CN208675811U - 一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，升降支撑机构设置在可移动平台小车上，半自动微调定位机构包括平行四边形机构和竖向设置的齿轮机构，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构与圆形架底座连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座上，与曲柄滑块机构连接，环状双刀具机构包括镜像对称设置的两个动刀片和两个静刀片，通过半自动微调定位机构定位调整后由曲柄滑块机构驱动动刀片绕其轴心转动进行采摘，环状双刀具机构下部设置有收集软管，收集软管的另一端与收集装置连接进行收集。本实用新型结构简单，采摘定位准确，自动化程度高，有效降低劳动强度，提高劳动效率，适于推广。

Description

一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置

技术领域

本实用新型属于机械设计技术领域，具体涉及一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置。

背景技术

随着智能农业的机械化普及，目前樱桃等果类成熟后，均会进行辅助人工采摘，以提高采摘效率、劳动强度、水果成品质量等目标；针对该目标，提出一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置。该樱桃采摘机将柔性双夹持机构和环状双刀具相耦合，利用主升降装置和半自动微调定位机构实现双刀具自适应定位，在保证樱桃采摘质量的前提下，可对不同高度、不同方向的樱桃进行连续、科学采摘，符合果农现阶段的实际需求。

目前现有的辅助人工需要采摘员通过梯子等工具攀爬果树去采摘，从而使采摘员劳动强度高，劳动效率低，采摘过程存在安全隐患；二是现有的辅助人工采摘机器主要有采摘梳式、振动敲击式、气吸式、夹持式此类方法难以实现高效、科学采摘。

现有采摘器结构单一、自动化程度低、对果农的劳动强度要求较高。其次，现有的采摘器均为接触式采摘，在采摘过程中刀具难免蹭刮果实，此外，目前市场上的树枝夹持工具主要以类似于三抓的刚性夹持结构，其特点不仅在对树枝进行定位过程中，会对果树进行刮伤，而且，由于其刚性结构，对不同形状、不同方向的树枝适应性急剧下降。为了有效、科学的对树枝进行软固定，为此设计该柔性双夹持机构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，以解决目前樱桃采摘过程中所存在的劳动强度高、效率低、水果质量低等问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，包括升降支撑机构、半自动微调定位机构、柔性双夹持机构、环状双刀具机构以及收集装置，升降支撑机构设置在可移动平台小车上，半自动微调定位机构包括平行四边形机构和竖向设置的齿轮机构，柔性双夹持机构包括圆形架底座和曲柄滑块机构，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构与圆形架底座连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座上，与曲柄滑块机构连接，环状双刀具机构包括镜像对称设置的两个动刀片和两个静刀片，通过半自动微调定位机构定位调整后由曲柄滑块机构驱动动刀片绕其轴心转动进行采摘，环状双刀具机构的下部设置有喇叭状开口的收集软管，收集软管的另一端与收集装置连接进行收集。

具体点，升降支撑机构包括第四电机、钢丝绳、第一滑轮、第一节伸缩臂筒和第二节伸缩臂筒，可移动平台小车包括防滑轮、支撑平台和伸缩气缸，第一节伸缩臂筒设置在支撑平台上，第一节伸缩臂筒的下部内壁上设置有张紧装置，第二节伸缩臂筒套装在第一节伸缩臂筒内，多个第一滑轮串联设置在第一节伸缩臂筒内构成滑轮组，钢丝绳的一端设置在第二节伸缩臂筒的内壁径向线上，另一端依次经过滑轮组、第四电机和滑轮组后设置在第一节伸缩臂筒的内壁径向线上，用于实现第一节伸缩臂筒和第二节伸缩臂筒的双向展开，防滑轮设置在支撑平台的下部一侧，伸缩气缸对应设置在另一侧。

具体点，齿轮机构包括第一齿轮、第二齿轮、第一滑轮以及上倾斜基座，平行四边形机构包括上机架、下机架、四个第一连杆、绳钩、两个第二滑轮和一个第三滑轮，四个第一连杆组成平行四边形结构，一端分别通过下机架与升降支撑机构连接，另一端分别通过上机架与齿轮机构连接，两个第二滑轮对称设置在下机架上，分别与一个第一连杆连接，第一齿轮设置在上机架上，与第一滑轮通过键连接，第二齿轮为弧形结构，设置在第一齿轮的上部，与第一齿轮啮合连接，上倾斜基座设置在第二齿轮的上部，与柔性双夹持机构的圆形架底座连接，第三滑轮和绳钩对应设置在上机架上，分别与一个第一连杆连接，升降支撑机构上设置有手轮机构，手轮机构通过钢丝绳分别与第一滑轮、第三滑轮、两个第二滑轮以及绳钩连接。

进一步的，手轮机构包括第四滑轮、第五滑轮和手摇把，第四滑轮和第五滑轮竖直设置在升降支撑机构的第一节伸缩臂筒上平台，通过固定机构与升降支撑机构的第一节伸缩臂筒连接，第四滑轮通过钢丝绳与第一滑轮连接，用于控制齿轮机构，第五滑轮通过钢丝绳与两个第二滑轮、第三滑轮和绳钩连接，用于控制平行四边形结构运动，手摇把分别与第四滑轮和第五滑轮活动连接。

具体点，圆形架底座上设置有半圆型架组和第三电机，半圆型架组与圆形架底座铰接，半圆型架组包括通过螺栓组铰接的第一圆形架和第二圆形架，第一圆形架的上部设置有夹持底座，夹持底座下部设置有第一自适应弹簧，第一自适应弹簧与半圆型架组组成自适应调节装置，第三电机通过曲柄滑块机构与动刀片连接。

进一步的，曲柄滑块机构包括主动连杆、第一直线轴承滑块、第二直线轴承滑块和可伸缩支撑轴，主动连杆的一端与第三电机连接，另一端经过第一直线轴承滑块与第二直线轴承滑块连接，可伸缩支撑轴贯穿第二直线轴承滑块水平设置，一端与夹持底座铰接，另一端与半圆型架组铰接。

进一步的，动夹持上设置有用于穿夹持拉线的带通孔柱，静夹持上设有用于通孔柱滑动的滑槽，静夹持和动夹持的下端通过橡皮筋连接，夹持拉线的一端与动夹持相连的短杆连接，短杆在静夹持的滑槽里滑动，夹持拉线的另一端经第二滑轮与第一滑轮连接，用于实现动夹持的自动闭合。

进一步的，第二直线轴承滑块上设置有下球绞座和上球绞座，下球绞座和上球绞座之间设有第二自适应弹簧和带柱钢球。

具体点，环状双刀具机构包括左动刀片、左静刀片、右动刀片、右静刀片、第一电机、第三齿轮、第四齿轮、第二连杆、第三连杆和刀架底座，左静刀片和右静刀片设置在刀架底座的两侧，左动刀片和右动刀片的内表面分别贴合左静刀片和右静刀片的外表面，左动刀片和右动刀片分别通过第二连杆和第三连杆与设置在刀架底座前端面上的两个第四齿轮连接，两个第四齿轮与第三齿轮啮合连接，第一电机与第三齿轮连接。

进一步的，左静刀片、右静刀片的上端分别连接有定位销，定位销与左静刀片和右静刀片的竖向杆上均设置有用于柔性连接的压力弹簧。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，利用高度可调的双夹持机构通过拟合树枝形状，确定环状双刀具机构的运动轨迹，通过与环状双刀具机构相耦合，利用升降支撑机构和半自动微调定位机构实现双刀具的自适应定位，在保证樱桃采摘质量的前提下，对不同高度、不同方向的樱桃进行连续、科学采摘，竖向的齿轮机构将电机输出的高速小扭矩转换为低速大扭矩，基于齿轮传动具有传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比准确等优点，从而稳定、准确地将柔性双夹持机构与环状双刀具机构进行摆动调节。

进一步的，以滑轮组合通过电机驱动钢丝绳的一端，使第一节伸缩臂筒和第二节伸缩臂筒实现双向展开，以满足在一定的伸缩置装下的大幅、快速升降机器，张紧装置使钢丝绳在传动过程中不发生打滑现象，防滑轮和支撑气缸可以使采摘机移动或静止，可使整机在果园内方便、平稳拖动。

进一步的，手摇把通过控制第五滑轮驱动平行四边形机构的绳钩带动小臂上部结构的高度精调，平行四边形机构在小范围进行平动的同时，由于上部结构略微偏心，为此在平行四边形两侧设有拉簧，以保证上方结构运动的平稳性与安全性，从而实现高效、安全采摘。

进一步的，在平行四边形两侧设有拉簧，以保证上方结构运动的平稳性与安全性。从而实现高效、安全采摘，三个均布的第三自适应弹簧使柔性双夹持机构与环状刀具机构的整体回转的同时，又能提高树枝与夹持的对中性，以保证树枝完全被各静刀具包裹。

进一步的，将柔性双夹持机构的半圆型架组设置为镜像对称的第一圆形架、第二圆形架以及与其他实现自适应功能的装配件进行有机组合，该结构紧凑，美观以及相比于其他类似部件更具有实用性，使柔性双夹持定位精度高，保证柔性双夹持机构与环状双刀具机构能够适应不同的树枝环境。

进一步的，采用曲柄滑块机构进行直线进给运动传输的效率高，两端的相对高度可调整，可伸缩支撑轴一方面与自适应调节装置联合完成对双夹持的相对位置进行自适应，给刀具进给动作提供条件，与双夹持控制保持同步，另一方面可缓冲在第一滑轮动作过程中对夹持拉线的刚度，以提高机器的可靠性。

进一步的，夹持拉线向环状双刀具进给运动提供导向，从而提高采摘效率，橡皮筋使双夹持保持常开状态，第一滑轮转动夹持拉线从而拉动夹持拉线使动夹持闭合，从而实现夹持树枝的自动控制，减轻果农的劳动强度。

进一步的，第二自适应弹簧用于微小调节环状刀具的位置，使环状双刀具可在刀具轴心与树枝轴心不对中情况下进行微小适应。

进一步的，环状双刀具采用非接触式采摘，通过右动刀片、右静刀片以及左动刀片、左静刀片的相互耦合与柔性双夹持机构、半自动微调定位机构的联合动作来实现高效、连续采摘。

综上所述，本实用新型结构简单，采摘定位准确，自动化程度高，有效降低劳动强度，提高劳动效率，适于推广。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型刀具主视图；

图3为本实用新型刀具左视图；

图4为本实用新型夹持机构示意图；

图5为本实用新型四杆机构示意图。

其中：1.第一电机；2、左动刀片；3、直线轴承滑块；4、静夹持；5、动夹持；6、第一自适应弹簧；7、右圆形架；8、圆形架底座；9、齿轮机构；10、第一滑轮；11、第一连杆； 12、第二滑轮；13、钢丝绳；14、防滑轮；15、第四电机；16、可伸缩气缸；17、第六滑轮； 18、第一节伸缩臂筒；19、第二节伸缩臂筒；20、第一齿轮；21、第二齿轮；22、第三电机； 23、第七滑轮；24、可伸缩支撑轴；25、收集装置；26、夹持底座；27、橡皮筋；28、左静刀片；29、定位销；30、第三齿轮；31、第二连杆；32、第三连杆；33、第四齿轮；34、右动刀片；35、右静刀片；36、上球绞座；37、第二自适应弹簧；38、下球绞座；39、自适应调节装置；40、左圆形架；41、第三自适应弹簧；42、第二直线轴承；43、夹持拉线；44、绳钩；46、手摇把；47、第三滑轮；48、第四滑轮；49、第五滑轮；50、固定机构。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，首先利用高度可调的双夹持机构通过拟合树枝形状，确定刀具的运动轨迹，通过与环状双刀具机构相耦合，利用升降支撑机构和半自动微调定位机构实现双刀具的自适应定位，在保证樱桃采摘质量的前提下，对不同高度、不同方向的樱桃进行连续、科学采摘。

请参阅图1，本实用新型一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，包括升降支撑机构、半自动微调定位机构、柔性双夹持机构、环状双刀具机构以及收集装置，升降支撑机构的底部设置在可移动平台小车上，半自动微调定位机构包括平行四边形机构和竖向设置的齿轮机构9，柔性双夹持机构包括圆形架底座8和曲柄直线轴承滑块机构，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构9与圆形架底座8连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座8 上，与曲柄直线轴承滑块机构连接，环状双刀具机构包括两个动刀片和两个静刀片，通过曲柄直线轴承滑块机构驱动动刀片绕其轴心转动进行采摘，在环状双刀具机构的下部设置有喇叭状开口的收集软管，收集软管的另一端与收集装置连接进行收集。

升降支撑机构包括可移动平台小车与升降机构。

可移动平台小车主要由防滑轮14、支撑平台、伸缩气缸16等零件构成；升降机构由第四电机15、钢丝绳13、相同规格第六滑轮17串联的滑轮组、第一节伸缩臂筒18、第二节伸缩臂筒19等组成。

钢丝绳13的一端固连于第二节伸缩臂筒19的内壁径向线上，另一端依次经过两个串联的第六滑轮17后与第四电机15连接，经第四电机15和四个和串联的第六滑轮17后固连于第一节伸缩臂筒18的内壁径向线上，使钢丝绳13在升降机构中封闭，第一节伸缩臂筒18的上部内侧径向各布置有一个第六滑轮17，第二节伸缩臂筒19的下端面法向设置有两排两列第六滑轮17，第二节伸缩臂筒19上的四个第六滑轮17相对于第一节伸缩臂筒18作相对运动。此处的双向运动是指在第四电机驱动固连在支撑平台上的第六滑轮17，使钢丝绳相对各个第六滑轮17运动，继而使第二节伸缩臂筒19第一排的第六滑轮17与第二排的第六滑轮17向相反方向运动，进而使第一节伸缩臂筒18和第二节伸缩臂筒19如何实现双向展开。

现有的升降机构中主要通过滚珠丝杠等传动机构的螺旋副实现升降，本实用新型以改进的滑轮组合通过电机驱动钢丝绳的一端，使第一节伸缩臂筒18、第二节伸缩臂筒19实现双向展开，以满足在一定的伸缩置装下的大幅、快速升降机器。

其次，防滑轮14设置在支撑平台的下部一侧，伸缩气缸16对应设置在另一侧，升降支撑机构的防滑轮14和支撑气缸16可以使采摘机移动或静止，可使整机在果园内方便、平稳拖动。为了使钢丝绳13在传动过程中不发生打滑现象，本实用新型在第一节伸缩臂筒18的下部内壁上设有张紧装置。

此处为张紧器，其中张紧器包括张紧轮和可调节轮轴架，可调节轮轴架的支撑轴上一端有螺母，另一端与张紧轮的轴正交焊接。可调节轮轴架穿过第一节伸缩臂筒的通孔与螺母相联结，通过调节螺母，可使张紧轮向第一节伸缩臂筒的外法向方向拉紧钢丝绳，使钢丝绳具有一定的预紧力。

半自动微调定位机构与升降支撑机构上部通过三组螺栓组铰接，其组成包括平行四边形机构和齿轮机构。

齿轮机构9包括第一齿轮20、第二齿轮21、第一滑轮10、端面轴承以及上倾斜基座等。平行四边形机构包括上机架、下机架、四个第一连杆11、绳钩44、两个第二滑轮12和一个第三滑轮47，四个第一连杆11组成平行四边形结构，一端分别通过下机架与升降支撑机构的第二节伸缩臂筒19连接，另一端分别通过上机架与齿轮机构9连接，两个第二滑轮12对称设置在下机架上，分别与第一连杆11连接，第一齿轮20设置在上机架上，与第一滑轮10键连接，第二齿轮21为弧形结构，设置在第一齿轮20的上部，与第一齿轮20啮合连接，上倾斜基座设置在第二齿轮21的上部，与柔性双夹持机构的圆形架底座8连接，第三滑轮47和绳钩44对应设置在上机架上，分别与一个第一连杆11连接，升降支撑机构上设置有手轮机构，手轮机构通过钢丝绳分别与第一滑轮10、第三滑轮47、两个第二滑轮12以及绳钩44连接。

手轮机构包括第四滑轮48、第五滑轮49和手摇把46，第四滑轮48和第五滑轮49竖直设置在升降支撑机构的第一节伸缩臂筒18上平台，通过固定机构50与升降支撑机构的第一节伸缩臂筒18连接，第四滑轮48通过钢丝绳与第一滑轮10连接，用于控制齿轮机构9，第五滑轮49 通过钢丝绳与两个第二滑轮12、第三滑轮47和绳钩44连接，用于控制平行四边形结构运动，手摇把46分别与第四滑轮48和第五滑轮49活动连接。

齿轮机构9能够利用第一滑轮10对第一齿轮20进行自锁，又可增加对柔性双夹持机构与环状双刀具机构倾斜效率。在平行四边形机构中，第二滑轮12通过驱动第一连杆11来带动小臂上部结构的高度精调，平行四边形机构在小范围进行平动的同时，由于上部结构略微偏心，为此在平行四边形两侧设有拉簧，以保证上方结构运动的平稳性与安全性。从而实现高效、安全采摘。

在圆形架底座8旋转装置中，为使柔性双夹持机构与环状刀具机构的整体回转的同时，又能提高树枝与夹持的对中性，以保证树枝完全被各静刀具包裹，为此巧妙的设有三个均布的第三自适应弹簧41。

在柔性双夹持机构的倾斜过程中，为使传动准确，迅速、高效，为此选用竖向的齿轮机构，驱动第一滑轮10通过齿轮减速传动将电机输出的高速小扭矩转换为低速大扭矩，基于齿轮传动具有传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比准确等优点，从而稳定、准确地将柔性双夹持机构与环状双刀具机构进行摆动调节。

目前市场上的树枝夹持工具主要以类似于三抓的刚性夹持结构，其特点不仅在对树枝进行定位过程中，会对果树进行刮伤，而且，由于其刚性结构，对不同形状、不同方向的树枝适应性急剧下降。为了有效、科学的对树枝进行软固定，为此设计柔性双夹持机构。

请参阅图4，柔性双夹持机构由半圆型架组、双夹持组、自适应调节装置39、曲柄直线轴承滑块机构组成。

半圆型架组包括第一圆形架7、第二圆形架40，第一圆形架7与第二圆形架40通过螺栓组铰接，第一圆形架7上设置有用于安装第一自适应弹簧6的盲孔，自适应调节装置39由第一自适应弹簧6与第一圆形架7以及第二圆形架40组成，夹持底座26固连于第一圆形架7 的上端面。

曲柄滑块机构由主动连杆、第一直线轴承滑块3、第二直线轴承滑块42及可伸缩支撑轴 24组成，主动连杆的一端与第三电机22连接，另一端经过第一直线轴承滑块3与第二直线轴承滑块42连接，可伸缩支撑轴24贯穿第二直线轴承滑块42水平设置，可伸缩支撑轴24的两端分别与半圆型架组铰接。

半圆型架组的上部一侧铰接可伸缩支撑轴24，半圆型架组的底部一侧铰接于圆形架底座8 的V形连杆上，另一侧铰接于曲柄滑块机构第三电机22的平台上，第一圆形架7与第二圆形架40之间通过螺栓组联结，供环状刀具机构进给的可伸缩支撑轴24另一侧与夹持底座26铰接，左、右夹持分别用螺栓组固连于夹持底座26和第一圆形架7右侧上部，左、右夹持均为静夹持4、动夹持5铰接构成，其中，动夹持5上设置有用于穿夹持拉线43的带通孔柱，静夹持4臂上设有通孔柱滑动的滑槽，以及动静夹持之间设有复位用于复位的橡皮筋27。

在柔性双夹持机构的圆形架组设计中，为使柔性双夹持定位精度高，以及保证柔性双夹持机构与环状双刀具机构能够适应不同的树枝环境，从而将柔性双夹持机构的半圆型架组设置为镜像对称的第一圆形架7、第二圆形架40以及与其他实现自适应功能的装配件进行有机组合。该结构紧凑，美观以及相比于其他类似部件更具有实用性。

在柔性双夹持机构的夹持组设计中，为了稳定树枝，为此设有新型双夹持结构，向环状双刀具进给运动提供导向，从而提高采摘效率。为使双夹持保持常开状态，为此设有橡皮筋27 连接两侧静夹持4和动夹持5的下端，动夹持5相连的短杆上连接夹持拉线43，短杆在静夹持4的槽里滑动，夹持拉线43拉到下方缠绕在第七滑轮23上(两侧夹持各占一个槽，夹持拉线43缠绕方向相反)，然后使用第一滑轮22(与曲柄滑块共用)转动夹持拉线43，从而拉动夹持拉线43来控制，使动夹持5闭合，从而实现夹持树枝的自动控制，减轻果农的劳动强度。

在柔性双夹持机构的自适应装置设计中，第一自适应弹簧6可对特殊情况下对两夹持的相对位置进行调节，从而保证环状双刀具与目标采摘树枝的完全对中。

在柔性双夹持机构的曲柄直线轴承滑块设计中，目前已有的可完成直线进给运动传输的有同步带、丝杠等，但由于同步带、丝杠的效率相比于曲柄直线轴承滑块要低，而且其两端的相对高度不可调整。此外，在此将牛头刨床的衍生机构加以改进，以实现与具有高适应性的自适应装置39和双夹持相对位置调节的加持组巧妙结合。

为了使双夹持与环状双刀具近似贴合树枝，在此设有可伸缩支撑轴24，从而一方面与自适应调节装置39联合完成对双夹持的相对位置进行自适应，给刀具进给动作提供条件，与双夹持控制保持同步，另一方面可缓冲在第一滑轮10动作过程中对夹持拉线43的刚度，以提高机器的可靠性。

此外，为了微小调节环状刀具的位置，第二直线轴承滑块42上设置有上球绞座36和下球绞座38，上球绞座36和下球绞座38内设有第二自适应弹簧37和带柱钢球，以使环状双刀具可在刀具轴心与树枝轴心不对中情况下进行微小适应。

收集软管固定在上球绞座36上，随柔性双夹持机构一起动作。

请参阅图2和图3，环状刀具机构包括镜像对称的左动刀片2、左静刀片28、右动刀片34、右静刀片35、第一电机1、第三齿轮30、第四齿轮33、第二连杆31、第三连杆32、刀架底座。

环状刀具的左静刀片28、右静刀片35固联与刀架底座的两侧上，第三齿轮30联结于电机轴上，第四齿轮33的转轴联结于刀架底座的前端面上，左动刀片2、右动刀片34分别固连于第二连杆31、第三连杆32的一侧，左动刀片2、右动刀片34的内表面分别贴合于左静刀片 28、右静刀片35的外表面上，左静刀片28、右静刀片35的上端联结有定位销29，定位销29 其后与左静刀片28、右静刀片35的竖向杆上接有压力弹簧，以保证各动、静刀片的柔性联结。第二连杆31、第三连杆32的另一端分别铰接于两侧的第四齿轮的前端面上，从而通过驱动第一电机，以带动第三齿轮30转动，通过第三齿轮30与第四齿轮33啮合将运动传输到第二连杆31、第三连杆32上，进一步的，将运动传递到左动刀片2、右动刀片34上，从而实现各动刀片相对各静刀片做往复运动。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本实用新型实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

首先，通过给第四电机14通电，使其正转以驱动第六滑轮17回转，通过钢丝绳13与第六滑轮17的相对运动，以实现整机的高度粗调，在对目标采摘树枝利用升降机构进行高度粗调后，此时环形双刀具机构的左动刀片2、右静刀片34的轴心高度近似与目标树枝相等；

接着通过手摇把46转动控制第三滑轮47和第一滑轮10调整齿轮机构9将环状双刀具和柔性双夹持机构进行倾斜，从而使左动刀片2、右静刀片34的轴心与目标树枝的轴心近似对中，然后通过驱动半自动微调定位机构平行四边形机构的绳钩44以使环状双刀具和柔性双夹持机构的高度进行二次精调，从而确保环状双刀具和柔性双夹持机构的轴心“三心合一”，进而为环状双刀具的连续采摘提供位置基础

接下来通过依次驱动第一电机1、第三电机22，在柔性双夹持机构的动作下，第三电机 22依次驱动第一直线轴承滑块3与第二直线轴承滑块42，继而将与环状双刀具机构下方铰接的球绞相触发动作，从而可在柔性双夹持机构沿树枝方向进给同时完成环状双刀具机构的“非接触式”剪切樱桃；通过环状双刀具机构各静刀片与各动刀片的耦合将剪下的樱桃通过收集装置25可将樱桃收集。

为了连续采摘同一树枝不同位置的樱桃，可通过开启手轮机构控制第四滑轮48和第五滑轮49进而控制平行四边形结构和齿轮机构9，动作半自动微调定位机构的平行四边形机构与齿轮机构，重复上一步骤中的定位动作，使柔性双夹持机构与环状双刀具机构的动夹持5、静夹持4、各动刀片、各静刀片完全包裹住目标树枝的上端。

进一步的，依次开启第三电机22、第一电机1，曲柄滑块机构将运动的环状双刀具进行向前进给，使环状双刀具在进给过程中将果实与树枝之间的果柄切断，果实通过刀具装置下方的收集软管传输至收集装置25中。从而依次将同一树枝的樱桃进行高效、连续采摘。

为了采摘与上一次采摘的临近树枝，可通过开启手轮机构分别控制第四滑轮48和第五滑轮49进而控制平行四边形结构和齿轮机构9，动作半自动微调定位机构的平行四边形机构与齿轮机构9，重复上一步骤中的定位动作，使柔性双夹持机构与环状双刀具机构的动夹持5、静夹持4、各动刀片、各静刀片完全包裹住目标树枝的上端。

进一步的，依次开启第三电机22、第一电机1，曲柄滑块机构将运动的环状双刀具进行向前进给，使环状双刀具在进给过程中将果实与树枝之间的果柄切断，果实通过刀具装置下方的收集软管传输至收集装置25中。从而依次将同一树枝的樱桃进行高效、连续采摘。

本实用新型设计了新型的剪切装置，环状刀片包围住树干，然后当曲柄带动各动刀片绕其轴心转动，使动刀片刀刃与静刀片刀刃做相对运动，使其受到剪切力的果柄切断掉落，完成切割动作。基于动刀片的连续动作与曲柄直线轴承滑块的进给作用，使装置可以连续的剪切果柄，提高了采摘效率。刻意将静刀片刀刃的长度设计地远大于动刀片，且前方逐渐变尖。这样可以使樱桃的果柄更容易进入刀片的缝隙之间，完成切割果柄的任务，而且还可以避免刀片切到水果或者树枝。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，包括升降支撑机构、半自动微调定位机构、柔性双夹持机构、环状双刀具机构以及收集装置，升降支撑机构设置在可移动平台小车上，半自动微调定位机构包括平行四边形机构和竖向设置的齿轮机构(9)，柔性双夹持机构包括圆形架底座(8)和曲柄滑块机构，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构(9)与圆形架底座(8)连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座(8)上，与曲柄滑块机构连接，环状双刀具机构包括镜像对称设置的两个动刀片和两个静刀片，环状双刀具机构的下部设置有收集软管，收集软管的另一端与收集装置连接进行收集。

2.根据权利要求1所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，升降支撑机构包括第四电机(15)、钢丝绳(13)、第六滑轮(17)、第一节伸缩臂筒(18)和第二节伸缩臂筒(19)，可移动平台小车包括防滑轮(14)、支撑平台和伸缩气缸(16)，第一节伸缩臂筒(18)设置在支撑平台上，第一节伸缩臂筒(18)的下部内壁上设置有张紧装置，第二节伸缩臂筒(19)套装在第一节伸缩臂筒(18)内，多个第六滑轮(17)串联设置在第一节伸缩臂筒(18)内构成滑轮组，钢丝绳(13)的一端设置在第二节伸缩臂筒(19)的内壁径向线上，另一端依次经过滑轮组、第四电机(15)和滑轮组后设置在第一节伸缩臂筒(18)的内壁径向线上，用于实现第一节伸缩臂筒(18)和第二节伸缩臂筒(19)的双向展开，防滑轮(14)设置在支撑平台的下部一侧，伸缩气缸(16)对应设置在另一侧。

3.根据权利要求1所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，齿轮机构(9)包括第一齿轮(20)、第二齿轮(21)、第一滑轮(10)以及上倾斜基座，平行四边形机构包括上机架、下机架、四个第一连杆(11)、绳钩(44)、两个第二滑轮(12)和一个第三滑轮(47)，四个第一连杆(11)组成平行四边形结构，一端分别通过下机架与升降支撑机构连接，另一端分别通过上机架与齿轮机构(9)连接，两个第二滑轮(12)对称设置在下机架上，分别与一个第一连杆(11)连接，第一齿轮(20)设置在上机架上，与第一滑轮(10)连接，第二齿轮(21)为弧形结构，设置在第一齿轮(20)的上部，与第一齿轮(20)啮合连接，上倾斜基座设置在第二齿轮(21)的上部，与柔性双夹持机构的圆形架底座(8)连接，第三滑轮(47)和绳钩(44)对应设置在上机架上，分别与一个第一连杆(11)连接，升降支撑机构上设置有手轮机构，手轮机构通过钢丝绳分别与第一滑轮(10)、第三滑轮(47)、两个第二滑轮(12)以及绳钩(44)连接。

4.根据权利要求3所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，手轮机构包括第四滑轮(48)、第五滑轮(49)和手摇把(46)，第四滑轮(48)和第五滑轮(49)竖直设置在升降支撑机构的第一节伸缩臂筒(18)上平台，通过固定机构(50)与升降支撑机构的第一节伸缩臂筒(18)连接，第四滑轮(48)通过钢丝绳与第一滑轮(10)连接，第五滑轮(49)通过钢丝绳与两个第二滑轮(12)、第三滑轮(47)和绳钩(44)连接手摇把(46)分别与第四滑轮(48)和第五滑轮(49)活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，圆形架底座(8)上设置有半圆型架组和第三电机(22)，半圆型架组与圆形架底座(8)铰接，半圆型架组包括第一圆形架(7)和第二圆形架(40)，第一圆形架(7)的上部设置有夹持底座(26)，夹持底座(26)下部设置有第一自适应弹簧(6)，第一自适应弹簧(6)与半圆型架组组成自适应调节装置(39)，第三电机(22)通过曲柄滑块机构与动刀片连接。

6.根据权利要求5所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，曲柄滑块机构包括主动连杆、第一直线轴承滑块(3)、第二直线轴承滑块(42)和可伸缩支撑轴(24)，主动连杆的一端与第三电机(22)连接，另一端经过第一直线轴承滑块(3)与第二直线轴承滑块(42)连接，可伸缩支撑轴(24)贯穿第二直线轴承滑块(42)水平设置，一端与夹持底座(26)铰接，另一端与半圆型架组铰接。

7.根据权利要求5所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，动夹持(5) 上设置有用于穿夹持拉线(43)的带通孔柱，静夹持(4)上设有用于通孔柱滑动的滑槽，静夹持(4)和动夹持(5)的下端通过橡皮筋(27)连接，夹持拉线(43)的一端与动夹持(5)相连的短杆连接，夹持拉线(43)的另一端经第七滑轮(23)与第三电机(22)连接，用于实现动夹持(5)的自动闭合。

8.根据权利要求5所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，第二直线轴承滑块(42)上设置有下球绞座(38)和上球绞座(36)，下球绞座(38)和上球绞座(36)之间设有第二自适应弹簧(37)和带柱钢球。

9.根据权利要求1所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，环状双刀具机构包括左动刀片(2)、左静刀片(28)、右动刀片(34)、右静刀片(35)、第一电机(1)、第三齿轮(30)、第四齿轮(33)、第二连杆(31)、第三连杆(32)和刀架底座，左静刀片(28)和右静刀片(35)设置在刀架底座的两侧，左动刀片(2)和右动刀片(34)的内表面分别贴合左静刀片(28)和右静刀片(35)的外表面，左动刀片(2)和右动刀片(34)分别通过第二连杆(31)和第三连杆(32)与设置在刀架底座前端面上的两个第四齿轮(33)连接，两个第四齿轮(33)与第三齿轮(30)啮合连接，第一电机(1)与第三齿轮(30)连接。

10.根据权利要求9所述的一种环状双刀具半自动樱桃采摘装置，其特征在于，左静刀片(28)、右静刀片(35)的上端分别连接有定位销(29)，定位销(29)与左静刀片(28)和右静刀片(35)的竖向杆上均设置有用于柔性连接的压力弹簧。