CN208446080U

CN208446080U - 电动式水果采摘收集一体机

Info

Publication number: CN208446080U
Application number: CN201820770281.2U
Authority: CN
Inventors: 丁颂; 巢陈思; 赵文宝; 庞培钊; 王铭; 郭爽; 王凯
Original assignee: Changchun Normal University
Current assignee: Changchun Normal University
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2019-02-01
Anticipated expiration: 2028-05-23

Abstract

电动式水果采摘收集一体机属于机械传动领域，其特征在于提供一种集水果采摘、收集一体的半自动化装置。该装置包括采摘模块、伸缩模块、收集模块三部分。采摘模块包括采摘框、水桶提水式切割刀片、光敏传感器，实现传感器识别果实后自动割断果柄的功能；伸缩模块包括机械臂主支架、机械臂横臂，实现准确将采摘器送到采摘对象位置的功能；收集模块包括收集筐、水果传输器，实现根据采摘对象品相不同进行果实分类的功能；整个系统通过机械传动、操纵杆与按键操控、传感器识别反馈、水桶提水式切割刀片自动切割实现果实采摘与分类收集。

Description

电动式水果采摘收集一体机

技术领域

本发明属于机械传动领域，特别涉及一种电动式水果采摘收集一体机。

背景技术

伴随着互联网时代的到来，青壮年劳动力多向大城市涌入，而经营中小型果园的多数为中老年人，而苹果果实的生长位置造成了需要登高进行采摘的问题，对于现有的劳动力，这种劳动强度相对较大、效率不高、易错过水果价格的黄金期。纯人工采摘已经不能满足当今时代的要求，面对国外现有的先进技术，水果采摘这方面的机器多数为面对大型果园的采摘收割机，这种机器对果园的地形要求很高，使用这种机器的果园多为大型农场式果园，在果树种植时期就有计划的进行果树的分布以及地形的调整，且现有的大型机器多数采用利用震动树干产生的机械能使果实脱落，对果实的损伤较为严重。我国果园多为中小型的家庭经营式果园，且多分布在地形较为崎岖的山顶或者半山腰，果园内地形复杂，乱石较多，国外的技术并不符合我国的国情，并不能很好的应用于我国的农业生产过程中。我国的生态农业正在蓬勃发展，复合生态型果园的数量也在飞快增长，这种类型的果园更加需要一个低成本、高效率、半自动化的生产设备。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种电动式水果采摘收集一体机。

电动式水果采摘收集一体机，其特征在于：包括采摘模块、伸缩模块和收集模块三部分，所述的电动式水果采摘收集一体机在程序的控制下实现人工识别定位水果，通过位于采摘器的光敏传感器实现控制刀片的转动，实现水果的切割；伸缩模块可实现X轴、Y轴、Z轴轴向移动及绕y轴和z轴的旋转，伸缩模块带动采摘模块可做360°旋转，竖直方向的移动和水平方向的伸缩，可让采摘模块到达任意采摘对象下方进行采摘，采摘器中的光敏传感器感应到苹果，刀片旋转，切割果柄，落下的苹果沿采集器进入苹果传输器，苹果传输器内质地松软，能最大限度的保护果实，最后果实将落入收集模块，收集模块可根据水果品相不同，将水果放置于不同的收集筐，减少了人工分类的繁重操作。

所述的采摘模块，由可载果筐、载果器主体、光敏传感器、桶提手式切割刀片和苹果传输器组成，当果农操作采摘模块时，把采摘器对准水果时，触发光敏传感器控制采摘模块的程序启动，带动可正反转的电机旋转，带动连接在电机上的水桶提手式切割刀片旋转，水桶提手式切割刀片切断果柄，水果落入苹果传输器中，下滑至收集模块，整个采摘器运用水桶提手原理，使它始终保持一个竖直的状态，在整个水果采摘的过程中更加方便，提高效率。

所述的伸缩模块，由横臂和竖臂组成，横臂是由丝杆、横臂旋转盘、支撑板、180°旋转盘、蜗轮蜗杆、支柱、气筒、两根滑道和电磁阀组成，程序控制电磁阀的开通，通过气压作用可控制气筒的伸缩，实现水果在果树上从内到外的采摘，横臂根部的180°齿轮盘旋转，可改变采摘器的高低；竖臂由支柱、丝杆和蜗轮蜗杆组成，四根支柱做整体的支撑，丝杆传动控制横臂在竖直方向的上下运动，根据水果高低的分布，可调节横臂的高低，底座360°的旋转可方便果农在一个位置完成多个位置的水果采摘，横臂和竖臂相结合可让横臂末端的采摘器到达指定采摘对象的下方，完成果树树冠顶部、中部和底部，从内而外的所有空间点上水果的采摘。

所述的收集模块，由丝杆、收集接口、支柱、齿轮齿条、四个收集框、丝杆底座和直流电机组成，当确定采摘对象后，通过控制按钮控制苹果传输器选择收集筐，丝杠传动控制苹果传输器X方向运动，齿轮齿条传动控制苹果传输器Y方向运动，使苹果传输器精确定位在相应收集筐上方，可使采摘器切断果柄采摘下来的水果，根据水果的成熟度、大小让水果落入不同的收集框中，相比于一个收集框的设备，减少了人工分类的麻烦，提高了水果采集的效率。

本发明的优点在于：1.人工定位，光敏传感器识别，刀片切割，减少对果实和果树的损伤。2.收集模块在采摘过程中，实现果实分类，减少采摘作业后续工作。3.适合单人操纵，伸缩式机械臂，长度可调，适合采摘高枝果实。

附图说明

图1 为电动式水果采摘收集一体机装配图。

图2 为收集模块。

图3 为采摘模块。

图4 为伸缩模块。

图5 为采摘模块程序图。

图6 为收集模块程序图。

图7 为收集模块子程序程序图。

图1中收集模块1、采摘模块2、伸缩模块3；图2中丝杆1.1、收集接口1.2、支柱1.3、齿轮齿条1.4、收集框1.5、底座1.6、直流电机1.7；图3中丝杆2.1、横臂旋转盘2.2、支撑板2.3、180°旋转盘2.4、蜗轮蜗杆2.5、支柱2.6、气筒2.7、两根滑道2.8；图4中水果传输器接头3.1、载果器3.2、水桶提手式切割刀片3.3、光敏传感器3.4。

具体实施方式

下面结合附图与具体实例作进一步说明。

以慧鱼模型搭建电动式水果采摘收集一体机。

所述的电动式水果采摘收集一体机当确定采摘对象后，通过控制按钮控制水果传输器选择收集筐（1.5），丝杠（1.1）传动控制水果传输器前后运动，齿轮齿条（1.4）传动控制水果传输器左右运动，精确定位在相应收集筐上方。操作手柄控制伸缩模块，蜗轮蜗杆底盘（2.5）可360°旋转，竖臂的丝杆传动控制上下运动，横臂的气筒（2.7）通过气压作用控制伸缩，可让伸缩模块末端采摘模块，到指定的采摘对象下方。当采摘器中光敏传感器（3.4）检测到苹果时，水桶提手式切割刀片（3.3）旋转，切断果柄，落下的苹果沿采集器进入苹果传输器，传输到指定收集筐。水果传输器是橡胶管，连接采摘器和收集筐，减小了水果损伤率。完成采摘后各模块复位，完成一次水果采摘作业。

所述的控制面板程序设计如下，采摘模块程序如图5所示，操作开关I2、I3使电机M1转动，当触碰到开关I4时电机M1停止转动，实现机械臂带动采摘器到达水果的下方，在操作机械臂的同时，采摘器中的光敏传感器I1一直判断，当I1的数值大于12000时，电机M2正转一秒反转一秒，I1的数值小于13000时，电机M2停止转动，实现机械臂带动采摘器到达水果下方切断果柄的功能。收集模块程序如图6和图7所示，收集程序开始是判断I1、I7、I3、I8的开关状态，当操作人员按动开关I1时，程序进入子程序，M2转动，当运动触碰到开关I2或I5时，M2电机停止转动，M1转动，当触碰到开关I6时，跳出子程序，M1停止转动，实现苹果传输器准确定位在一号收集筐上方，同理，当操作开关I7、I3、I8时，水果传输器会准确定位在相应的收集筐二、三、四号上方。

Claims

1.电动式水果采摘收集一体机，其特征在于：包括采摘模块、伸缩模块和收集模块三部分，所述的电动式水果采摘收集一体机在程序的控制下实现人工识别定位水果，通过位于采摘器部分的光敏传感器实现控制刀片的转动，实现水果的切割；伸缩模块可实现X轴、Y轴、Z轴轴向移动及绕y轴和z轴的旋转，伸缩模块带动采摘模块可做360°旋转，竖直方向的移动和水平方向的伸缩，可让采摘模块到达任意采摘对象下方进行采摘，采摘器中的光敏传感器感应到苹果，刀片旋转，切割果柄，落下的苹果沿采集器进入苹果传输器，苹果传输器内质地松软，能最大限度的保护果实，最后果实将落入收集模块，收集模块可根据水果品相不同，将水果放置于不同的收集筐，减少了人工分类的繁重操作。