一端；电机三12的输出轴穿过连杆开设的槽口，摆杆13一端开设的D字形截面孔和紧固环11均套置在电机三12的输出轴上；紧固环11上设有调整开口大小的紧固螺钉；摆杆13两侧面分别通过紧固环11和连杆限位。

机械手包括固定块14、滑轨16、滑块17、齿条20、齿轮19、刀片固定架15、刀片、导杆18和电机四21；固定块14与摆杆13另一端固定；滑轨16固定在固定块14上，两块滑块17均与滑轨16构成滑动副，滑块17上固定有刀片固定架15；两个齿条20与两个刀片固定架15分别固定；齿轮19固定在电机四21的输出轴上，齿轮19两侧与两个齿条分别构成齿轮副；电机四21的底座通过电机固定架固定在固定块14上；其中一个刀片固定架15上固定刀片，另一个刀片固定架15上固定有由下至上布置的刀片和导杆18；两个刀片一上一下设置；导杆18靠近自由端(导杆与刀片固定架15固定的那端为固定端)的杆段呈弧形；机械手实现啮合在齿轮两侧的齿条反向运动，进而实现刀片的张合运动。

该人工辅助采草莓装置，工作原理如下：

第一步，调节机械手的高度：电机二8驱动连架杆二9摆动从而实现机械手高度的初步定位，然后通过电机三12驱动摆杆13实现机械手高度的准确定位。

第二步，将本实用新型装置推入两排草莓之间，机械手前方的导杆18朝向前进方向摆放；本实用新型装置前进时，导杆18将高架栽培种植模式下紧贴在遮盖布上的草莓梗挑出并引导入两个刀片中间，电机四21实现连续且定角度的正反转，使得两个刀片实现张合将草莓梗切割，草莓下落到放置在整体框架的底板上的收集框内，收集框内设有柔性材料(可以采用覆盖布的泡沫板)，因此草莓不会摔坏；遇到未成熟的草莓，控制电机三驱动摆杆13实现机械手下摆绕过草莓不进行采摘，然后上摆恢复下摆之前的位置。当采摘完单排草莓后，电机一23驱动主动带轮22，从而经同步带带动从动带轮4，实现旋转盘5的旋转，旋转盘5旋转180°后，进行另一排草莓的采摘。

Claims (5)

1.一种人工辅助采草莓装置，包括草莓采摘行走机构、总支撑板、电机一、旋转轴、旋转盘、电机二、四杆机构、电机三、摆杆和机械手，其特征在于：所述的草莓采摘行走机构包括整体框架和万向轮，整体框架底部铰接阵列排布的四个万向轮；总支撑板和底板由上至下排布，且均固定在整体框架上；旋转轴通过轴承支承在总支撑板上；从动带轮固定在旋转轴上，主动带轮固定在电机一的输出轴上，电机一的底座固定在总支撑板上；所述的从动带轮和主动带轮通过同步带连接；旋转盘固定这旋转轴上；所述的四杆机构包括连架杆一、连架杆二和连杆；连架杆一一端端部的连接轴与一个轴承座铰接；连架杆二一端端部的连接轴与另一个轴承座铰接，且与电机二的输出轴固定；电机二的底座固定在旋转盘上；两个轴承座间距固定在旋转盘上；连杆的中部与连架杆一另一端铰接；连杆的一端与连架杆二另一端铰接，电机三的底座固定在连杆另一端；摆杆一端固定在电机三的输出轴上；

所述的机械手包括固定块、滑轨、滑块、齿条、齿轮、刀片固定架、刀片、导杆和电机四；固定块与摆杆另一端固定；滑轨固定在固定块上，两块滑块均与滑轨构成滑动副，滑块上固定有刀片固定架；两个齿条与两个刀片固定架分别固定；齿轮固定在电机四的输出轴上，齿轮两侧与两个齿条分别构成齿轮副；电机四的底座固定在固定块上；其中一个刀片固定架上固定刀片，另一个刀片固定架上固定有由下至上布置的刀片和导杆；两个刀片一上一下设置。

2.根据权利要求1所述的一种人工辅助采草莓装置，其特征在于：所述的旋转盘套置在旋转轴上，并通过旋转轴的轴肩轴向定位；螺母与旋转轴轴端的螺纹连接，压紧旋转盘，且螺母与旋转盘端面之间设有弹簧垫圈。

3.根据权利要求1所述的一种人工辅助采草莓装置，其特征在于：所述电机三的输出轴穿过连杆开设的槽口，摆杆一端开设的D字形截面孔和紧固环均套置在电机三的输出轴上；紧固环上设有调整开口大小的紧固螺钉；摆杆两侧面分别通过紧固环和连杆限位。

4.根据权利要求1所述的一种人工辅助采草莓装置，其特征在于：所述导杆靠近自由端的杆段呈弧形。

5.根据权利要求1所述的一种人工辅助采草莓装置，其特征在于：所述的底板上放置有收集框。