CN210840726U - 一种类圆果蔬采摘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种类圆果蔬采摘装置，包括履带小车，履带小车上表面连接有升降装置，升降装置连接大臂的一端，大臂另一端与小臂一端连接，小臂另一端与机械手连接。升降装置包括两个相互平行的轨道a，轨道a固接于履带小车上表面；每个轨道a上均架设有滑块a；还包括剪叉式升降机构剪叉式升降机构包括底层剪叉机构、若干个中间层剪叉机构、顶层剪叉机构。本实用新型结构简单，易于装配、维修时间较短；制造工艺简单，可大批量生产；且有自锁装置，可靠性高，能适应多种复杂作业环境，满足不同用户的需求。

Description

一种类圆果蔬采摘装置

技术领域

本实用新型属于农业自动化设备技术领域，具体涉及一种类圆果蔬采摘装置。

背景技术

中国是世界第一果蔬生产国和世界第一果蔬消费国，近年来我国水果总产量已超过6000万吨，约占到全球产量的14％。果蔬的采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33％～50％，果蔬采摘是农业生产链中最耗时耗力的一个环节,其成本高、季节性强、需要大量劳动力高强度的工作，而且容易造成果实的损伤。随着国内人口老龄化的加剧和劳动力的不断减少，采用机械化采摘势在必行。

随着工业化的迅速发展，农业劳动力逐渐向其他行业转移，采用劳动力采摘果蔬不仅成本高，而且采摘效率低，面对一些较高的果树，人工收获经常需要弯腰或借助梯子登高，具有一定危险性。随着人们生活质量的不断提高，人们也急切需要从这种高强度高危险性的劳动中解脱出来，因此实现果蔬收获的机械化变得越来越重要，研究农业果实采摘机械设备具有重要的意义。在果蔬收获季节，果蔬上市具有很强的时效性，如果采摘不够及时，很可能造成蔬果的浪费，直接影响果农的经济收入，为缓解果蔬收获季节的采摘压力，大力发展果蔬采摘机械设备具有广阔的市场应用前景。尽管在某些农业机械化种植领域已经采用了一些机械化设备，但是对于农业化机械的普及是远远不够的，特别是对于果蔬采摘机械化设备的研究基本只停留在实验室研究阶段，市场应用量极少，果蔬采摘机械化设备发展之路任重道远。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种类圆果蔬采摘装置，降低了蔬果采摘的劳动力成本、提高了采摘效率。

本实用新型所采用的技术方案是，一种类圆果蔬采摘装置，包括履带小车，履带小车上表面连接有升降装置，升降装置连接大臂的一端，大臂另一端与小臂一端连接，小臂另一端与机械手连接。

本实用新型的特点还在于：

升降装置包括两个相互平行的轨道a，轨道a固接于履带小车上表面；每个轨道a上均架设有滑块a；还包括剪叉式升降机构剪叉式升降机构包括底层剪叉机构、若干个中间层剪叉机构、顶层剪叉机构；

若干个中间层剪叉机构自下而上依次铰接；每个中间层剪叉机构包括两个等长且相互平行的中间层内剪叉臂、两个等长且相互平行的中间层外剪叉臂；同一侧的中间层内剪叉臂中部与中间层外剪叉臂中部铰接；

底层剪叉机构包括两个等长且相互平行的底层内剪叉臂、两个等长且相互平行的底层外剪叉臂；两个底层外剪叉臂底端分别对应与同侧的滑块a铰接，顶端分别对应与底层外连接板的端部铰接；两个底层外剪叉臂顶端还分别对应与同侧且相邻的中间层内剪叉臂顶端铰接；两个底层内剪叉臂底端分别对应铰接于同侧的轨道a的一端，顶端分别对应与底层内连接板的端部铰接；同一侧的底层内剪叉臂中部与底层外剪叉臂中部铰接；

还包括升降平台；升降平台下表面固接有两个相互平行的轨道b，每个轨道b上均架设有滑块b；

顶层剪叉机构包括两个等长且相互平行的顶层内剪叉臂、两个等长且相互平行的顶层外剪叉臂；两个顶层内剪叉臂底端分别对应与同侧且相邻的中间层外剪叉臂顶端铰接，顶端分别对应铰接于同侧的轨道b的一端；两个顶层外剪叉臂底端分别对应与同侧且相邻的中间层内剪叉臂顶端铰接，顶端分别对应与同侧的滑块b铰接；同一侧的顶层内剪叉臂中部与顶层外剪叉臂中部铰接；两个顶层内剪叉臂底端还分别对应与顶层内连接板的端部铰接；两个顶层外剪叉臂还分别对应与顶层外连接板的端部铰接；

底层内连接板中部固接有电动机a；电动机a通过联轴器a与滚珠丝杠 a的一端连接；滚珠丝杠a的丝杠螺母a与底层外连接板的中部固接；

顶层内连接板中部固接有电动机b；电动机b通过联轴器b与滚珠丝杠 b的一端连接；滚珠丝杠b的丝杠螺母b与顶层外连接板的中部固接。

升降装置与大臂的连接方式为，包括竖直设置电动机c，电动机c固接于升降平台下表面；电动机c的输出轴固接齿轮b；升降平台中央开设有安装孔；安装孔内固接有轴承a，轴承a的内圈固接齿轮a；齿轮a内啮合齿轮 b；还包括轴承b；轴承b内圈固接中心轴；中心轴顶端外套有法兰，且中心轴与法兰固接；法兰表面开设有若干个螺栓孔a，齿轮a端面沿其圆周均匀开设有若干个螺栓孔b，螺栓a穿过螺栓孔a、螺栓孔b通过与其配套的螺母a将法兰与齿轮a紧固连接；

法兰上表面水平固接电动机d；电动机d的输出轴与大臂的一端固接；

轴承b为推力球轴承。

机械手包括电动机f；电动机f的输出轴与滚珠丝杠c的一端固接；滚珠丝杠c的丝杠螺母c与滑块c固接；滚珠丝杠c外套有防护罩；防护罩一端通过连接件与电动机f壳体固接，另一端固接手爪盘；沿手爪盘的圆周均匀设置有若干个连杆，且连杆一端与手爪盘固接；连杆另一端与中间手指一端铰接；中间手指另一端与滑块c铰接；中间手指通过自锁结构与末端手指一端铰接。

自锁结构包括螺栓b；中间手指一端开设有螺栓孔c，末端手指一端开设有螺栓孔d；螺栓b外套有弹簧a；螺栓b穿过螺栓孔c、螺栓孔d通过与其配套的螺母b将中间手指与末端手指紧固连接。

中间手指的数量为3个；连杆、末端手指的数量与中间手指的数量一致。

末端手指内侧附有缓冲材料。

小臂与机械手的连接方式为，小臂一端固接有电动机g；电动机g的输出轴与连接块固接；电动机f与连接块固接。

还包括采摘刀，采摘刀的设置方式为，包括电动机h，电动机h的输出轴固接有凸轮；采摘刀的刀刃a一端固接于连接块一侧；采摘刀的刀刃b的一端固接于L形连接件的水平部分；凸轮可与L形连接件的数竖直部分接触；刀刃a中部与刀刃b中部铰接；刀刃a、刀刃b的一端分别对应固接于弹簧 b端部。

大臂与小臂的连接方式为，包括水平设置的电动机e；电动机e固接于大臂一端；电动机e的输出轴与小臂一端固接。

本实用新型的有益效果是：结构简单，易于装配、维修时间较短；制造工艺简单，可大批量生产；且有自锁装置，可靠性高，能适应多种复杂作业环境，满足不同用户的需求。

附图说明

图1是本实用新型类圆果蔬采摘装置的结构示意图；

图2是本实用新型类圆果蔬采摘装置的俯视图；

图3是本实用新型类圆果蔬采摘装置中升降装置的结构示意图；

图4是本实用新型类圆果蔬采摘装置中升降装置的底层剪叉机构或顶层剪叉机构的结构示意图；

图5是本实用新型类圆果蔬采摘装置中升降平台与大臂连接处的结构示意图；

图6是本实用新型类圆果蔬采摘装置中大臂与小臂连接处的结构示意图；

图7是本实用新型类圆果蔬采摘装置中机械手的结构示意图；

图8是本实用新型类圆果蔬采摘装置中机械手的剖视图；

图9是本实用新型类圆果蔬采摘装置中自锁结构的结构示意图。

图中，1.履带小车，2.升降装置，3.大臂，4.小臂，5.机械手，6.轨道a，7.剪叉式升降机构，8.底层剪叉机构，9.中间层剪叉机构，10.顶层剪叉机构，11.底层内剪叉臂，12.底层外剪叉臂，13.滑块a，14.底层内连接板，15.底层外连接板，16.中间层内剪叉臂，17.中间层外剪叉臂，18. 顶层内剪叉臂，19.顶层外剪叉臂，20.升降平台，21.顶层内连接板，22.顶层外连接板，23.轨道b，24.滑块b，25.电动机a，26.联轴器a，27.滚珠丝杠a，28.螺母a，29.电动机b，30.联轴器b，31.滚珠丝杠b，32.螺母b，33.安装孔，34.轴承a，35.齿轮a，36.齿轮b，轴承b，38.中心轴，39.法兰，40.螺栓孔a，41.螺栓孔b，42.螺栓a，43.电动机c，44. 电动机d，45.螺母a，46.电动机e，47.电动机f，48.滚珠丝杠c，49.丝杠螺母c，50.滑块c，51.防护罩，52.连接件，53.手爪盘，54.连杆，55. 中间手指，56.自锁结构，57.末端手指，58.螺栓b，59.螺栓孔c，60.螺栓孔d，61.弹簧a，62.螺母b，63.采摘刀，64.电动机g，65.连接块， 66.电动机h，67.凸轮，68.刀刃a，69.刀刃b，70.L形连接件，71.弹簧b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型一种类圆果蔬采摘装置，包括履带小车 1，履带小车1上表面连接有升降装置2，升降装置2连接大臂3的一端，大臂3另一端与小臂4一端连接，小臂4另一端与机械手5连接。

如图3所示，升降装置2包括两个相互平行的轨道a6，轨道a6固接于履带小车1上表面；每个轨道a6上均架设有滑块a13；还包括剪叉式升降机构7；剪叉式升降机构7包括底层剪叉机构8、若干个中间层剪叉机构9、顶层剪叉机构10；

若干个中间层剪叉机构9自下而上依次铰接；每个中间层剪叉机构9包括两个等长且相互平行的中间层内剪叉臂16、两个等长且相互平行的中间层外剪叉臂17；同一侧的中间层内剪叉臂16中部与中间层外剪叉臂17中部铰接；

底层剪叉机构8包括两个等长且相互平行的底层内剪叉臂11、两个等长且相互平行的底层外剪叉臂12；两个底层外剪叉臂12底端分别对应与同侧的滑块a13铰接，顶端分别对应与底层外连接板15的端部铰接；两个底层外剪叉臂12顶端还分别对应与同侧且相邻的中间层内剪叉臂16顶端铰接；两个底层内剪叉臂11底端分别对应铰接于同侧的轨道a6的一端，顶端分别对应与底层内连接板14的端部铰接；同一侧的底层内剪叉臂11中部与底层外剪叉臂12中部铰接；

还包括升降平台20；升降平台20下表面固接有两个相互平行的轨道 b23，每个轨道b23上均架设有滑块b24；

顶层剪叉机构10包括两个等长且相互平行的顶层内剪叉臂18、两个等长且相互平行的顶层外剪叉臂19；两个顶层内剪叉臂18底端分别对应与同侧且相邻的中间层外剪叉臂17顶端铰接，顶端分别对应铰接于同侧的轨道 b23的一端；两个顶层外剪叉臂19底端分别对应与同侧且相邻的中间层内剪叉臂16顶端铰接，顶端分别对应与同侧的滑块b24铰接；同一侧的顶层内剪叉臂18中部与顶层外剪叉臂19中部铰接；两个顶层内剪叉臂18底端还分别对应与顶层内连接板21的端部铰接；两个顶层外剪叉臂19还分别对应与顶层外连接板22的端部铰接；

底层内连接板14中部固接有电动机a25；电动机a25通过联轴器a26与滚珠丝杠a27的一端连接；滚珠丝杠a27的丝杠螺母a28与底层外连接板15 的中部固接；

如图4所示，顶层内连接板21中部固接有电动机b29；电动机b29通过联轴器b30与滚珠丝杠b31的一端连接；滚珠丝杠b31的丝杠螺母b32与顶层外连接板22的中部固接。

顶层外连接板22中部固接有电动机b29；电动机b29通过联轴器b30 与滚珠丝杠b31的一端连接；滚珠丝杠b31的丝杠螺母b32与顶层内连接板 21的中部固接。

如图5所示，升降装置2与大臂3的连接方式为，包括竖直设置电动机 c43，电动机c43固接于升降平台20下表面；电动机c43的输出轴固接齿轮 b36；升降平台20中央开设有安装孔33；安装孔33内固接有轴承a34，轴承a34的内圈固接齿轮a35；齿轮a35内啮合齿轮b36；还包括轴承b37；轴承b37内圈固接中心轴38；中心轴38顶端外套有法兰39，且中心轴38与法兰39固接；法兰39表面开设有若干个螺栓孔a40，齿轮a35端面沿其圆周均匀开设有若干个螺栓孔b41，螺栓a42穿过螺栓孔a40、螺栓孔b41通过与其配套的螺母a45将法兰39与齿轮a35紧固连接；

法兰39上表面水平固接电动机d44；电动机d44的输出轴与大臂3的一端固接；

轴承b37为推力球轴承。

如图6所示，大臂3与小臂4的连接方式为，包括水平设置的电动机e46；电动机e46固接于大臂3一端；电动机e46的输出轴与小臂4一端固接。

如图7、图8所示，机械手5包括电动机f47；电动机f47的输出轴与滚珠丝杠c48的一端固接；滚珠丝杠c48的丝杠螺母c49与滑块c50固接；滚珠丝杠c48外套有防护罩51；防护罩51一端通过连接件52与电动机f47 壳体固接，另一端固接手爪盘53；沿手爪盘53的圆周均匀设置有若干个连杆54，且连杆54一端与手爪盘53固接；连杆54另一端与中间手指55一端铰接；中间手指55另一端与滑块c50铰接；中间手指55通过自锁结构56 与末端手指57一端铰接。

如图9所示，自锁结构56包括螺栓b58；中间手指55一端开设有螺栓孔c59，末端手指57一端开设有螺栓孔d60；螺栓b58外套有弹簧a61；螺栓b58穿过螺栓孔c59、螺栓孔d60通过与其配套的螺母b62将中间手指55 与末端手指57紧固连接。

中间手指55的数量为3个；连杆54、末端手指57的数量与中间手指 55的数量一致。

末端手指57内侧附有缓冲材料。

如图7、图8所示，小臂4与机械手5的连接方式为，小臂4一端固接有电动机g64；电动机g64的输出轴与连接块65固接；电动机f47与连接块65固接。

还包括采摘刀63，采摘刀63的设置方式为，包括电动机h66，电动机 h66的输出轴固接有凸轮67；采摘刀63的刀刃a68一端固接于连接块65一侧；采摘刀63的刀刃b69的一端固接于L形连接件70的水平部分；凸轮 67可与L形连接件70的数竖直部分接触；刀刃a68中部与刀刃b69中部铰接；刀刃a68、刀刃b69的一端分别对应固接于弹簧b71端部。

本实用新型类圆果蔬采摘装置的工作原理(过程)为：人工控制操作按键，电机25和29工作带动丝杠27和31旋转，使剪叉机构在竖直平面内上下移动。电动机c43带动齿轮b36转动，齿轮a35内啮合齿轮b36，使旋转平台转动。电动机44、46和64控制机械臂将机械手5调整到最佳位置，然后电动机g64控制末端手指57抓取目标。电动机h66带动凸轮67转动，驱动采摘刀闭合剪断果梗，完成采摘动作。

本实用新型类圆果蔬采摘装置的优点为：本装置能够适应复杂多变的地形且操作简单、可靠性高，能够代替人类去做某些具有危险性的采摘活动，保证了人的自身安全。本装置不仅适用于小规模采摘同样也适用于农场式的大规模采摘，很大程度上降低了人的劳动强度，降低了采摘成本。

Claims (9)

1.一种类圆果蔬采摘装置，包括履带小车(1)，其特征在于：所述履带小车(1)上表面连接有升降装置(2)，升降装置(2)连接大臂(3)的一端，大臂(3)另一端与小臂(4)一端连接，小臂(4)另一端与机械手(5)连接；

所述升降装置(2)包括两个相互平行的轨道a(6)，轨道a(6)固接于履带小车(1)上表面；每个轨道a(6)上均架设有滑块a(13)；还包括剪叉式升降机构(7)；剪叉式升降机构(7)包括底层剪叉机构(8)、若干个中间层剪叉机构(9)、顶层剪叉机构(10)；

所述若干个中间层剪叉机构(9)自下而上依次铰接；每个中间层剪叉机构(9)包括两个等长且相互平行的中间层内剪叉臂(16)、两个等长且相互平行的中间层外剪叉臂(17)；同一侧的中间层内剪叉臂(16)中部与中间层外剪叉臂(17)中部铰接；

所述底层剪叉机构(8)包括两个等长且相互平行的底层内剪叉臂(11)、两个等长且相互平行的底层外剪叉臂(12)；两个底层外剪叉臂(12)底端分别对应与同侧的滑块a(13)铰接，顶端分别对应与底层外连接板(15)的端部铰接；两个底层外剪叉臂(12)顶端还分别对应与同侧且相邻的中间层内剪叉臂(16)顶端铰接；两个底层内剪叉臂(11)底端分别对应铰接于同侧的轨道a(6)的一端，顶端分别对应与底层内连接板(14)的端部铰接；同一侧的底层内剪叉臂(11)中部与底层外剪叉臂(12)中部铰接；

还包括升降平台(20)；升降平台(20)下表面固接有两个相互平行的轨道b(23)，每个轨道b(23)上均架设有滑块b(24)；

所述顶层剪叉机构(10)包括两个等长且相互平行的顶层内剪叉臂(18)、两个等长且相互平行的顶层外剪叉臂(19)；两个顶层内剪叉臂(18)底端分别对应与同侧且相邻的中间层外剪叉臂(17)顶端铰接，顶端分别对应铰接于同侧的轨道b(23)的一端；两个顶层外剪叉臂(19)底端分别对应与同侧且相邻的中间层内剪叉臂(16)顶端铰接，顶端分别对应与同侧的滑块b(24)铰接；同一侧的顶层内剪叉臂(18)中部与顶层外剪叉臂(19)中部铰接；两个顶层内剪叉臂(18)底端还分别对应与顶层内连接板(21)的端部铰接；两个顶层外剪叉臂(19)还分别对应与顶层外连接板(22)的端部铰接；

所述底层内连接板(14)中部固接有电动机a(25)；电动机a(25)通过联轴器a(26)与滚珠丝杠a(27)的一端连接；滚珠丝杠a(27)的丝杠螺母a(28)与底层外连接板(15)的中部固接；

所述顶层内连接板(21)中部固接有电动机b(29)；电动机b(29)通过联轴器b(30)与滚珠丝杠b(31)的一端连接；滚珠丝杠b(31)的丝杠螺母b(32)与顶层外连接板(22)的中部固接。

2.如权利要求1所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：所述升降装置(2)与大臂(3)的连接方式为，包括竖直设置电动机c(43)，电动机c(43)固接于升降平台(20)下表面；电动机c(43)的输出轴固接齿轮b(36)；升降平台(20)中央开设有安装孔(33)；安装孔(33)内固接有轴承a(34)，轴承a(34)的内圈固接齿轮a(35)；齿轮a(35)内啮合齿轮b(36)；还包括轴承b(37)；轴承b(37)内圈固接中心轴(38)；中心轴(38)顶端外套有法兰(39)，且中心轴(38)与法兰(39)固接；法兰(39)表面开设有若干个螺栓孔a(40)，齿轮a(35)端面沿其圆周均匀开设有若干个螺栓孔b(41)，螺栓a(42)穿过螺栓孔a(40)、螺栓孔b(41)通过与其配套的螺母a(45)将法兰(39)与齿轮a(35)紧固连接；

所述法兰(39)上表面水平固接电动机d(44)；电动机d(44)的输出轴与大臂(3)的一端固接；

所述轴承b(37)为推力球轴承。

3.如权利要求1所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：所述机械手(5)包括电动机f(47)；电动机f(47)的输出轴与滚珠丝杠c(48)的一端固接；滚珠丝杠c(48)的丝杠螺母c(49)与滑块c(50)固接；滚珠丝杠c(48)外套有防护罩(51)；防护罩(51)一端通过连接件(52)与电动机f(47)壳体固接，另一端固接手爪盘(53)；沿手爪盘(53)的圆周均匀设置有若干个连杆(54)，且连杆(54)一端与手爪盘(53)固接；连杆(54)另一端与中间手指(55)一端铰接；中间手指(55)另一端与滑块c(50)铰接；中间手指(55)通过自锁结构(56)与末端手指(57)一端铰接。

4.如权利要求3所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：所述自锁结构(56)包括螺栓b(58)；中间手指(55)一端开设有螺栓孔c(59)，末端手指(57)一端开设有螺栓孔d(60)；螺栓b(58)外套有弹簧a(61)；螺栓b(58)穿过螺栓孔c(59)、螺栓孔d(60)通过与其配套的螺母b(62)将中间手指(55)与末端手指(57)紧固连接。

5.如权利要求4所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：所述中间手指(55)的数量为3个；连杆(54)、末端手指(57)的数量与中间手指(55)的数量一致。

6.如权利要求5所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：所述末端手指(57)内侧附有缓冲材料。

7.如权利要求6所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：所述小臂(4) 与机械手(5)的连接方式为，小臂(4)一端固接有电动机g(64)；电动机g(64)的输出轴与连接块(65)固接；电动机f(47)与连接块(65)固接。

8.如权利要求7所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：还包括采摘刀(63)，采摘刀(63)的设置方式为，包括电动机h(66)，电动机h(66)的输出轴固接有凸轮(67)；采摘刀(63)的刀刃a(68)一端固接于连接块(65)一侧；采摘刀(63)的刀刃b(69)的一端固接于L形连接件(70)的水平部分；凸轮(67)可与L形连接件(70)的数竖直部分接触；刀刃a(68)中部与刀刃b(69)中部铰接；刀刃a(68)、刀刃b(69)的一端分别对应固接于弹簧b(71)端部。

9.如权利要求1-8任一项所述的类圆果蔬采摘装置，其特征在于：所述大臂(3)与小臂(4)的连接方式为，包括水平设置的电动机e(46)；电动机e(46)固接于大臂(3)一端；电动机e(46)的输出轴与小臂(4)一端固接。

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