CN209390703U - 辅助采摘机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辅助采摘机械，包括采摘模块、自动调平模块和自动伸缩模块，自动伸缩模块的顶端设置有采摘模块，采摘模块与自动调平模块相连，所述的采摘模块包括限位开关、夹手、舵机、剪刀和电机，夹手上设置有两个限位开关，夹手上方设置有剪刀，夹手与舵机传动连接，电机与传动杆相连，传动杆分别与弹簧和剪刀柄相连，弹簧与剪刀铰接轴连接。本实用新型适用于果农对橘子的采摘，解决了目前果农在采摘橘子过程中存在的一些问题，提高了果农采摘橘子的效率。

Description

辅助采摘机械

技术领域

本实用新型涉及的是农业用具技术领域，具体涉及一种辅助采摘机械。

背景技术

机械式采摘20 世纪40 年代初法国率先研制出人工操作的简易采摘器，40 年代中期美国开始研究振摇式采摘机械，用来采摘胡桃和杏等水果；到50年代中期，利用振摇果树方式收获水果的采摘机械在欧美国家得到了发展和普遍应用，出现了拖拉机驱动的振摇采摘。20世纪60年代，振摇采摘机械的结构由单一的定冲程推摇机发展到惯性式振摇机、气力振摇机和使用动力驱动橡胶棒冲撞果枝振落果实的撞击式等多种类型的果园采摘机械；60年代中期，美国研究出液压升降平台车，配合采摘工具使用，使得采摘效率大大提高；从60年代后期开始，欧美一些国家将水果采摘机械与果树的培育和修剪结合起来研究，如修整树形使其适合机械化作业；70年代出现了各种动力切割式采摘机械，例如油锯、气动剪。

由于工作环境的复杂性和不确定性，目前采摘机器人的智能化水平还没有达到农业生产的要求，离实用化和商品化还存在一定距离。

其主要问题在于其灵巧性有待提高、果实的平均采摘周期较长、果实识别率偏低、损伤率较高、制造成本过高。

随着传感器及计算机视觉等技术的发展，采摘机器人的研究还需在以下几个方面进行努力：一是要找到一种可靠性好、精度高的视觉系统技术，能够检测出所有成熟果实，精确对其进行定位；二是提高机械手和末端执行器的设计柔性和灵巧性，成功避障，提高采摘的成功率，降低果实的损伤率；三是要提高采摘机器人的通用性和利用率。

国内果园采摘机械现状我国从20 世纪70 年代开始研究果园采摘机械，先后研制出与手扶拖拉机配套的机械振动式山楂采机、气囊式采果器和手持电动采果器。

20 世纪 80 年代后，开始研究和制造切割型采摘器，果园采摘也从人工使用剪刀采摘发展到使用机械装置采摘。

如人工剪枝采摘器，它夹口上方有切刀，下方有夹钳可以将果柄先钳住后剪断；电机式采摘器利用果柄引导突片将果柄引向切刀，再用微型电机带动的切刀作往复运动把果柄切断；还有一种振摇式采摘器，用拨叉伸入果枝用电机摆动拨叉而振落果实。

我国还曾经研制出吹气式采摘机，由于其风机功率要求大，气流容易损伤果枝果实，虽然分选效果较好，但是采摘效果不佳，使其很快就被市场淘汰。

随着农业生产的飞速发展和农业劳动力成本的迅速上升,农业劳动力的匮乏将成为许多发达国家和发展中国家共同面对的问题。目前机械采摘技术在农业上应用研究越来越成为热门课题,与工业机器人特定的工作环境不同,农业机器人主要在自然场景下工作,要面对更为复杂多变的情况,有更多的问题需要解决。

随着农业从业者的减少及老龄化趋势不断加大，采摘机械的开发利用具有巨大的经济效益和广阔的市场前景。

综上所述，本实用新型设计了一种辅助采摘机械。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种辅助采摘机械，适用于果农对橘子的采摘，解决了目前果农在采摘橘子过程中存在的一些问题，提高了果农采摘橘子的效率。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：辅助采摘机械，包括采摘模块、自动调平模块和自动伸缩模块，自动伸缩模块的顶端设置有采摘模块，采摘模块与自动调平模块相连，所述的采摘模块包括限位开关、夹手、舵机、剪刀和电机，夹手上设置有两个限位开关，夹手上方设置有剪刀，夹手与舵机传动连接，电机与传动杆相连，传动杆分别与弹簧和剪刀柄相连，弹簧与剪刀铰接轴连接。

作为优选，所述的夹手上还设置有碰撞传感器。

作为优选，所述的自动调平模块包括采摘平台和角度传感器，采摘平台上方设置有剪刀，采摘平台下方设置有角度传感器。

作为优选，所述的自动伸缩模块顶部通过调节杆与采摘平台相连；所述的自动伸缩模块包括减速电机、下部分杆和上部分杆，下部分杆上设置有同步轮，同步轮通过同步带与减速电机传动连接，同步带还与上部分杆传动连接。

本实用新型的辅助采摘机械的采摘部分。通过两个限位开关来进行确定位置。一个来确定橘子梗进入剪断范围内，另一个来确定剪下的橘子梗的长度。设计了一个带有限位开关的夹手，夹手通过一个舵机驱动，当橘子到达位置时，加收进行收缩，当橘子被夹住夹紧到一定的程度之后，橘子触碰到限位开关，夹子不再收缩，此时橘子刚好被夹住且不会损伤水果。然后，电机带动剪刀剪断橘子梗，夹手松开，橘子落下。

本实用新型的自动调平模块，保证剪切平台保持水平。该部分是利用角度传感器实时检测平台的角度，当平台的倾斜程度大于设定值时，电机转动使采摘平台转动，保持水平。

本实用新型的自动伸缩臂模块的设计是为了在采摘时能够轻松地够得着在果树高处的果实，所以伸缩臂的设计采用了轻量化的设计，既能满足力学需求，又不至于太重使得操作人员太劳累。

在伸缩臂的下方安装了一个减速电机，减速电机通过同步轮带动同步带进行移动，同步带带动上部分杆进行移动。电机正传时能够拉动皮带正转，使得转手伸长，电机反转时，皮带反向拉动，使得伸缩臂缩短，方便取下水果，夹取水果时再次伸长。果农利用按键控制其自动伸长和缩短，达到自己想要的长度，方便采摘。

本实用新型的机械很好地实现了智能化，各功能之间相互独立，能够最大限度的发挥其功能的优越性。

本实用新型的有益效果：本实用新型分为三个部分：第一部分是自动伸缩模块，该部分可以实现辅助采摘机械的自动伸缩；第二部分是自动调平模块，该部分可以实现采摘平台的自动调平；第三部分是自动采摘模块，该部分实现了对橘子的自动采摘。解决了目前果农在采摘橘子过程中存在的一些问题，提高了果农采摘橘子的效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的另一个方位的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1-图2，本具体实施方式采用以下技术方案：辅助采摘机械，包括采摘模块1、自动调平模块2和自动伸缩模块3，自动伸缩模块3的顶端设置有采摘模块1，采摘模块1与自动调平模块2相连，所述的采摘模块1包括限位开关11、夹手12、舵机13、剪刀14和电机15，夹手12上设置有两个限位开关11，夹手12上方设置有剪刀14，夹手12与舵机13传动连接，电机15与传动杆16相连，传动杆16分别与弹簧17和剪刀柄18相连，弹簧与剪刀铰接轴连接。

值得注意的是，所述的夹手12上还设置有碰撞传感器。

值得注意的是，所述的自动调平模块2包括采摘平台21和角度传感器22，采摘平台21上方设置有剪刀14，采摘平台21下方设置有角度传感器22。

此外，所述的自动伸缩模块3顶部通过调节杆36与采摘平台21相连；所述的自动伸缩模块3包括减速电机31、下部分杆32和上部分杆33，下部分杆32上设置有同步轮34，同步轮34通过同步带35与减速电机31传动连接，同步带35还与上部分杆33传动连接。

本具体实施方式的机械在使用过程中，果农握住该机械的端部，为了解决高处和远处的橘子不便摘取的问题，果农可以根据自己的需要调节该机械的长度。为了保持采摘平台始终保持工作状态，平台的下表面安装了角度传感器，实时监测平台的角度值，当平台角度超过设定值时，单片机会控制电机，通过电机的旋转带动平台旋转，从而使平台保持在水平。对橘子梗的剪切是通过两个限位开关进行控制，当橘子梗进入剪切区域时会触碰到其中一个限位开关，当采摘平台的下表面触碰到橘子时会触碰到另一个限位开关，这时，舵机会带动机械手将橘子夹住，机械手上安置一个碰撞传感器，通过此传感器控制机械手加持的力度，机械手加紧橘子后，电机会带动剪刀闭合将橘子梗剪断，电机反向旋转后，剪刀会在弹簧的作用下降剪刀撑开。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.辅助采摘机械，其特征在于，包括采摘模块(1)、自动调平模块(2)和自动伸缩模块(3)，自动伸缩模块(3)的顶端设置有采摘模块(1)，采摘模块(1)与自动调平模块(2)相连，所述的采摘模块(1)包括限位开关(11)、夹手(12)、舵机(13)、剪刀(14)和电机(15)，夹手(12)上设置有两个限位开关(11)，夹手(12)上方设置有剪刀(14)，夹手(12)与舵机(13)传动连接，电机(15)与传动杆(16)相连，传动杆(16)分别与弹簧(17)和剪刀柄(18)相连，弹簧(17)与剪刀铰接轴连接。

2.根据权利要求1所述的辅助采摘机械，其特征在于，所述的夹手(12)上还设置有碰撞传感器。

3.根据权利要求1所述的辅助采摘机械，其特征在于，所述的自动调平模块(2)包括采摘平台(21)和角度传感器(22)，采摘平台(21)上方设置有剪刀(14)，采摘平台(21)下方设置有角度传感器(22)。

4.根据权利要求1所述的辅助采摘机械，其特征在于，所述的自动伸缩模块(3)顶部通过调节杆(36)与采摘平台(21)相连；所述的自动伸缩模块(3)包括减速电机(31)、下部分杆(32)和上部分杆(33)，下部分杆(32)上设置有同步轮(34)，同步轮(34)通过同步带(35)与减速电机(31)传动连接，同步带(35)还与上部分杆(33)传动连接。