CN211745394U - 自走式菠萝采收机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自走式菠萝采收机械，包括一种自走式菠萝采收机械，包括：行走机构、采摘机构和收集机构；采摘机构包括推板、侧挡板和提升机；侧挡板用于控制果实和果茎进入至采摘机构内的方向，推板沿着预定方向运动与侧挡板配合将果实和果茎分离；提升机用于改变采摘机构的高度与不同株高的菠萝植株相匹配。采摘后的菠萝通过传送带输送到收集框内，框内设置有多个缓冲板对防止互相挤压造成瘀伤。行走机构使用特定纹路轮胎，有效防止机器陷入农田内。本实用新型不依靠微型电脑和相关的电子设备，可靠性高，维修成本低。本实用新型机械化程度高，操作方便，成本低，省时省力，采摘效率高。

Description

自走式菠萝采收机械

技术领域

本实用新型涉及农业机械设备领域，具体为一种自走式菠萝采收机械。

背景技术

菠萝是我国热带种植最普遍的一种水果之一，品质优良、营养丰富、美味可口，具有很高商业价值高，以及优越的前景。菠萝株高 0.7～1.5m，种植间隔均匀，一般采用双行种植，株距为0.4m～0.5m 大行距为0.6～0.9m，菠萝的结构和特殊的种植环境，使得大面积的机械化采摘变得很困难，目前主要依赖于人工收割。菠萝叶尖而硬，而且叶边伴有锯齿，农民在采摘菠萝时需要穿上防护服和眼罩，以防止菠萝叶割伤身体。在采摘过程中，农民需用刀具将菠萝从植株上割下，放到背部的萝筐里，农民背负沉重的萝筐，既要在荆棘遍布的菠萝地里穿行，又要弯腰采摘，体力消耗大，效率低，收割成本较高。因而设计能够应用于菠萝田的机械采摘装置十分必要。

如专利CN108575282A公开了一种菠萝采集车，此专利采用圆锯割断的方式将果实从植株取下。此种方式对植株高度要求高，由于菠萝属于多年生植物；当植株过高则会切除十分多的植株部分，对以后的收成有负面影响。当植株过低则直接将果实剖开形成浪费。专利 CN108617240A、CN108848890A也有类似的问题。

专利CN109804776A公开了一种菠萝采摘机，此专利没有采用切割采集的方式。但采用了摄像头作为识别装置，且配合树莓派微型电脑进行控制。此方法依赖于摄像头、电脑和相应软件的精度，且价格昂贵；不便于推广利用。同时也没有对农田的崎岖路面状况进行相应的改进，同时外形不太适应，容易卡在农田中。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供一种自走式菠萝采收机械。

一种自走式菠萝采收机械，包括：

行走机构，包括用于转向的转向轮和用于驱动的驱动轮；

采摘机构，包括推板、侧挡板和提升机；侧挡板用于控制果实和果茎进入至采摘机构内的方向，推板沿着预定方向运动与侧挡板配合将果实和果茎分离；提升机用于改变采摘机构的高度与不同株高的菠萝植株相匹配；

收集机构，包括传动带和存储框；传动带的较低端设有用于接受分离后果实的漏斗；传动带的较高端下方设有用于储存果实的存储框；

机架，行走机构、采摘机构和收集机构均安装在机架上。

优选的，行走机构的一对转向轮通过各自的连杆与转向机总成连接；转向机总成上设有用于控制转向的减速器和电机。

优选的，行走机构的一对驱动轮中设有电机，所示电机的输出轴通过减速器使传动轴达到需求的扭矩后驱动后轮行走；传动轴通过轴承和连接板将驱动轮安装在机架上。

进一步优选的，驱动轮和/或转向轮的轮胎表面设有倾斜的人字纹；人字纹横向投影长度大于轮胎宽度的一半。

优选的，采摘机构的推板由气缸推动；气缸安装在采摘机架上；推板的运动方向和果实的行走方向具有一定的角度。

优选的，采摘机构的侧挡板的前端向外倾斜，且后端设有连接条；连接条的通过挡板挂件安装在采摘机架上。

进一步优选的，采摘机构通过采摘机架和提升机与机架互相连接；提升机安装在机架上且其驱动杆与采摘机架固定连接；提升机带动采摘机架沿着预定方向运动。

更进一步优选的，采摘机架和机架之间设有升降导柱；升降导柱的方向与提升机带动采摘机架的预定方向相同。

优选的，传动带的较高端设有一上下贯通的收集框；收集框下方设有存储框；传送带内部设有条状海绵。

优选的，存储框的内部设有缓冲橡胶板；缓冲橡胶板设有镂空部使得菠萝落至下一层的缓冲橡胶板上。

本实用新型采用推挡扭断的方式进行采摘，能减少对植株的损害，不影响将来的收成；且为了对应不同植株高度设计了升降装置。

采摘后的菠萝通过传送带输送到收集框内，框内设置有多个缓冲板防止菠萝的挤压损伤。行走机构使用特定纹路轮胎，有效防止机器陷入农田内。本实用新型不依靠微型电脑和相关的电子设备，可靠性高，维修成本低。本实用新型机械化程度高，操作方便，成本低，省时省力，采摘效率高。

附图说明

图1、图2为本实用新型的不同视角下的立体结构示意图；

图3为本实用新型采摘机构和收集机构结构示意图；

图4为本实用新型采摘机构与机架的结构示意图；

图5为本实用新型转向轮的结构示意图；

图6为本实用新型驱动轮的结构示意图。

图中：前轮11；转动轴12；减速器13；电机14；后轮15；接杯16；连杆17；转向机总成18；电机13；减速器14；气缸31；推板32；导向槽33；侧挡板34；采摘机架35；升降导柱36；提升机37；机架38；挡板挂件39；漏斗41；传送带42；收集框43；橡胶缓冲板 44；条状海绵45；存储框46；气缸51；电池52；发动机53；管道和阀门54；顶板55；侧板56。

具体实施方式

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。

其余未详细如图1、图2所示为本实用新型的整体结构示意图；本实用新型可分为行走机构、采摘机构、收集机构三个部分。三个部分均通过机架38安装和协同工作；

其中行走部分包括：作为转向轮的前轮11和相关部分；作为驱动轮的后轮15和相关部分，动力部分。

转向轮的前轮11的相关部分参考图5，包括前轮11、接杯16、连杆17、转向机总成18、电机13、减速器14。电机13的输出轴通过减速器14输出力矩到转向机总成18。转向机总成18和连杆17 之间通过齿轮齿条连接并在转向时由齿轮带动齿条水平运动，通过连杆17把水平方向的力作用到接杯16使接杯16转动，从而实现转向功能。

电机13、减速器14、转向机总成18部分安装在机架38上表面的顶板55上，与转向机总成18连接的连杆17则沿着顶板55两端向下与位于前轮11内的接杯16连接；前轮11还通过位于轮毂上下端各一个的连接叉与一块连接板互相连接；连接叉与轮毂通过轴承互相独立转动的连接，连接叉始终保持在轮毂的上下端；连接板则与机架 38固定，将前轮11相对固定在机架38的前方两端。

作为驱动轮的后轮15和相关部分参考图6；包括后轮15；减速器13、电机14和传动轴12；电机14的输出轴通过减速器13使传动轴12达到需求的扭矩后驱动后轮15行走。

后轮15通过设置在传动轴12的轴承与连接板连接，与前轮11 的设施相似，连接板与传动轴12互相独立转动，连接板将后轮15相对固定在机架38的后方两端。

前轮1和后轮15的表面均设有人字纹，每一条人字纹的均为倾斜的设置在其轮胎表面，且横向投影长度(非总长度)大于轮胎宽度的一半。人字形纹路的农用轮胎与田地接触面积大，能有效防止机器陷入地里。

行走机构的总成部分包括气缸51、电池52、发动机53；气缸51、电池52、发动机53均安装在顶板55上；发动机53的侧面还设有多个管道和阀门54，管道和阀门54用于充电、充油等与外部设备的资源交换。行走机构为本实用新型的其余结构提供动力来源。

采摘机构如图3、图4所示，采摘机构包括推板32、侧挡板34 以及相应的采摘机架35、提升机37和其余部分。采摘机构如图1、2、 4中所示，安装在机架3上，且位于顶板55下方、左右两块侧板56 之间。

其中的气缸31直接安装固定在采摘机架35内；侧挡板34通过挡板挂件39固定安装在采摘机架35内；提升机37部分则安装在机架38上并突出于顶板55的上表面。

更具体的，本实用新型内部具有两个收集通道，每个收集通道均设有一对镜像设置的侧挡板34；侧挡板34的前部向外倾斜使开口变大，侧挡板34中端和尾端均设有两个向上的连接条(每个收集通道共四个，整机共八个)；尾端的连接条通过挡板挂件39互相连接并依靠挡板挂件39安装在采摘机架35上。一对侧挡板34的相对于距离稍大于菠萝植株的果茎。

气缸31为无杆气缸，气缸31的下端设置有由气缸31驱动的推板32；推板32的运动方向与本实用新型行走机构的行进方向垂直；

图1、图3中的A代表果实成熟的菠萝植株的植株进入方向。由于菠萝植株成熟后果实会位于植株的顶端，且果实的直径远大于果实下方的果茎，故本实用新型中利用一对侧挡板34引导果实进入至导向槽33内。在引导果实位于侧挡板34的上方，果茎位于侧挡板34之间；当到达预定位置后，即推板32所在相对与导向槽33的位置；气缸31驱动推板32将果茎掰断；同时果实沿着B方向落入至收集机构的漏斗41中。

在设置时，推板32和漏斗41存在一定的高度差以及横向距离，能确保落入漏斗41中。采用推挡打落菠萝可避免传统剪切果茎装置出现的打滑，可轻易折断果茎的内部纤维结构，提高采摘的效率。无需考虑机械抓钳装置对于菠萝形状弧形的设计，同时避免了抓钳装置对菠萝果实的损伤，将对果实的伤害降到最低。

当采摘机构需要针对不同株高的菠萝进行高度调节时，通过如图 4所示的部分完成。其中提升机37为螺旋丝杆提升机；提升机37的主体部分安装在机架38的顶板55上，提升机37的驱动杆则安装固定在采摘机架35中。采摘机架35通过安装在四周的八条升降导柱36可相对运动的互相连接。螺旋丝杆提升机37在由与其对应的电机提供动力使得采摘机架35沿着升降导柱36上下升降，与采摘机架 35相对固定的侧挡板34也随之升降。

八点同步升降导柱36确保了提升的平稳性，从而使得装置能以达到不同的采摘高度，适应多种菠萝植株。

收集机构用于将被采摘机构摘下的菠萝果实暂时收集、储存。结构如图3所示，主要部件包括漏斗41、传送带42、收集框43和存储框46。收集机构位于采摘机构的外侧和后侧，顶板55的下方、一对侧板56的内部。其中传送带42的前端为较低端，此端中设置有漏斗41，漏斗41向上开口且开口处设有向外弯曲延伸的挡板，挡板用于扩大漏斗41果实的收集范围。传送带42的后端为较高端；此端与收集框43相连接。收集框43的上下连通，收集框43的下端设有存储框46暂时收集菠萝果实。传送带42的后端接近收集框43处设有用于驱动传送带42的电机。

传送带42和与之相邻的电机、漏斗41、收集框43通过传送带 42侧面的螺孔、螺钉与机架38实现固定连接。与传送带42分离的存储框46则通过自身的螺孔、螺钉与机架38实现固定连接。

传送带42为三段式，内部设有多层的条状海绵45；条状海绵45 之间的间隔与菠萝的尺寸互相匹配。条状海绵45既起到缓冲效果也防止菠萝提升时滑落，确保了菠萝的提升过程的正常运行。

存储框46的左右两侧设有挡板，且位于外侧的挡板的下端设有装有推拉锁的出口挡板，当需要将菠萝卸下时将出口挡板的推拉锁打开即可将出口挡板打开；然后菠萝从此处放出。存储框46的内部设有从下至上有多层阵列分散式缓冲橡胶板44。除了位于最低的缓冲橡胶板44外，其内部设有镂空部，镂空部能让菠萝从此滚落至下一层的缓冲橡胶板44中完整排列。缓冲橡胶板44除了排列菠萝果实外，由于材料自身的特点，硬度低且具有相当大的弹性，能够有效地缓冲菠萝下降的冲击力，实现对果实收集的保护。

本实用新型为了更加直观的介绍内部结构，将位于顶板55之上，用于包裹内部如气缸51、电池52和发动机53等的部件的外壳移除；在正常工作时，会设有相应的外壳用于保护。

本实用新型的整体工作流程为：人操控行走机构行驶到合适位置，调整采摘机构的高度调节部分置使得采摘机构到合适的位置，让菠萝植株在果茎连接处完全到向到导向槽33内，菠萝果实露出在导向槽 33上方，然后无杆气缸31作用推动推板32，将菠萝掰下，进入传送带42低平端的漏斗41中，由传送带42提升上至收集框43内，再由收集框43掉落至存储框46中暂时保存。

电池52为48V100E聚能胶电池，气缸31采用MY3A32-200无杆气缸，发动机53采用Forte6500EA；提升机37采用90ST-M03520伺服电机，并配合NMRV050减速电机，电机14为90ST-M03520伺服电机，减速器13为NMRV050减速电机；

叙述型号的电器部件本领域的技术人员可根据实际需要选择任何能实现相同功能的不同型号、不同品牌、不同内部结构的产品所替代，只要是能实现本实用新型所需要的功能即可，本领域技术人员可根据实际工作需要进行相应的替换。

本实用新型所使用的任何软件、处理器、电源器件以及电路和电路的连接方式，均对其无任何改进；其属于现有技术的一部分，可根据实际产品的形状、类别或用途做出任何相应的修改、适应和型号的选择，上述软件、电源器件、处理器以及电路和电路的连接方式并不属于本实用新型针对于现有技术的改进部分；且其他在本文中并未详述之处，均属于现有技术。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种自走式菠萝采收机械，其特征在于包括：

行走机构，包括用于转向的转向轮和用于驱动的驱动轮；

采摘机构，包括推板、侧挡板和提升机；所述侧挡板用于控制果实和果茎进入至采摘机构内的方向，所述推板沿着预定方向运动与侧挡板配合将果实和果茎分离；所述提升机用于改变采摘机构的高度与不同株高的菠萝植株相匹配；

收集机构，包括传动带和存储框；所述传动带的较低端设有用于接受分离后果实的漏斗；所述传动带的较高端下方设有用于储存果实的存储框；

机架，所述行走机构、采摘机构和收集机构均安装在机架上。

2.根据权利要求1所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述行走机构的一对转向轮通过各自的连杆与转向机总成连接；所述转向机总成上设有用于控制转向的减速器和电机。

3.根据权利要求1所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述行走机构的一对驱动轮中设有电机，所示电机的输出轴通过减速器使传动轴达到需求的扭矩后驱动后轮行走；所述传动轴通过轴承和连接板将驱动轮安装在机架上。

4.根据权利要求1-3任一所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述驱动轮和/或转向轮的轮胎表面设有倾斜的人字纹；人字纹横向投影长度大于轮胎宽度的一半。

5.根据权利要求1所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述采摘机构的推板由气缸推动；所述气缸安装在采摘机架上；所述推板的运动方向和果实的行走方向具有一定的角度。

6.据权利要求1所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述采摘机构的侧挡板的前端向外倾斜，且后端设有连接条；所述连接条通过挡板挂件安装在采摘机架上。

7.根据权利要求1、5、6中任一所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述采摘机构通过采摘机架和提升机与机架互相连接；所述提升机安装在机架上且其驱动杆与采摘机架固定连接；所述提升机带动采摘机架沿着预定方向运动。

8.根据权利要求7所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述采摘机架和机架之间设有升降导柱；所述升降导柱的方向与提升机带动采摘机架的预定方向相同。

9.根据权利要求1所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述传动带的较高端设有一上下贯通的收集框；所述收集框下方设有存储框；所述传动带内部设有条状海绵。

10.根据权利要求1或9所述的自走式菠萝采收机械，其特征在于：所述存储框的内部设有缓冲橡胶板；所述缓冲橡胶板设有镂空部使得菠萝落至下一层的缓冲橡胶板上。

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