CN108307795A - 一种跨越式菠萝采摘车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水果采摘领域，特涉及一种跨越式菠萝采摘车。本发明的平移机构将采摘机构和升降机构调节到合适水平采摘位置；导引机构将菠萝导引到采摘机构前端；升降机构通过链轮将采摘机构升降到合适采摘高度，将菠萝固定；采摘机构用于皮带的摩擦力和刀片的剪切力给菠萝施加向后的作用力，从而将菠萝从果茎上掰断，实现菠萝的采摘。本发明解决了现有技术所存在的现有人工采摘或机器人采摘的效率低，操作复杂，具有结构简单、操作方便、采摘效率高等特点。

Description

一种跨越式菠萝采摘车

技术领域

本发明涉及水果采摘领域，特涉及一种跨越式菠萝采摘车。

背景技术

我国是水果产业大国，但大部分的水果都是人工采摘的，缺乏采摘的装置。菠萝是多年生水果，具有特殊的结构，因此在大面积的机械化采摘中不可能一次进行，只可能有针对性的采摘。目前我国在菠萝采摘的机械领域相对落后，大部分依旧靠人工采摘，因为菠萝叶上长有锋利的锐齿，果皮十分的尖硬，并且带有芒刺的凸起，手工采摘容易造成果皮受伤，很大程度上降低了采摘的效率。跨越式菠萝采摘车可在一定程度上提高采摘效率，而且结构简单，操作方便。

近年来，国内学者也对菠萝采摘机构进入深入的研究。2012年华南农业大学夏红梅等的“一种用于菠萝采摘机械手臂末端的采摘执行装置(申请号：201210431101.5)”采用机器人的手爪机构，模拟人类采摘的定位、捏紧、拧断、释放等动作来实现菠萝果实的采摘，该种发明设计虽然采摘精度高，但是采摘的效率太低，且对机械手的定位要求高，花费的时间长，无法降低设备成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种跨越式菠萝采摘车。本发明的平移机构将采摘机构和升降机构调节到合适水平采摘位置；导引机构将菠萝导引到采摘机构前端；升降机构通过链轮将采摘机构升降到合适采摘高度，将菠萝固定；采摘机构用于皮带的摩擦力和刀片的剪切力给菠萝施加向后的作用力，从而将菠萝从果茎上掰断，实现菠萝的采摘。本发明解决了现有技术所存在的现有人工采摘或机器人采摘的效率低，操作复杂，具有结构简单、操作方便、采摘效率高等特点。

本发明的技术方案是：一种跨越式菠萝采摘车，包括平移机构、导引机构、采摘机构、升降机构、行走机构和支撑机构，支撑机构将平移机构、采摘机构和升降机构和行走机构连接在一起，其特征在于：所述的采摘机构包括包括左收获机构、右收获机构、固定平板、导轨、滑块、滑板、刀片、弹簧挡板和弹簧，其中左收获机构和右收获机构结构形式相同，左收获机构包括电机、联轴器、电机支座、方板、采摘上板、滚筒转轴、滚筒、皮带、立式轴承支座，电机与电机支座相连，电机的轴通过联轴器与其中一个滚筒转轴相连，电机支座固定在采摘上板的前端，立式轴承支座固定在采摘上板的下端，滚筒转轴固定在下端的立式轴承支座与采摘上板之间，滚筒与滚筒转轴固定连接，皮带绕过多个滚筒，左收获机构和右收获机构的皮带形成八字形结构；其中左收获机构固定在滑板上，滑板与两个滑块相连，滑块与圆导轨配合，圆导轨与固定平板相连，弹簧挡板与滑板相连，弹簧挡板与弹簧相连，弹簧和固定平板相连；右收获机构通过螺栓与固定平板相连，刀片固定在固定平板前端U型槽上；其中左收获机构中方板与采摘上板和滑板固定相连，右收获机构中方板与采摘上板和固定平板固定相连；所述的平移机构包括横板、圆导轨、方滑块、平移板，圆导轨与横板相连，方滑块与圆导轨相配合，平移板与滑块相连；所述的导引机构包括左右对称布置的导向横板，导向横板为弧形平板，导向横板设置在采摘机构前端；所述的升降机构包括手轮、齿轮，内齿轮、滑移键、转轴、小锥齿轮、大锥齿轮、链轮轴、左升降机构和右升降机构，其中手轮滑移键固定在转轴上，齿轮与手轮固定连接，内齿轮固定在支撑机构上，大锥齿轮固定在转轴的后端，转轴与立式轴承支座相连，立式轴承支座固定在支撑机构上，小锥齿轮固定在链轮轴的右端，小锥齿轮与大锥齿轮啮合；其中左升降机构和右升降机构均包括链轮、链条、滑块一、承重块、竖板、方形管二、短横板、卧式轴承支座和短轴，链条分别与上下两个链轮配合，部分链条与承重块相连，承重块通过螺钉与滑块相连，滑块一与滑轨一配合，两个滑轨一通过螺栓分别与竖板相连，两个方形管二分别固定在左右两端，方形管二上端与平移机构固定相连；短横板与方形管二固定连接，短轴与下端链轮配合，两个卧式轴承支座分别与短轴的左右两端配合，卧式轴承支座通过螺栓固定在短横板上；左升降机构和右升降机构的上链轮分别与链轮轴左右端配合，两个卧式轴承支座分别与链轮轴的两端配合，上端的卧式轴承支座与平移机构相连。

根据如上所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的行走机构包括两个前轮、两个后轮和转动机构，其中传动机构包括心轴、小方板、轴支座、深沟球轴承和六角开槽螺母，小方板与轴支座相连，心轴与轴承支座配合，两个深沟球轴承分别与心轴的左右两端配合，六角开槽螺母与心轴的右端配合；传动机构分别与前轮和后轮配合。

根据如上所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的支撑机构为不同长短的方形管一固定连接的方形框架，手推架固定在方形框架的上后端。

根据如上所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的滚筒为中空结构，左收获机构设置四个滚筒，右收获机设置三个滚筒。

根据如上所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的链条中的一段为单侧弯板链条。

根据如上所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的两个卧式轴承支座与平移板通过螺栓连接，平移板与方形管二固定连接。

因此，本发明具有如下优点：

1.本发明采用了包括菠萝果实导引机构、平移机构、采摘机构、升降机构、行走机构以及将上述机构联接的支撑机构，工作可靠简单，采摘效率高、适应性大、经济耐用，能够保护菠萝果实的完整性，节约采摘成本。

2.本发明中的导引机构，可以让成行种植的菠萝，即使存在一定横向位置差异，仍可以把菠萝果实引导到采摘机构的前端。

3.本发明中的平移机构，可以让多行种植的菠萝，即使存在一定的横向位置差异，仍然可以进行采摘。

4.本发明中的采摘机构，利用皮带的摩擦力和刀片的剪切力，使菠萝向后弯曲，从而将菠萝从果茎上掰断，同时滑轨的移动，可实现不同大小菠萝的采摘。

5.本发明中的升降机构，采用链传动，将采摘平台可以上下移动，可以让成行种植的菠萝即使有高低不同的差异，仍然可以进行采摘。

附图说明

图1是本发明的立体结构前示意图。

图2是本发明的立体结构侧面示意图。

图3是本发明的采摘机构的示意图。

图4是本发明的采摘机构的半剖示意图。

图5是本发明的升降结构和平移机构示意图。

图6是本发明的平移机构部分示意图。

附图标记说明：方形管一1、前轮2、小方板3、轴支座4、导向横板5、六角开槽螺母6、心轴7、后轮8、手推架9、深沟球轴承10、电机11、电机支座12、采摘上板13、皮带14、滑板15、弹簧16、方板17、导轨18、刀片19、立式轴承支座20、滚筒转轴21、滚筒22、固定平板23、滑块24、弹簧挡板25、联轴器26、横板27、圆导轨28、平移板29、小锥齿轮30、链条31、方形管二32、卧式轴承支座33、链轮34、短横板35、短轴36、滑块一37、承重块38、滑轨一39、竖板40、链轮轴41、方滑块42、手轮43、滑移键44、齿轮45、内齿轮46、转轴47、大锥齿轮48。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1至图6所示，本发明的跨越式菠萝采摘车包括平移机构、导引机构、采摘机构、升降机构、行走机构以及将上述机构联接的支撑机构，平移机构将采摘机构和升降机构调节到合适水平采摘位置；导引机构将菠萝导引到采摘机构前端；升降机构通过链轮34将采摘机构升降到合适采摘高度，将菠萝固定；采摘机构用于皮带14的摩擦力和刀片19的剪切力，给菠萝施加向后的作用力，将菠萝从果茎上掰断，然后将掰断的菠萝果实往后方运输，行走机构向前移动进行下一次采摘，支撑机构将平移机构、采摘机构和升降机构与行走机构相连。

如图5所示，本发明的平移机构包括横板27、圆导轨28、方滑块42、平移板29，圆导轨28通过螺栓与横板27相连，方滑块42与圆导轨28相配合，平移板29通过螺钉与滑块24相连。

如图1和图3所示，本发明的导引机构包括左右对称布置的导向横板，导向横板5为弧形平板，导向横板5通过螺栓与采摘机构前端的固定平板23连接在一起。

如图3、图4所示，本发明的采摘机构包括包括左收获机构、右收获机构，固定平板23、导轨18、滑块24、滑板15、刀片19、弹簧挡板25和弹簧16，其中左收获机构和右收获机构均包括电机11、联轴器26、电机支座12、方板17、采摘上板13、滚筒转轴21、滚筒22、皮带14、立式轴承支座20，其中电机11通过螺栓与电机支座12相连，同时电机11的轴通过联轴器26与其中一个滚筒转轴21相连，电机支座12固定在采摘上板13的前端，立式轴承支座20通过螺栓分固定在采摘上板13的下端(立式轴承支座的固定位置)，滚筒转轴21固定在下端的立式轴承支座20与采摘上板13之间，滚筒22与滚筒转轴21固定连接，皮带14绕过多个滚筒22，左收获机构和右收获机构的皮带14形成八字形结构；其中左收获机构通过螺栓固定在滑板15上，滑板15通过螺栓分别与两个滑块24相连，滑块24与圆导轨28配合，圆导轨28通过螺栓与固定平板23相连，弹簧挡板25通过螺栓与滑板15相连，弹簧挡板25与弹簧16相连，弹簧16和固定平板23相连；右收获机构通过螺栓与固定平板23相连，刀片19固定在固定平板23前端U型槽上。其中左收获机构中方板17与采摘上板13和滑板15固定相连，右收获机构中方板17与采摘上板13和固定平板23固定相连。所述的左收获机构通过弹簧16和滑块24移动，使采摘机构采摘不同大小的菠萝。所述的滚筒22为中空结构，左收获机构有四个滚筒22，右收获机有三个滚筒22。

如图5、图6所示，本发明的升降机构包括手轮43、齿轮45，内齿轮46、滑移键44、转轴47、小锥齿轮30、大锥齿轮48、链轮轴41、左升降机构和右升降机构，其中手轮43通过滑移键44固定在转轴47上，齿轮45与手轮43固定连接，内齿轮46通过螺栓固定在支撑机构上，大锥齿轮48固定在转轴47的后端，转轴47与两个立式轴承支座20分别左右相连，立式轴承支座20通过螺栓固定在平移机构的平移板上，小锥齿轮30固定在链轮轴41的右端，小锥齿轮与大锥齿轮啮合；其中左升降机构和右升降机构均包括链轮34、链条31、滑块一37、承重块38、竖板40、方形管二32、短横板35、卧式轴承支座33和短轴36，链条31分别与上下两个链轮34配合，链轮固定在链轮轴的左右两端，部分链条31通过螺栓与承重块38相连，承重块38通过螺钉与滑块24相连，滑块一37与滑轨一39配合，两个滑轨一39通过螺栓分别与竖板40相连，两个方形管二32分别固定在左右两端，方形管二32上端与平移机构固定相连；短横板35与方形管二32固定连接，短轴36与下端链轮34配合，两个卧式轴承支座33分别与短轴36的左右两端配合，卧式轴承支座33通过螺栓固定在短横板35上；左升降机构和右升降机构的上链轮34分别与链轮轴41左右端配合，两个卧式轴承支座33分别与链轮34轴的两端配合，上端的卧式轴承支座33通过螺栓与平移机构相连，手柄带动锥齿轮转动从而带动链轮轴41转动，链条31带动承重块38上下移动，采摘机构的固定平板23固定在两个承重块38上，以实现采摘机构沿着导轨一上下移动。

本发明中，链条31中的一小段为单侧弯板链条31，其他都为普通链条，手轮43的滑移运动从而实现内齿轮46和齿轮45配合，升降机构实现的自锁功能。

本发明中，两个卧式轴承支座33分别与平移机构中的平移板29通过螺栓连接，平移板29分别与方形管二32固定连接。

如图1和图2所示，本发明的行走机构包括两个前轮2、两个后轮8和转动机构，其中传动机构包括心轴7、小方板3、轴支座4、深沟球轴承10和六角开槽螺母6，小方板3通过螺钉与轴支座4相连，心轴7与轴承支座配合，两个深沟球轴承10分别与心轴7的左右两端配合，六角开槽螺母6与心轴7的右端配合；传动机构分别与前轮2和后轮8配合。

如图1和图2所示，本发明的支撑机构由有不同长短的方形管一1固定连接的一个方形框架，手推架9固定在方形框架的上后端。本发明的支撑机构和行走机构固定连接，平移机构的横板27焊接固定在支撑机构的上端。

本发明的工作过程如下：平移机构预先调到合适的水平位置，当装置接近菠萝果实时，导引机构将菠萝导引到采摘机构的前端，转动手柄从而使升降机构带动采摘机构上升到合适的采摘高度，采摘机构的传送带运动，给菠萝一个往后的弯曲力，并把果实往后端运输，当采摘完成，在弹簧16的作用力下左收获机构复位，人通过手推架9使整个装置移动进行下一次的菠萝采摘。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种跨越式菠萝采摘车，包括平移机构、导引机构、采摘机构、升降机构、行走机构和支撑机构，支撑机构将平移机构、采摘机构和升降机构和行走机构连接在一起，其特征在于：所述的采摘机构包括包括左收获机构、右收获机构、固定平板、导轨、滑块、滑板、刀片、弹簧挡板和弹簧，其中左收获机构和右收获机构结构形式相同，左收获机构包括电机、联轴器、电机支座、方板、采摘上板、滚筒转轴、滚筒、皮带、立式轴承支座，电机与电机支座相连，电机的轴通过联轴器与其中一个滚筒转轴相连，电机支座固定在采摘上板的前端，立式轴承支座固定在采摘上板的下端，滚筒转轴固定在下端的立式轴承支座与采摘上板之间，滚筒与滚筒转轴固定连接，皮带绕过多个滚筒，左收获机构和右收获机构的皮带形成八字形结构；其中左收获机构固定在滑板上，滑板与两个滑块相连，滑块与圆导轨配合，圆导轨与固定平板相连，弹簧挡板与滑板相连，弹簧挡板与弹簧相连，弹簧和固定平板相连；右收获机构通过螺栓与固定平板相连，刀片固定在固定平板前端U型槽上；其中左收获机构中方板与采摘上板和滑板固定相连，右收获机构中方板与采摘上板和固定平板固定相连；所述的平移机构包括横板、圆导轨、方滑块、平移板，圆导轨与横板相连，方滑块与圆导轨相配合，平移板与滑块相连；所述的导引机构包括左右对称布置的导向横板，导向横板为弧形平板，导向横板设置在采摘机构前端；所述的升降机构包括手轮、齿轮，内齿轮、滑移键、转轴、小锥齿轮、大锥齿轮、链轮轴、左升降机构和右升降机构，其中手轮滑移键固定在转轴上，齿轮与手轮固定连接，内齿轮固定在支撑机构上，大锥齿轮固定在转轴的后端，转轴与立式轴承支座相连，立式轴承支座固定在支撑机构上，小锥齿轮固定在链轮轴的右端，小锥齿轮与大锥齿轮啮合；其中左升降机构和右升降机构均包括链轮、链条、滑块一、承重块、竖板、方形管二、短横板、卧式轴承支座和短轴，链条分别与上下两个链轮配合，部分链条与承重块相连，承重块通过螺钉与滑块相连，滑块一与滑轨一配合，两个滑轨一通过螺栓分别与竖板相连，两个方形管二分别固定在左右两端，方形管二上端与平移机构固定相连；短横板与方形管二固定连接，短轴与下端链轮配合，两个卧式轴承支座分别与短轴的左右两端配合，卧式轴承支座通过螺栓固定在短横板上；左升降机构和右升降机构的上链轮分别与链轮轴左右端配合，两个卧式轴承支座分别与链轮轴的两端配合，上端的卧式轴承支座与平移机构相连。

2.根据权利要求1所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的行走机构包括两个前轮、两个后轮和转动机构，其中传动机构包括心轴、小方板、轴支座、深沟球轴承和六角开槽螺母，小方板与轴支座相连，心轴与轴承支座配合，两个深沟球轴承分别与心轴的左右两端配合，六角开槽螺母与心轴的右端配合；传动机构分别与前轮和后轮配合。

3.根据权利要求1所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的支撑机构为不同长短的方形管一固定连接的方形框架，手推架固定在方形框架的上后端。

4.根据权利要求1、2或3所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的滚筒为中空结构，左收获机构设置四个滚筒，右收获机设置三个滚筒。

5.根据权利要求1、2或3所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的链条中的一段为单侧弯板链条。

6.根据权利要求1、2或3所述的跨越式菠萝采摘车，其特征在于：所述的两个卧式轴承支座与平移板通过螺栓连接，平移板与方形管二固定连接。