CN108575282B - 一种菠萝采集车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种菠萝采集车，包括两个前轮驱动结构、两个后轮转向结构、锯片切割结构、双圆盘旋转结构、采集篮结构和车身框架结构，电脑控制前轮驱动结构、后轮转向结构、锯片切割结构、双圆盘旋转结构和采集篮结构。本发明菠萝采集车可以自动完成对菠萝的采摘、传送、收集工作，自动化程度高，加快了采摘速度，提高了采摘效率。

Description

一种菠萝采集车

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，更具体的说是涉及一种菠萝采集车。

背景技术

菠萝，原名凤梨，原产美洲热带和亚热带，是多年生草本植物。目前，国内菠萝采摘作业基本上都是人工进行，自动化程度较低、劳动强度高、且因菠萝颈部较难切断，采摘困难，进而降低了工作效率。

因此，如何提供一种可以提高工作效率的菠萝采集车是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种菠萝采集车，可实现对菠萝的自动收割、传输和收集，加快了采摘流程，提高了采摘效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种菠萝采集车，包括：两个前轮驱动结构、两个后轮转向结构、锯片切割结构、双圆盘旋转结构、采集篮结构和车身框架结构；其中，所述前轮驱动结构、所述后轮转向结构、所述锯片切割结构、所述双圆盘旋转结构和所述采集篮结构均固定在所述车身框架结构上，两个所述前轮驱动结构对称设置在所述车身框架结构的前端两侧，所述后轮转向结构对称设置在所述车身框架结构的后端两侧，电脑控制所述前轮驱动结构、所述后轮转向结构、所述锯片切割结构、所述双圆盘旋转结构和所述采集篮结构。

本发明通过前轮驱动结构、后轮转向结构、锯片切割结构、双圆盘旋转结构、采集篮结构自动完成了对菠萝的采摘、传送、收集工作，降低了人工采摘难度，提供了采摘效率。

进一步，每个所述前轮驱动结构均包括前轮驱动电机、小齿轮一、大齿轮一和前轮，其中，所述前轮驱动电机固定在所述车身框架结构前部，所述前轮驱动电机与所述小齿轮一连接且所述小齿轮一位于所述前轮驱动电机的下方，所述小齿轮一水平转动且所述小齿轮一与所述大齿轮一垂直啮合，所述大齿轮一中心轴与所述前轮传动连接。

上述进一步技术方案的有益效果为：一对垂直啮合的小齿轮一与大齿轮一，将前轮驱动电机的旋转从水平方向转为竖直方向，从而带动前轮转动，完成菠萝采集车的前进过程，满足菠萝收割连续性作业的要求。

进一步，每个所述后轮转向结构均包括后轮转向电机、小齿轮二、大齿轮二、转向机构和后轮，所述后轮转向电机固定在所述车身框架结构的后部，且所述后轮转向电机与所述小齿轮二连接，所述小齿轮二固定在所述后轮转向电机上方；所述小齿轮二通过皮带与所述大齿轮二水平传动连接，且所述大齿轮二与所述转向机构垂直连接，所述转向机构与所述后轮的中心轴连接且带动所述后轮转向。

上述进一步技术方案的有益效果为：通过可调的转向程序，控制后轮转向电机转动，进而带动转向机构转动，可自动完成后轮转向。

进一步，所述锯片切割结构包括锯片和电机一，所述电机一固定在所述前轮驱动电机上方，所述电机一通过齿轮带动所述锯片转动。

上述进一步技术方案的有益效果为：采用电机一控制锯片运转，相比于人工切割更为简便、快捷，提高了采摘速度。

进一步，所述锯片中心轴的垂直高度为160mm-180mm。

根据菠萝植株的高度，可对锯片的高度进行适应的调整，保证了菠萝果实的顺利收割。

进一步，所述双圆盘旋转结构包括两个皮带轮、圆盘一、圆盘二和电机二，两个所述皮带轮分别套设在所述圆盘一和所述圆盘二上，所述圆盘一固定在所述锯片上方，且所述圆盘一圆心距与所述锯片中心轴的垂直高度为40mm-60mm，所述圆盘一和所述圆盘二设置在同一水平面上；所述圆盘一与所述圆盘二的圆心距为所述圆盘一半径、所述圆盘二半径和菠萝直径之和；所述电机二带动所述圆盘二向所述采集篮结构的方向转动。

上述进一步技术方案的有益效果为：皮带轮将高速切割的菠萝夹持在圆盘一和圆盘二之间，并通过圆盘二的自转将菠萝传送到采集篮结构中，完成对菠萝的传送，并且皮带轮结构减少了对菠萝的摩擦损坏，同时防止了菠萝的滑落。

进一步，所述圆盘一和所述圆盘二半径相等。

上述进一步技术方案的有益效果为：对菠萝的夹持更牢固。

进一步，采集篮结构包括围栏和多个护栏，所述围栏设置在所述底板的后部，多个所述护栏对称设置在所述底板的两侧。

上述进一步技术方案的有益效果为：围栏以及护栏保证了菠萝采集过程中不会掉出车体外，当菠萝达到一定数目时，围栏自动打开，可进行菠萝卸载工作。

进一步，所述底板具有坡度，且底板后部的高度低于所述底板前部的高度。

上述进一步技术方案的有益效果为：倾斜的底板可保证菠萝移动至采集篮采集篮结构的后部，不影响之后菠萝的收集。

进一步，还包括摄像头，所述摄像头安装在所述车身框架结构上。

上述进一步技术方案的有益效果为：能够实时观察到菠萝采集车的运行状态，方便了对菠萝采集车的控制。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种菠萝采集车，锯片切割结构能够完成对菠萝的自动采摘过程，双圆盘旋转结构完成了对菠萝的传送工作，将采摘下来的菠萝传送至采集篮结构中，进而完成了对菠萝的收集工作，并且，本发明设置的后轮转向结构能够更好适用于菠萝植株分布不均匀的特点，因此本发明设置的菠萝采集车自动化水平高、加快了采摘流程、提高了采摘效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种菠萝采集车结构示意图。

图2附图为本发明提供的锯片切割结构示意图。

图3附图为本发明提供的前轮驱动结构示意图。

图4附图为本发明提供的菠萝采集车运作流程图。

附图中，各标号代表：

1、前轮驱动结构，11、前轮驱动电机，12、小齿轮一，13、大齿轮一，14、前轮，15、固定块，2、后轮转向结构，21、后轮转向电机，22、小齿轮二，23、大齿轮二，24、转向机构，25、后轮，3、锯片切割结构，31、锯片，32、电机一，33、上齿轮，34、下齿轮，4、双圆盘旋转结构，41、皮带轮，42、圆盘一，43、圆盘二，44电机二，5、采集篮结构，51、围栏，52、护栏，53、底板，6、车身框架结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种菠萝采集车，参考附图1，包括：两个前轮驱动结构1、两个后轮转向结构2、锯片切割结构3、双圆盘旋转结构4、采集篮结构5和车身框架结构6；其中，前轮驱动结构1、后轮转向结构2、锯片切割结构3、双圆盘旋转结构4和采集篮结构5均固定在车身框架结构6上，两个前轮驱动结构1对称设置在车身框架结构6的前端两侧，后轮转向结构2对称设置在车身框架结构6的后端两侧，电脑控制前轮驱动结构1、后轮转向结构2、锯片切割结构3、双圆盘旋转结构4和采集篮结构5。

需要说明的是，本发明涉及的前后方位词是以菠萝采集车工作状态为基准，工作时菠萝采集车先到达菠萝的一端为“前”方，后到达菠萝的一端为“后”方。

本发明菠萝采集车具有结构简单，便于操作的特点；它不仅可以利用锯片切割结构3较快的切割果实，更能通过双圆盘旋转结构4进行菠萝的传送；利用锯片切割技术，相比于人工采摘更为便利，节约劳动成本；采用后轮转向结构2能更好的适用于菠萝种植分布，使收割更为便利。

为进一步优化上述技术，每个前轮驱动结构1均包括前轮驱动电机11、小齿轮一12、大齿轮一13和前轮14，其中，前轮驱动电机11固定在车身框架结构6前部且位于前轮14的上方，前轮驱动电机11与小齿轮一12连接且小齿轮一12位于前轮驱动电机11的下方，小齿轮一12水平转动且小齿轮一12与大齿轮一13垂直啮合，大齿轮一13中心轴与前轮14传动连接。

具体的，电脑程序控制前轮驱动电机11转动，前轮驱动电机11首先带动小齿轮一12转动，小齿轮一12与大齿轮一13垂直啮合传递运动，将前轮驱动电机11水平方向上的转动转换为竖直方向的转动，而大齿轮一13与前轮14同轴，从而完成前轮14的驱动。并且为了确保小齿轮一12与大齿轮一13的啮合，本发明在前轮驱动电机11和小齿轮一12之间设置有固定块15；其中小齿轮一12与大齿轮一13的齿数比可设置为10：32。

为进一步优化上述技术，每个后轮转向结构2均包括后轮转向电机21、小齿轮二22、大齿轮二23、转向机构24和后轮25，后轮转向电机21固定在车身框架结构6后部，且后轮转向电机21与小齿轮二22连接，小齿轮二22固定在后轮转向电机21上方，小齿轮二22通过皮带与大齿轮二23传动连接，大齿轮二23与转向机构24连接，且转向机构24设置在大齿轮二23下方，转向机构24与后轮25中心轴连接，并带动后轮25转向。

为进一步优化上述技术，锯片切割结构3包括锯片31和电机一32，电机一32固定在车身框架结构6前部且位于前轮驱动电机11上方，电机一32通过齿轮带动锯片31转动。

具体的，通过电脑程序设定菠萝采集车开始工作时，电机一32开始工作，电机一32带动上齿轮33转动，上齿轮33带动位于锯片31下方的下齿轮34转动，因锯片31与下齿轮34同轴连接，进而带动锯片31旋转，并且因菠萝的茎部较难切断，通常需要耗费较大的人力，采用锯片31的旋转能够快速切断菠萝茎部，加快了采摘流程。

并且因菠萝植株的高度不同，锯片31的高度可以根据茎部高度进行调节，其可设置为160mm-180mm，保证了对菠萝茎部的顺利切割。

为进一步优化上述技术，双圆盘旋转结构4包括两个皮带轮41、圆盘一42、圆盘二43和电机二44，两个皮带轮41分别套设在圆盘一42和圆盘二43上，圆盘一42固定在所述锯片31上方，且圆盘一42圆心距与所述锯片31中心轴的垂直高度为40mm-60mm，圆盘一42和圆盘二43设置在同一水平面上，圆盘一42与圆盘二43的圆心距为圆盘一42半径、圆盘二43半径和菠萝的直径之和，其中，圆盘一42与圆盘二43的半径可相等，电机二44位于车身框架结构6前部，且设置在远离圆盘一42的一侧上，电机二44带动圆盘二43向采集篮结构5方向转动。

需要说明的是，因菠萝的半径不同，可以根据每块地上菠萝生长的情况，调节圆盘一42和圆盘二43之间的圆心距，当菠萝半径较小时，相应的将调节圆盘一42和圆盘二43之间的圆心距调小。

具体的，当电脑控制电机二44工作时，电机二44带动相互啮合的齿轮转动，进而带动圆盘二43逆时针转动，并且因菠萝夹持在圆盘一42和圆盘二43之间，通过圆盘二43的转动将菠萝传送至采集篮结构5中，实现对菠萝的传送。其次，本发明设置的皮带轮41能够减小摩擦对菠萝的损坏。

并且，考虑到菠萝植株的生长大小不一，圆盘一42圆心距与锯片31中心轴之间的垂直距离可以根据菠萝植株的大小进行调节，以防止尺寸较大的菠萝被锯片31切割到果实，一般设置为40mm-60mm。

为进一步优化上述技术，采集篮结构5包括围栏51、多个护栏52和底板53，围栏51设置在底板53的后部，多个护栏52对称设置在底板53的两侧；其中，围栏51及护栏52能够保护菠萝不会掉出车外，围栏51可以在采集篮结构5收集到一定数目后，自动开启，从而可进行卸载菠萝的工作。

底板53具有坡度，且底板53的后部低于底板53的前部，将底板53倾斜设置，使得菠萝可移动到底板53后部，方便了后续菠萝的收集。

为进一步优化上述技术，还包括摄像头，摄像头安装在车身框架结构6上，通过摄像头可以随时观察到菠萝采集车的运行状态。

通过查阅相关资料，可以得出菠萝的主要参数为：果实横向直径180mm-240mm，果实纵向直径200mm-260mm，与果实相连的果柄直径30mm-60mm，植株整体高度700mm-1000mm，为了保证菠萝采集车的稳定性，所以，车身框架结构6可设置为：长度1200mm左右，宽度840mm左右，高度1200mm左右。

本发明菠萝采集车的工作过程为：启动电脑程序，控制两个前轮驱动电机11、电机一32和电机二44转动，从而带动前轮驱动结构1、锯片切割机构3和双圆盘旋转结构4工作，完成对菠萝的采摘、传送、收集过程；当采集完一列菠萝时，前轮驱动结构1停止工作，电脑控制后轮转向电机21运转，后轮转向结构2完成转向后停止工作，之后前轮驱动结构1工作，继续进行菠萝的采摘，当采摘到设定数目时，前轮驱动结构1、后轮转向结构2、锯片切割结构3和双圆盘旋转结构4均停止工作，电脑控制采集篮结构5中的围栏51自动打开，实现对菠萝的卸载。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种菠萝采集车，其特征在于，包括：两个前轮驱动结构(1)、两个后轮转向结构(2)、锯片切割结构(3)、双圆盘旋转结构(4)、采集篮结构(5)和车身框架结构(6)；其中，所述前轮驱动结构(1)、所述后轮转向结构(2)、所述锯片切割结构(3)、所述双圆盘旋转结构(4)和所述采集篮结构(5)均固定在所述车身框架结构(6)上，两个所述前轮驱动结构(1)对称设置在所述车身框架结构(6)的前端两侧，所述后轮转向结构(2)对称设置在所述车身框架结构(6)的后端两侧，电脑控制所述前轮驱动结构(1)、所述后轮转向结构(2)、所述锯片切割结构(3)、所述双圆盘旋转结构(4)和所述采集篮结构(5)；

每个所述前轮驱动结构(1)均包括前轮驱动电机(11)、小齿轮一(12)、大齿轮一(13)和前轮(14)，其中，所述前轮驱动电机(11)固定在所述车身框架结构(6)的前部，所述前轮驱动电机(11)与所述小齿轮一(12)连接且所述小齿轮一(12)位于所述前轮驱动电机(11)的下方，所述小齿轮一(12)水平转动且与所述大齿轮一(13)垂直啮合，所述大齿轮一(13)的中心轴与所述前轮(14)传动连接；

每个所述后轮转向结构(2)均包括后轮转向电机(21)、小齿轮二(22)、大齿轮二(23)、转向机构(24)和后轮(25)，所述后轮转向电机(21)固定在所述车身框架结构(6)的后部，且所述后轮转向电机(21)与所述小齿轮二(22)连接，所述小齿轮二(22)固定在所述后轮转向电机(21)上方；所述小齿轮二(22)通过皮带与所述大齿轮二(23)水平传动连接，且所述大齿轮二(23)与所述转向机构(24)垂直连接，所述转向机构(24)与所述后轮(25)的中心轴连接且带动所述后轮(25)转向；

所述锯片切割结构(3)包括锯片(31)和电机一(32)，所述电机一(32)固定在所述前轮驱动电机(11)上方，所述电机一(32)通过齿轮带动所述锯片(31)转动；

所述双圆盘旋转结构(4)包括两个皮带轮(41)、圆盘一(42)、圆盘二(43)和电机二(44)，两个所述皮带轮(41)分别套设在所述圆盘一(42)和所述圆盘二(43)上，所述圆盘一(42)固定在所述锯片(31)上方，且所述圆盘一(42)圆心距与所述锯片(31)中心轴的垂直高度为40mm-60mm，所述圆盘一(42)和所述圆盘二(43)设置在同一水平面上；所述圆盘一(42)与所述圆盘二(43)的圆心距为所述圆盘一(42)半径、所述圆盘二(43)半径和菠萝直径之和；所述电机二(44)带动所述圆盘二(43)向所述采集篮结构(5)的方向转动。

2.根据权利要求1所述的一种菠萝采集车，其特征在于，所述锯片(31)中心轴的垂直高度为160mm-180mm。

3.根据权利要求1所述的一种菠萝采集车，其特征在于，所述圆盘一(42)和所述圆盘二(43)半径相等。

4.根据权利要求1所述的一种菠萝采集车，其特征在于，采集篮结构(5)包括围栏(51)、多个护栏(52)和底板(53)，所述围栏(51)设置在所述底板(53)的后部，多个所述护栏(52)对称设置在所述底板(53)的两侧。

5.根据权利要求4所述的一种菠萝采集车，其特征在于，所述底板(53)具有坡度，且底板(53)后侧的高度低于所述底板(53)前侧的高度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种菠萝采集车，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头安装在所述车身框架结构(6)上。

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