CN210275153U - 一种苹果采摘机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水果采摘技术领域的一种苹果采摘机构，包括机械臂和采摘头，采摘头包括第一采摘部、第二采摘部和固定架，固定架包括左架板和右架板，第一采摘部和第二采摘部均为中心设有转轴的滚筒式结构，转轴的两端分别连接在左架板和右架板上，第一采摘部和第二采摘部上分别均布有三个凹槽，每个采摘部上的凹槽两两共用一个槽壁，槽壁的顶端设有采摘辊，左架板上设有减速电机，减速电机的输出轴上连接有第一锥形齿轮，第一采摘部或第二采摘部的转轴的左架板端设有与第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮，第一采摘部和第二采摘部的转轴的右架板端分别设有一个同步轮，两个同步轮通过交叉变向皮带相连接。本实用新型采摘效率高，劳动强度低。

Description

一种苹果采摘机构

技术领域

本实用新型属于水果采摘技术领域，具体地涉及一种苹果采摘机构。

背景技术

目前我国的苹果园大多无法进行大型机械采摘，基本都是人工采摘，每到采摘的季节，都需要大量的人进行采摘，而采摘高处的苹果会用到长杆或者梯子，当使用梯子时，登上梯子后可采摘范围小，并且存在安全隐患，若使用长杆，可能会对苹果造成损坏，从而影响苹果的销售，同时增加运营成本；长时间的人工采摘十分费力，且效率低下；雇佣大量劳力采摘会进一步增加成本。

虽然国外已出现全自动化采摘机械，但全自动化采摘对果园地形，果树形状及种植间距有极高要求，但我国苹果多为个体农户中小面积种植，管理混乱，无法推行国外已有的自动化采摘，且全自动化采摘设备成本过高，个体果农难以承受。

实用新型内容

为了解决背景技术中提到的问题，本实用新型提供了一种苹果采摘机构，包括机械臂和采摘头，所述采摘头连接在机械臂顶部，所述采摘头包括第一采摘部、第二采摘部和固定架，所述固定架包括平行设置的左架板和右架板，所述第一采摘部和第二采摘部均为中心设有转轴的滚筒式结构，所述转轴的两端分别通过轴承连接在左架板和右架板上，所述第一采摘部和第二采摘部上分别均布有三个容纳苹果的凹槽，所述每个采摘部上的凹槽两两共用一个槽壁，所述槽壁的顶端设有采摘辊，所述左架板的外侧设有减速电机，所述减速电机的输出轴上连接有第一锥形齿轮，所述第一采摘部或第二采摘部的转轴的左架板端设有与第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮，所述第一采摘部和第二采摘部的转轴的右架板端分别设有一个同步轮，所述两个同步轮通过交叉变向皮带相连接，所述第一采摘部和第二采摘部反向同步旋转。

优选的，所述左架板和右架板的下侧设有悬挂网袋或钢丝弹性管道的连接臂，所述网袋的袋口或钢丝弹性管道的管口设在第一采摘部和第二采摘部相配合处的下端，方便收集采摘下的苹果。

优选的，所述机械臂为4自由度连杆机械臂，所述连杆机械臂包括升降座、旋转舵机、U形转动座、大臂和小臂，所述旋转舵机包括第一电机、转台轴承和舵盘，所述升降座内设有电动推杆，所述电动推杆的顶部与旋转舵机的舵盘相连接，所述舵盘与转台轴承的内圈固定连接，所述第一电机固定在U形转动座的中部，且第一电机的输出轴向下穿过转台轴承的内圈与转台轴承下方的舵盘固定连接，所述转台轴承的外圈与U形转动座的底端固定连接，所述大臂的底端连接有大臂转轴，所述大臂转轴穿过U形转动座的左侧壁并与固定在左侧壁上的大臂舵机的驱动轴相连接，所述小臂的底端与大臂的顶端通过小臂转轴相连接，所述小臂转轴的一端连接有第一传动组件，所述第一传动组件远离小臂转轴的一端与固定在U形转动座右侧壁上的小臂舵机相连接，所述大臂的下端还固定有调整舵机，所述调整舵机的驱动轴上连接有第二传动组件，所述第二传动组件的中部与小臂转轴相连接，顶部与采摘头的固定架相连接。通过旋转舵机驱动U形转动座实现360°旋转，通过大臂舵机使大臂绕大臂转轴调整角度，通过小臂舵机使小臂绕小臂转轴调整角度，通过调整舵机，使采摘头的采摘角度可调整，从而实现机械臂的4自由度调整，保证了采摘的灵活性。

优选的，所述第一传动组件包括第一下链板、连接杆和第一上链板，所述第一下链板的一端与小臂舵机的驱动轴固定连接，所述第一下链板远离小臂舵机驱动轴的一端与连接杆的底端铰链接，所述第一上链板的一端与小臂转轴固定连接，所述第一上链板远离小臂转轴的一端与连接杆的顶部铰链接，通过第一传动组件，使小臂绕小臂转轴可以调整角度，实现灵活采摘。

优选的，所述左架板和右架板的下端平行设置有两根架板连接轴，所述第二传动组件包括第二下链板、下连杆、下三角转向板、上连杆和上三角转向板，所述第二下链板的一端与调整舵机的驱动轴固定连接，所述第二下链板远离调整舵机驱动轴的一端与下连杆的底端铰链接，所述下三角转向板的一个角穿设在小臂转轴上并与小臂转轴转动连接，另外两个角分别与下连杆的顶端和上连杆的底端铰链接，所述上三角转向板的一个角与上连杆的顶端铰链接，另外两个角分别穿设在所述的两根架板连接轴上，从而实现在调整舵机的带动下，使采摘头可以上下调整角度，使采摘更灵活。

优选的，所述凹槽的槽面为光滑的抛物面，所述抛物面为柔性面，有利于减小苹果的缓冲力，保证采摘后苹果的质量。

本实用新型还包括能够使苹果采摘机构正常使用的其它组件，均为本领域的常规技术手段。另外，本实用新型中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规技术手段。

本实用新型的工作原理是，上述的苹果采摘机构，机械臂起到调整采摘头位置的作用，采摘头依靠最上方两个带凹槽的滚筒式采摘部在减速电机的带动下，相向同速转动实现对苹果的抓取、拉拽和收集，此三个采摘阶段为一个采摘周期，工作时采摘头不间断旋转，不断重复抓取、拉拽和收集阶段，在与果实相遇时如恰好是在采摘头的抓取阶段则顺利与苹果进行一个完整的采摘周期完成采摘。第一采摘部和第二采摘部旋转时，结构上可容纳苹果的凹槽带动苹果相对树枝运动在一定位移后，使苹果脱落进入收集装置中，槽壁顶端的采摘辊可减少采摘过程中对苹果的摩擦，保证苹果的采摘品质。

本实用新型的有益效果是，该装置的制造成本远低于国外大型全自动采摘机械，能够使国内苹果园的传统人工采摘方式转变为半机械化采摘，可显著降低人工劳动强度，减少采摘成本，同时具有调整灵活，采摘效率高和采摘下的苹果品质好等优点，适宜推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型苹果采摘机构的整体结构示意图。

图2为本实用新型苹果采摘机构的H部局部结构放大示意图。

图3为本实用新型苹果采摘机构的I部局部结构放大示意图。

图4为本实用新型苹果采摘机构的G部局部结构放大示意图。

图中：1.采摘头，2.升降座，3.大臂，4.小臂，5. U形转动座，6.第一电机，7.转台轴承，8.舵盘、9.电动推杆，10.大臂舵机，11.调整舵机，12.小臂舵机，13.第二下链板，14.下连杆，15.连接杆，16.第一下链板，17.第一上链板，18.下三角转向板,19.上连杆，20.小臂转轴，21.上三角转向板，22.架板连接轴，23.第一采摘部，24.第二采摘部,25.采摘辊，26.左架板，27.右架板，28.连接臂，29.减速电机，30.第一锥形齿轮，31.第二锥形齿轮，32.交叉变向皮带。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图以及具体实施例对本实用新型进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例，本领域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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例

如图1-4所示，本实用新型提供了一种苹果采摘机构，包括机械臂和采摘头1，所述采摘头1连接在机械臂顶部，所述采摘头1包括第一采摘部23、第二采摘部24和固定架，所述固定架包括平行设置的左架板26和右架板27，所述第一采摘部23和第二采摘部24均为中心设有转轴的滚筒式结构，所述转轴的两端分别通过轴承连接在左架板26和右架板27上，所述第一采摘部23和第二采摘部24上分别均布有三个容纳苹果的凹槽，所述每个采摘部上的凹槽两两共用一个槽壁，所述槽壁的顶端设有采摘辊25，所述左架板26的外侧设有减速电机29，所述减速电机29的输出轴上连接有第一锥形齿轮30，所述第一采摘部23或第二采摘部24的转轴的左架板端设有与第一锥形齿轮30相啮合的第二锥形齿轮31，所述第一采摘部23和第二采摘部24的转轴的右架板端分别设有一个同步轮，所述两个同步轮通过交叉变向皮带32相连接，所述第一采摘部23和第二采摘部24反向同步旋转。

所述左架板26和右架板27的下侧设有悬挂网袋或钢丝弹性管道的连接臂28，所述网袋的袋口或钢丝弹性管道的管口设在第一采摘部23和第二采摘部24相配合处的下端，方便收集采摘下的苹果。

所述机械臂为4自由度连杆机械臂，所述连杆机械臂包括升降座2、旋转舵机、U形转动座5、大臂3和小臂4，所述旋转舵机包括第一电机6、转台轴承7和舵盘8，所述升降座2内设有电动推杆9，所述电动推杆9的顶部与旋转舵机的舵盘8相连接，所述舵盘8与转台轴承7的内圈固定连接，所述第一电机6固定在U形转动座5的中部，且第一电机6的输出轴向下穿过转台轴承7的内圈与转台轴承7下方的舵盘8固定连接，所述转台轴承7的外圈与U形转动座5的底端固定连接，所述大臂3的底端连接有大臂转轴，所述大臂转轴穿过U形转动座5的左侧壁并与固定在左侧壁上的大臂舵机10的驱动轴相连接，所述小臂4的底端与大臂3的顶端通过小臂转轴20相连接，所述小臂转轴20的一端连接有第一传动组件，所述第一传动组件远离小臂转轴20的一端与固定在U形转动座5右侧壁上的小臂舵机12相连接，所述大臂4的下端还固定有调整舵机11，所述调整舵机11的驱动轴上连接有第二传动组件，所述第二传动组件的中部与小臂转轴20相连接，顶部与采摘头1的固定架相连接。通过旋转舵机驱动U形转动座5实现360°旋转，通过大臂舵机10使大臂3绕大臂转轴调整角度，通过小臂舵机12使小臂4绕小臂转轴20调整角度，通过调整舵机11，使采摘头1的采摘角度可调整，从而实现机械臂的4自由度调整，保证了采摘的灵活性。

所述第一传动组件包括第一下链板16、连接杆15和第一上链板17，所述第一下链板16的一端与小臂舵机12的驱动轴固定连接，所述第一下链板16远离小臂舵机12驱动轴的一端与连接杆15的底端铰链接，所述第一上链板17的一端与小臂转轴20固定连接，所述第一上链板17远离小臂转轴20的一端与连接杆15的顶部铰链接，通过第一传动组件，使小臂4绕小臂转轴20可以调整角度，实现灵活采摘。

所述左架板26和右架板27的下端平行设置有两根架板连接轴22，所述第二传动组件包括第二下链板13、下连杆14、下三角转向板18、上连杆19和上三角转向板21，所述第二下链板13的一端与调整舵机11的驱动轴固定连接，所述第二下链板13远离调整舵机11驱动轴的一端与下连杆14的底端铰链接，所述下三角转向板18的一个角穿设在小臂转轴20上并与小臂转轴20转动连接，另外两个角分别与下连杆14的顶端和上连杆19的底端铰链接，所述上三角转向板21的一个角与上连杆19的顶端铰链接，另外两个角分别穿设在所述的两根架板连接轴22上，从而实现在调整舵机11的带动下，使采摘头1可以上下调整角度，使采摘更灵活。

所述凹槽的槽面为光滑的抛物面，所述抛物面为柔性面，有利于减小苹果的缓冲力，保证采摘后苹果的质量。

本实用新型的工作原理是，上述的苹果采摘机构，机械臂起到调整采摘头1位置的作用，采摘头1依靠最上方两个带凹槽的滚筒式采摘部在减速电机29的带动下，相向同速转动实现对苹果的抓取、拉拽和收集，此三个采摘阶段为一个采摘周期，工作时采摘头不间断旋转，不断重复抓取、拉拽和收集阶段，在与果实相遇时如恰好是在采摘头1的抓取阶段则顺利与苹果进行一个完整的采摘周期完成采摘。第一采摘部23和第二采摘部24旋转时，结构上可容纳苹果的凹槽带动苹果相对树枝运动在一定位移后，使苹果脱落进入收集装置中，槽壁顶端的采摘辊25可减少采摘过程中对苹果的摩擦，保证苹果的采摘品质。

以上已经描述了本实用新型的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (6)

1.一种苹果采摘机构，包括机械臂和采摘头，所述采摘头连接在机械臂顶部，其特征在于：所述采摘头包括第一采摘部、第二采摘部和固定架，所述固定架包括平行设置的左架板和右架板，所述第一采摘部和第二采摘部均为中心设有转轴的滚筒式结构，所述转轴的两端分别通过轴承连接在左架板和右架板上，所述第一采摘部和第二采摘部上分别均布有三个容纳苹果的凹槽，所述每个采摘部上的凹槽两两共用一个槽壁，所述槽壁的顶端设有采摘辊，所述左架板的外侧设有减速电机，所述减速电机的输出轴上连接有第一锥形齿轮，所述第一采摘部或第二采摘部的转轴的左架板端设有与第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮，所述第一采摘部和第二采摘部的转轴的右架板端分别设有一个同步轮，所述两个同步轮通过交叉变向皮带相连接，所述第一采摘部和第二采摘部反向同步旋转。

2.根据权利要求1所述的苹果采摘机构，其特征在于：所述左架板和右架板的下侧设有悬挂网袋或钢丝弹性管道的连接臂，所述网袋的袋口或钢丝弹性管道的管口设在第一采摘部和第二采摘部相配合处的下端。

3.根据权利要求1所述的苹果采摘机构，其特征在于：所述机械臂为4自由度连杆机械臂，所述连杆机械臂包括升降座、旋转舵机、U形转动座、大臂和小臂，所述旋转舵机包括第一电机、转台轴承和舵盘，所述升降座内设有电动推杆，所述电动推杆的顶部与旋转舵机的舵盘相连接，所述舵盘与转台轴承的内圈固定连接，所述第一电机固定在U形转动座的中部，且第一电机的输出轴向下穿过转台轴承的内圈与转台轴承下方的舵盘固定连接，所述转台轴承的外圈与U形转动座的底端固定连接，所述大臂的底端连接有大臂转轴，所述大臂转轴穿过U形转动座的左侧壁并与固定在左侧壁上的大臂舵机的驱动轴相连接，所述小臂的底端与大臂的顶端通过小臂转轴相连接，所述小臂转轴的一端连接有第一传动组件，所述第一传动组件远离小臂转轴的一端与固定在U形转动座右侧壁上的小臂舵机相连接，所述大臂的下端还固定有调整舵机，所述调整舵机的驱动轴上连接有第二传动组件，所述第二传动组件的中部与小臂转轴相连接，顶部与采摘头的固定架相连接。

4.根据权利要求3所述的苹果采摘机构，其特征在于：所述第一传动组件包括第一下链板、连接杆和第一上链板，所述第一下链板的一端与小臂舵机的驱动轴固定连接，所述第一下链板远离小臂舵机驱动轴的一端与连接杆的底端铰链接，所述第一上链板的一端与小臂转轴固定连接，所述第一上链板远离小臂转轴的一端与连接杆的顶部铰链接。

5.根据权利要求4所述的苹果采摘机构，其特征在于：所述左架板和右架板的下端平行设置有两根架板连接轴，所述第二传动组件包括第二下链板、下连杆、下三角转向板、上连杆和上三角转向板，所述第二下链板的一端与调整舵机的驱动轴固定连接，所述第二下链板远离调整舵机驱动轴的一端与下连杆的底端铰链接，所述下三角转向板的一个角穿设在小臂转轴上并与小臂转轴转动连接，另外两个角分别与下连杆的顶端和上连杆的底端铰链接，所述上三角转向板的一个角与上连杆的顶端铰链接，另外两个角分别穿设在所述的两根架板连接轴上。

6.根据权利要求1所述的苹果采摘机构，其特征在于：所述凹槽的槽面为光滑的抛物面，所述抛物面为柔性面。

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