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埃瓦尔vs维戈塞尔塔: 一種用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置和方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201810395229.8

申請日:

20180427

公開號:

CN108770479A

公開日:

20181109

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01D45/00 主分類號: A01D45/00
申請人: 上海工程技術大學
發明人: 張春燕,朱沾雨,陶辰,路云翔,黎金矗,陳曦,王德勝
地址: 201620 上海市松江區龍騰路333號
優先權: CN201810395229A
專利代理機構: 上??剖⒅恫ù磧邢薰? 代理人: 翁惠瑜
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201810395229.8

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及一種用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置及方法,所述裝置包括:直桿連接機構,活動連接于載貨車上;齒輪傳動機構,設置于所述直桿連接機構上;前端夾緊機構,設置于所述直桿連接機構上,并與所述齒輪傳動機構連接,用于在齒輪傳動機構的驅動下夾緊待摘果實;前端平面四桿機構,設置于所述直桿連接機構上,用于剪切待摘果實;所述齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構均設置于所述直桿連接機構的同一端部。與現有技術相比,本發明具有采摘效率高、安全可靠等優點。

權利要求書

1.一種用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,包括:直桿連接機構,活動連接于載貨車上;齒輪傳動機構,設置于所述直桿連接機構上;前端夾緊機構,設置于所述直桿連接機構上,并與所述齒輪傳動機構連接,用于在齒輪傳動機構的驅動下夾緊待摘果實;前端平面四桿機構,設置于所述直桿連接機構上,用于剪切待摘果實;所述齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構均設置于所述直桿連接機構的同一端部。2.根據權利要求1所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述直桿連接機構包括直桿本體(1),該直桿本體(1)一端設置有防滑螺紋(2),另一端設置有一平板臺,所述齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構固定于該平板臺上。3.根據權利要求1所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述齒輪傳動機構包括舵機(3)、電機下齒輪(7)和傳動齒輪(8),所述舵機(3)通過一舵機臺(4)固定于直桿連接機構上,所述電機下齒輪(7)分別連接舵機(3)和傳動齒輪(8),所述傳動齒輪(8)通過墊板(10)與前端夾緊機構連接。4.根據權利要求1所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述前端夾緊機構包括夾緊前端連接板(5)和環形夾緊鉗(9),所述環形夾緊鉗(9)通過夾緊前端連接板(5)固定于直桿連接機構上,并與齒輪傳動機構連接。5.根據權利要求4所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述環形夾緊鉗(9)為內側設有多個弧形凹槽的夾緊鉗。6.根據權利要求1所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述前端平面四桿機構包括牽引繩、驅動單元、剪刀承載盒(11)、上下連接片(6)、回位單元和剪刀(17),所述剪刀承載盒(11)通過上下連接片(6)固定于直桿連接機構上,所述牽引繩分別連接驅動單元和回位單元,所述驅動單元和回位單元設置于剪刀承載盒(11)內,所述驅動單元與剪刀(17)連接。7.根據權利要求6所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述驅動單元包括動力豎桿(15)、驅動滑輪(16)和平面四連桿(18),所述動力豎桿(15)滑動設置于剪刀承載盒(11)內,所述驅動滑輪(16)套設于動力豎桿(15)上,所述牽引繩連接驅動滑輪(16),所述動力豎桿(15)、平面四連桿(18)和剪刀(17)依次連接,所述平面四連桿(18)與剪刀(17)的連接處固定于剪刀承載盒(11)上。8.根據權利要求7所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述回位單元包括回位滑輪(12)、回位彈簧(13)和連接件(14),所述連接件(14)與動力豎桿(15)連接,并滑動設置于剪刀承載盒(11)內,所述回位彈簧(13)分別連接剪刀承載盒(11)和連接件(14),所述回位滑輪(12)固定于剪刀承載盒(11)上,并與牽引繩連接。9.根據權利要求6所述的用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,其特征在于,所述上下連接片(6)設有兩個。10.一種利用權利要求6所述的裝置實現的輔助采摘菠蘿類果實的方法,其特征在于,包括以下步驟:控制齒輪傳動機構動作,帶動前端夾緊機構夾緊待摘果實,拉緊牽引繩帶動剪刀(17)實現剪切。

說明書

技術領域

本發明涉及農作物采摘設備研究領域,特別涉及一種用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置和方法。

背景技術

目前,我國的菠蘿采摘絕大部分還是以人工采摘為主,其采摘機器尚未成型。而對于人工采摘來說,菠蘿葉尖而硬,葉邊伴有鋸齒,果農在采摘菠蘿時就需要穿上防護服和眼罩,否則就會被菠蘿葉割傷身體,難度極大。在采摘過程中,農民需用刀具將菠蘿從植株上割下,放到背部的籮筐里。采摘過程中,農民既要背負沉重的籮筐,又要在荊棘遍布的菠蘿地里穿行,造成大量體力流失,這種人工采摘菠蘿的方式效率低下,人工的勞動強度極大,費時費力。收割成本大概占菠蘿種植過程中的40%。隨著我國科技興農的推進,很顯然,大力發展菠蘿收獲機械化,對推進農業產業結構調整,促進農民增收和提高農產品的競爭力,支持勞動力轉移,實現農業現代化都具有重要的意義。而對于菠蘿采摘機器,因為成行種植的菠蘿在橫向位置上存在誤差,所以要求采摘精度高,但是采摘效率太低。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置和方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現:

一種用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,包括:

直桿連接機構,活動連接于載貨車上;

齒輪傳動機構,設置于所述直桿連接機構上;

前端夾緊機構,設置于所述直桿連接機構上,并與所述齒輪傳動機構連接,用于在齒輪傳動機構的驅動下夾緊待摘果實;

前端平面四桿機構,設置于所述直桿連接機構上,用于剪切待摘果實;

所述齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構均設置于所述直桿連接機構的同一端部。

進一步地,所述直桿連接機構包括直桿本體,該直桿本體一端設置有防滑螺紋,另一端設置有一平板臺,所述齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構固定于該平板臺上。

進一步地,所述齒輪傳動機構包括舵機、電機下齒輪和傳動齒輪,所述舵機通過一舵機臺固定于直桿連接機構上,所述電機下齒輪分別連接舵機和傳動齒輪,所述傳動齒輪通過墊板與前端夾緊機構連接。

進一步地,所述前端夾緊機構包括夾緊前端連接板和環形夾緊鉗,所述環形夾緊鉗通過夾緊前端連接板固定于直桿連接機構上,并與齒輪傳動機構連接。

進一步地,所述環形夾緊鉗為內側設有多個弧形凹槽的夾緊鉗。

進一步地,所述前端平面四桿機構包括牽引繩、驅動單元、剪刀承載盒、上下連接片、回位單元和剪刀,所述剪刀承載盒通過上下連接片固定于直桿連接機構上,所述牽引繩分別連接驅動單元和回位單元,所述驅動單元和回位單元設置于剪刀承載盒內,所述驅動單元與剪刀連接。

進一步地,所述驅動單元包括動力豎桿、驅動滑輪和平面四連桿,所述動力豎桿滑動設置于剪刀承載盒內,所述驅動滑輪套設于動力豎桿上,所述牽引繩連接驅動滑輪,所述動力豎桿、平面四連桿和剪刀依次連接,所述平面四連桿與剪刀的連接處固定于剪刀承載盒上。

進一步地,所述回位單元包括回位滑輪、回位彈簧和連接件,所述連接件與動力豎桿連接,并滑動設置于剪刀承載盒內,所述回位彈簧分別連接剪刀承載盒和連接件,所述回位滑輪固定于剪刀承載盒上,并與牽引繩連接。

進一步地,所述上下連接片設有兩個。

一種利用所述的裝置實現的輔助采摘菠蘿類果實的方法,包括以下步驟:

控制齒輪傳動機構動作,帶動前端夾緊機構夾緊待摘果實,拉緊牽引繩帶動剪刀實現剪切。

與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:

1)本發明設置有前端夾緊機構,能夠在剪切時有效固定果實,提高采摘效率,同時通過機械結構進行夾緊,避免堅硬枝葉的劃傷。

2)本發明采用類似人類張開的雙手的環形夾緊鉗進行果實夾緊,且環形夾緊鉗內側設有多個弧形凹槽,夾緊安全可靠。該環形夾緊鉗有兩個作用,一是撥開菠蘿果實附近的尖葉,將其兩者遠遠分開,既可以?;げ燒?,也可以避免其影響采摘過程,二是防止采摘后的菠蘿因為沒有支撐摔落而損壞,夾緊裝置可以將菠蘿限制在一定的范圍,與下端閉合的刀片形成兩個支撐點,保障菠蘿不會掉落,能夠快速的運送到旁邊的載貨車上或者附近的堆放處。

3)本發明通過牽引繩和平面四連桿實現果實的剪切,平面四連桿設置于一剪刀承載盒內,通過牽引繩帶動平面四連桿閉合或展開,實現剪刀的剪切功能,同時通過剪刀承載盒起到限位作用。本發明采用平面四連桿連接前端菱形刀口與牽引繩的主要部件,能夠放大活動弧度,令兩個活動剪最大角度的剪切莖葉,減輕使用者的勞動強度。

4)本發明還設置有回位彈簧,能夠持續的將果實從枝干處扭下,提高工作效率。

5)本發明的牽引繩連接有滑輪,可以有效減輕使用者的勞動強度。

6)本發明采摘簡單化,有效幫助農民快速采摘與運輸,提高采摘效率,防止果實采摘時的碰傷。

附圖說明

圖1是本發明的立體結構示意圖;

圖2是本發明的側視圖;

圖3是本發明直桿連接機構的結構示意圖;

圖4是本發明齒輪傳動機構立體結構示意圖;

圖5是本發明齒輪傳動機構側視圖;

圖6是本發明前端平面四桿機構的結構示意圖;

圖7是本發明前端的剖視圖;

圖8是本發明前端平面四桿機構的俯視圖;

其中:1-直桿本體;2-防滑螺紋;3-舵機;4-舵機臺;5-夾緊前端連接板;6- 上下連接片;7-電機下齒輪;8-傳動齒輪;9-環形夾緊鉗;10-墊板;11-剪刀承載盒;12-回位滑輪;13-回位彈簧;14-連接件;15-動力豎桿;16-驅動滑輪;17-剪刀, 18-平面四連桿。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本實施例以本發明技術方案為前提進行實施,給出了詳細的實施方式和具體的操作過程,但本發明的?;し段Р幌抻諳率齙氖凳├?。

如圖1-圖2所示,本發明提供一種用于輔助采摘菠蘿類果實的裝置,包括直桿連接機構、齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構,所述齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構均設置于所述直桿連接機構的同一端部。直桿連接機構活動連接于載貨車上;齒輪傳動機構設置于所述直桿連接機構上;前端夾緊機構設置于所述直桿連接機構上,并與所述齒輪傳動機構連接,用于在齒輪傳動機構的驅動下夾緊待摘果實;前端平面四桿機構設置于所述直桿連接機構上,用于剪切待摘果實。

如圖3所示,直桿連接機構包括直桿本體1,該直桿本體1一端設置有防滑螺紋2,另一端設置有一平板臺,所述齒輪傳動機構、前端夾緊機構和前端平面四桿機構固定于該平板臺上。直桿本體1離地面大概0.5m-0.7m,可上下調節,既保證采摘桿有受力點達到省力效果,又可以不限制其左右活動的空間。

如圖4-圖5所示,所述齒輪傳動機構包括舵機3、電機下齒輪7和傳動齒輪8,所述舵機3通過一舵機臺4固定于直桿連接機構上,所述電機下齒輪7分別連接舵機3和傳動齒輪8,所述傳動齒輪8通過墊板10與前端夾緊機構連接。舵機3依次帶動電機下齒輪7和傳動齒輪8運動,從而由傳動齒輪8通過墊板10帶動前端夾緊機構實現夾緊動作。齒輪傳動是機械傳動中應用最廣的一種傳動形式。它的傳動比較準確,有效率高、結構緊湊、工作可靠、壽命長、瞬時傳動比恒定、可實現平行軸、任意角相交軸和任意角交錯之間的傳動等優點。

如圖4-圖5所示,前端夾緊機構包括夾緊前端連接板5和環形夾緊鉗9,所述環形夾緊鉗9通過夾緊前端連接板5固定于直桿連接機構上,并與齒輪傳動機構連接。所述環形夾緊鉗9為內側設有多個弧形凹槽的夾緊鉗,類似人類張開的雙手。

如圖6-圖8所示,前端平面四桿機構包括牽引繩、驅動單元、剪刀承載盒11、上下連接片6、回位單元和剪刀17,所述剪刀承載盒11通過上下連接片6固定于直桿連接機構上,所述牽引繩分別連接驅動單元和回位單元,所述驅動單元和回位單元設置于剪刀承載盒11內,所述驅動單元與剪刀17連接。通過牽引繩的伸縮實現剪刀的剪切動作。牽引繩的操作端可設置于直桿本體1的防滑螺紋2處,也可通過一流體型按壓裝置封裝。

驅動單元包括動力豎桿15、驅動滑輪16和平面四連桿18,所述動力豎桿15 滑動設置于剪刀承載盒11內,所述驅動滑輪16套設于動力豎桿15上,所述牽引繩連接驅動滑輪16,所述動力豎桿15、平面四連桿18和剪刀17依次連接,所述平面四連桿18與剪刀17的連接處固定于剪刀承載盒11上。

回位單元包括回位滑輪12、回位彈簧13和連接件14,所述連接件14與動力豎桿15連接,并滑動設置于剪刀承載盒11內,所述回位彈簧13分別連接剪刀承載盒11和連接件14,所述回位滑輪12固定于剪刀承載盒11上,并與牽引繩連接。

上下連接片6可設有兩個,提高前端平面四桿機構與直桿連接機構的連接可靠性。

前端平面四桿機構中,平面四連桿18是由四個剛性構件用低副鏈接組成的,各個運動構件均在同一平面內運動的機構。選定其中一個構件作為機架之後,直接與機架鏈接的構件稱為連架桿,不直接與機架連接的構件稱為連桿。通過牽引繩帶動平面四連桿張開或閉合,從而帶動剪刀張開或咬合。剪刀咬合過程中,動力豎桿 15帶動連接件14向后移動,從而壓縮回位彈簧13,牽引繩放松后,由于回位彈簧 13的作用力平面四連桿張開,從而帶動剪刀張開。

利用上述裝置實現的輔助采摘菠蘿類果實的方法,包括以下步驟:

控制齒輪傳動機構動作,帶動前端夾緊機構夾緊待摘果實,拉緊牽引繩帶動剪刀17實現剪切。

上述實施例為本發明較佳的實施方式,但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應為等效的置換方式,都包含在本發明的?;し段е?。上述實施例為本發明較佳的實施方式,但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應為等效的置換方式,都包含在本發明的?;し段е?。

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一種 用于 輔助 采摘 菠蘿 果實 裝置 方法
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