CN217074929U - 一种苹果采摘作业平台装箱系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种苹果采摘作业平台装箱系统，包括沿前后方向输送苹果的汇集输送带、位于汇集输送带侧方的末端输送带、位于汇集输送带出料端的收集平台，以及与收集平台适配的装箱机构，所述末端输送带向上倾斜设置，且末端输送带的下端延伸至汇集输送带，末端输送带的表面设有锥形果托。本实用新型通过汇集输送带和末端输送带的设置，实现了对果树不同高度采摘果实的输送，提高了输送效率，而且避免了由于高度差造成的果实损伤，同时降低了采收苹果的劳动强度与危险性，提高了苹果的采收效率与采收质量，保证苹果在采收季能够及时采摘，提高种植收益。

Description

一种苹果采摘作业平台装箱系统

技术领域

本实用新型涉及果园智能管理机械技术领域，尤其涉及到一种苹果采摘作业装箱系统的结构设计，具体是指一种苹果采摘作业平台装箱系统。

背景技术

苹果是我国消耗量非常大的一种水果，近八年来全国的苹果果园面积稳定在190万公顷左右。但采摘作业过程中效率低和果实损伤率高导致苹果不易储存，提高苹果采摘作业质量与效率是保证苹果丰收的重要举措。目前，国内苹果的采摘主要还是以人工采摘为主，但苹果采摘季节性强，劳动量大，人工采摘效率低。如果采摘不够及时还会提高存储成本，安全性上人工采摘工人人身安全也难以保障，使得苹果产业的生产成本不断提高，大大降低了果农种植苹果果树的积极性，影响果园生产力的提高和持久良性发展。

国内果园种植地形多以平原和丘陵为主，且果园分散，标准化程度低。振摇采摘式果实损伤率高，所以机械臂采摘式更加适合我国种植现状，但是进行机械臂采摘作业时的输送系统效率低，大大影响了采摘效率，且输送过程中果实损伤率高。现有的果园采摘作业输送平台需要工作人员实时操作装箱以及后续的果实分级，浪费人力。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种苹果采摘作业平台装箱系统，实现了果树上不同高度的苹果采摘后的汇集、输送和分级装箱一体化，并且有效降低果实损伤率，提高了采摘效率。

本实用新型是通过如下技术方案实现的，提供一种苹果采摘作业平台装箱系统，包括沿前后方向输送苹果的汇集输送带、位于汇集输送带侧方的末端输送带、位于汇集输送带出料端的收集平台，以及与收集平台适配的装箱机构，所述末端输送带向上倾斜设置，且末端输送带的下端延伸至汇集输送带，末端输送带的表面设有锥形果托。

本方案在使用时，通过末端输送带将高处的苹果输送至汇集输送带，汇集输送带将低处采摘的苹果和末端输送带输送来的苹果向后输送至收集平台，通过装箱机构对收集平台上的苹果进行装箱；实现了果树上不同高度的苹果采摘后的汇集，提高了输送效率，并且通过在末端输送带上设置锥形果托，避免了苹果在向下输送时掉落，减少了损伤。

作为优化，所述汇集输送带为并排设置的两条，两汇集输送带的左、右两侧分别设有所述的末端输送带。本优化方案的设置，实现了对四个采摘工位所采摘苹果的输送，进一步提高了输送效率。

作为优化，所述末端输送带包括依次设置的上部平段、倾斜段和下部平段。本优化方案通过将末端输送带设计为三段式结构，有效减小了苹果采摘后的冲击力和惯性。

作为优化，汇集输送带的表面热熔连接有拱形果托，汇集输送带的左、右两侧分别设有挡板，位于末端输送带所在侧的挡板上开设有与末端输送带下端适配的槽口。本优化方案通过皮带热熔拱形果托和两侧组装挡板，防止了苹果输送时因惯性从输送带上滚落，从而降低了苹果输送过程中的碰伤率。

作为优化，收集平台的果实支撑部上表面设有圆形凹槽，收集平台上还安装有支撑所述果实支撑部的称重传感器。本优化方案通过设置圆形凹槽，抵消了苹果沿收集平台滑落的冲击力，使得经汇集输送带汇集来的苹果有序的排列在凹槽位置；通过设置称重传感器，便于检测收集平台上的苹果重量，以避免收集平台上积聚过多的苹果。

作为优化，装箱机构包括机架，以及安装在机架上的分级机械手和叠箱机械手，机架上还安装在分级机械手下方与叠箱机械手下方来回移动的升降装置，升降装置的顶部安装有果箱。本优化方案通过分级机械手将收集平台上的苹果放至升降装置顶部的果箱中，果箱装满后，通过升降装置的后移，使装满苹果的果箱移至叠箱机械手下方，然后升降装置将果箱顶升，通过叠箱机械手将盛满果实的果箱移走，并将空果箱放至升降装置，升降装置下降，并前移至分级机械手下方，进行下一箱装箱作业。

作为优化，分级机械手和叠箱机械手沿前后方向排布，且分级机械手位于叠箱机械手的前方。本优化方案的将分级机械手设置在叠箱机械手的前方，更利于结构布置，减少升降装置的移动距离，进一步提高了作业效率。

作为优化，升降装置上还安装有支撑果箱的称重传感器。本优化方案通过在升降装置上设置称重传感器，便于检测已装箱的苹果重量，以便控制每个果箱的重量在一定范围内。

本实用新型的有益效果为：通过汇集输送带和末端输送带的设置，实现了对果树不同高度采摘果实的输送，提高了输送效率，而且避免了由于高度差造成的果实损伤，同时降低了采收苹果的劳动强度与危险性，提高了苹果的采收效率与采收质量，保证苹果在采收季能够及时采摘，提高种植收益。

附图说明

图1为苹果采摘作业平台装箱系统整体示意图；

图2为苹果采摘作业平台装箱系统主视图；

图3为分级末端执行装置示意图；

图4为苹果采摘作业平台装箱系统俯视图；

图中所示：

1、伺服电机，2、拱形果托，3、挡板，4、末端输送带，5、锥形果托，6、X轴方管，7、上支架，8、左滑台， 9、Y轴方管，10、右滑台，11、滑块，12、导轨，13、阻块，14、果箱，15、龙门架，16、升降装置，17、底板，18、叠箱末端执行装置，19、汇集输送带，20、收集平台，21、分级末端执行装置，22、单片机控制系统，23、齿轮条，24、Z轴方管，25、齿轮罩，26、齿轮。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

如图1~4所示一种苹果采摘作业平台装箱系统，包括沿前后方向输送苹果的汇集输送带19、位于汇集输送带侧方的末端输送带4、位于汇集输送带出料端的收集平台20，以及与收集平台适配的装箱机构，汇集输送带19和末端输送带4分别连接有动力装置。所述末端输送带向上倾斜设置，且末端输送带的下端延伸至汇集输送带，汇集输送带的左、右两侧，以及收集平台的左右两侧分别设有挡板3，挡板3的材质为PVC，使得汇集的苹果在输送到收集平台过程中，不会严重碰伤和滚落。位于末端输送带所在侧的挡板上开设有与末端输送带下端适配的槽口，末端输送带的下端即为末端输送带的出料端。

收集平台包括一收集板和两侧挡板，收集板上有四个固定苹果的凹槽，被采摘的苹果由输送带输送到收集平台后，卡入固定凹槽中固定，由分级机械手继续进行下一步的分级装箱操作。

末端输送带和汇集输送带均采用皮带，每个输送带配备一台伺服电机1带动输送带工作，末端输送带的表面热熔连接有两排锥形果托5，汇集输送带的表面热熔连接有两排拱形果托2。末端输送带包括依次设置的上部平段、倾斜段和下部平段，通过设置上部平段和下部平段，减缓了苹果输送和汇集的初速度，从而减小了苹果的碰伤。

本实施例的装箱系统按照四个采摘工作位进行设计，汇集输送带为并排设置的两条，两汇集输送带的左、右两侧分别设有所述的末端输送带，汇集输送带前端两侧对称设置工作位，采摘果树下半部分果实，将采摘的果实直接放到汇集输送带上设定位置；汇集输送带后端两侧对称设置工作位，采摘果树上半部分果实，将采摘的果实放入末端输送带设定位置，由末端输送带输送到汇集输送带上，汇集输送带集中将果实汇入收集平台。输送带传送机构由伺服电机驱动，调速器控制转速，收集平台上安装有传感器和单片机控制系统，实时监测收集平台上果实堆积质量，当果实堆积达到一定质量后，触发传感器将信号发送给单片机，单片机控制带动输送带转动的伺服电机降低转速，带动输送带降低转速，从而保证收集平台中的苹果质量始终处于设定的质量范围内，达到提高输送效率、降低果实碰伤率的目的。

收集平台的果实支撑部上表面设有圆形凹槽，收集平台上还安装有支撑所述果实支撑部的称重传感器。

装箱机构包括机架，以及安装在机架上的分级机械手和叠箱机械手，分级机械手和叠箱机械手沿前后方向排布，且分级机械手位于叠箱机械手的前方，分级机械手形成分级末端执行装置21，叠箱机械手形成叠箱末端执行装置18。机架上还安装在分级机械手下方与叠箱机械手下方来回移动的升降装置16，升降装置16的顶部安装有果箱，升降装置上安装有支撑果箱的称重传感器。机架底部固设有底板17，底板17上固设有供升降装置滑动的导向轨。具体的，本实施例的装箱机构将固定装置的龙门架15作为机架，在龙门架上安装有码垛机构和升降机构。后端动力装置放置于滑台上，通过变速箱和传动轴为控制系统抓取苹果和叠箱系统排放果箱提供动力。升降机构包括升降平台、升降架、升降装置、滑块11和导轨组成，升降架上端连接平台放置果箱，中部由两个液压装置提供动力，下端连接四个滑块，升降机构通过滑块在导轨上自由滑动。液压装置控制平台升降，果箱放在升降平台上，升降机构在果箱装满后降下，滑动到后方换箱位置升起进行叠箱、换箱操作，完成换箱后再降下滑到原来位置升起，同时配合分级机械手进行下一轮苹果的装箱。

本实施例的装箱机构由龙门架15作为支撑，龙门架15顶部固设有两X轴方管6，两X轴方管6通过上支架7固接为一个整体，X轴上固设有Y轴方管9，X轴方管6和Y轴方管9均水平设置。龙门架上方是码垛机构，包括左滑台8和右滑台10，以及驱动左滑台、右滑台移动的驱动装置，左滑台带动下方的分级机械手将苹果分级装入果箱14中，右滑台带动下方的叠箱机械手在指定位置完成叠箱和换箱动作。左滑台通过方管下端连接分级机械手末端执行装置21，分级机械手由四根弧形机械手指组成，机械手指上嵌套PVC材质指形外壳。机械手通过伺服电机驱动，机械手上连接有压力传感器，抓取苹果达到标定数值后不再继续收紧，进而完成苹果的分级装箱动作。右滑台通过方管下端连接叠箱末端执行装置18，叠箱机械手由八根机械手指组成，通过电机驱动来实现抓箱和叠箱动作，机械手上连接有定位识别系统，识别位置后进行叠箱、换箱动作，为下一轮装箱做准备。

具体的，左滑台和右滑台上安装有垂直于滑台的Z轴方管24、导轨12和驱动装置，导轨固设于X轴方管6的顶面，X轴方管上固设有分别位于导轨两端的阻块13，以起到对滑块的限位保护作用。在驱动装置驱动下Z轴方管通过导轨上下滑动，带动末端执行装置进行分级作业，末端执行装置上方安装有传感器和单片机控制系统22。左滑台连接的方管下端是分级机械手，右滑台连接的方管下端是叠箱机械手，滑台在导轨之间左右移动，带动末端执行装置左右移动，Z轴方管通过齿轮26与齿轮条23配合上下移动，带动末端执行装置上下移动。末端执行装置上安装有识别系统和控制系统，识别系统识别到收集平台上的果实将信号发送到单片机，控制末端执行装置抓取收紧果实，当收紧到规定力后，触发传感器将信号发送到单片机，控制机械手指不再收紧，防止了力过大导致果实损伤。

使用本实施例苹果采摘作业平台装箱系统进行采摘输送的方法，包括如下方面：通过前端输送机构与后端分级机构配合完成苹果采摘后的输送装箱操作，汇集输送带前端两侧对称设置工作位，采摘果树下半部分果实，将采摘的果实直接放到汇集输送带上设定位置；汇集输送带后端两侧对称设置工作位，采摘果树上半部分果实，将采摘的果实放入末端输送带设定位置，末端输送带将苹果由高处输送到低处的汇集输送带上，果树上不同高度梯度的苹果经汇集输送带汇集后汇入收集平台，汇集来的苹果固定在凹槽位置。汇集输送带和末端输送带分别由伺服电机驱动，调速器控制转速，收集平台上安装有传感器和单片机控制系统，实时监测收集平台上果实堆积质量，当果实堆积达到一定质量后，触发传感器将信号发送给单片机，单片机控制带动输送带转动的伺服电机降低转速，带动输送带降低转速，从而保证收集平台中的苹果质量始终处于设定的质量范围内，达到提高输送效率、降低果实的碰伤率目的。下一步，后端分级机构开始分级装箱操作，左滑台在导轨之间左右移动，带动末端执行装置左右移动，方管通过齿轮与齿轮条的配合上下移动，带动末端执行装置上下移动。识别系统识别到收集平台上的果实将信号发送到单片机，控制末端执行装置抓取收紧果实。机械手通过控制系统规划好的路径依次将果实从收集平台凹槽送到果箱中。果箱装满后触发传感器，通过控制系统将信号传给升降系统，分级机械手停止分级操作，升降装置沿导轨向后滑动到叠箱位置，到达指定位置后右滑台控制抓取果箱的末端执行装置移动到果箱上方，升降装置将装满的果箱抬升到堆积果箱的高度位置，叠箱机械手完成叠箱、换箱操作，然后升降装置升降到原来分级高度回到滑到位置进行新一轮果实分级装箱。

本实施例在具体实施时，可以根据果园果树的种植和生长现状，结合果树的农机农艺要求，实现对果树果实基于采摘的“双侧、两高度、四工位”的平台作业方案，确定采摘作业输送系统的整体结构和工作原理，极大提高果实采摘效率，实现果园采收机械的智能化、自动化。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：包括沿前后方向输送苹果的汇集输送带（19）、位于汇集输送带侧方的末端输送带（4）、位于汇集输送带出料端的收集平台（20），以及与收集平台适配的装箱机构，所述末端输送带向上倾斜设置，且末端输送带的下端延伸至汇集输送带，末端输送带的表面设有锥形果托（5）。

2.根据权利要求1所述的一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：所述汇集输送带为并排设置的两条，两汇集输送带的左、右两侧分别设有所述的末端输送带。

3.根据权利要求1或2所述的一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：所述末端输送带包括依次设置的上部平段、倾斜段和下部平段。

4.根据权利要求1所述的一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：汇集输送带的表面热熔连接有拱形果托（2），汇集输送带的左、右两侧分别设有挡板，位于末端输送带所在侧的挡板上开设有与末端输送带下端适配的槽口。

5.根据权利要求1所述的一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：收集平台的果实支撑部上表面设有圆形凹槽，收集平台上还安装有支撑所述果实支撑部的称重传感器。

6.根据权利要求1所述的一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：装箱机构包括机架，以及安装在机架上的分级机械手和叠箱机械手，机架上还安装在分级机械手下方与叠箱机械手下方来回移动的升降装置（16），升降装置（16）的顶部安装有果箱。

7.根据权利要求6所述的一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：分级机械手和叠箱机械手沿前后方向排布，且分级机械手位于叠箱机械手的前方。

8.根据权利要求6所述的一种苹果采摘作业平台装箱系统，其特征在于：升降装置上还安装有支撑果箱的称重传感器。

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