CN111066482A - 一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置及其应用，包括采摘装置、输送装置和收集装置；采摘装置包括支撑主体，电机、主动带轮、从动带轮、皮带和采摘手爪，支撑主体的两侧对称安装有主动带轮和从动带轮，主动带轮和从动带轮通过皮带连接，皮带上设置有若干个采摘手爪；输送装置包括依次连接的下料管、三通管和下落管，下料管与支撑主体的两侧连通；收集装置包括收集箱，收集箱与下落管连接。与现有技术相比，本发明结构设计巧妙，占地空间小，蓝莓采摘率高，同时能够实现集中收集，大大节省了人工，提高了采摘效率。

Description

一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置及其应用，属于农业机械技术领域。

背景技术

蓝莓，一种小浆果，果实呈蓝色、色泽美丽、蓝色被1层白色果粉包裹，果肉细腻、种子极小。蓝莓果实平均重0.5-2.5g，最大重5g，可食率为100％，甜酸适口，且具有香爽宜人的香气，为鲜食佳品。蓝莓果实中含有丰富的营养成分，具有防止脑神经老化、保护视力、强心、抗癌、软化血管、增强人机体免疫等功能，营养成分高。

近年来，蓝莓种植面积不断扩大，但蓝莓的采摘成为制约蓝莓产业的瓶颈。传统依靠人工采摘效率低下、占用人工，工人劳动强度大，耗时长，无法满足快速采摘的要求。市面上出现了一些蓝莓采摘机器，可以实现机械化作业。

例如，中国专利文献CN102239772A公开了一种差动式蓝莓果实采摘机构，该机构针对成熟蓝莓果实与树枝结合力小这一特点，将采摘装置末端执行部件设计成细长圆杆，为避免在采摘时伤及蓝莓果实，在细长圆杆的外面套上橡胶。工作时柴油机旋转，驱动蜗轮蜗杆减速器转动，蜗轮蜗杆减速器带动通过偏心轮所构成的铰链四杆机构带动采摘装置末端执行机构前后摆动；通过差动杆，带动另一侧采摘装置末端执行机构也随之摆动，两侧采摘装置的末端执行机构摆角相差一定数值，当采摘装置通过蓝莓树时，两侧摆动装置能够对蓝莓树枝左右摇晃摆动，将果实晃落，实现对蓝莓的采摘。

中国专利文献CN107926287A公开了一种蓝莓果实采摘机构，包括车架本体以及对称设置在车架本体上两组结构相同的采摘收集机构，每组采摘收集机构包括：设置在车架本体上部的采摘机构，采摘机构包括两组采摘单元和一组高度调节单元，每组采摘单元包括一端和车架本体连接并和车架本体行进方向垂直的旋转轴以及设置在旋转轴上的采摘指，任意一组的采摘单元的旋转轴通过高度调节单元和车架本体连接；设置在车架本体下部并位于采摘指下方的输送及收集机构；以及动力传动机构，通过动力传动机构带动采摘机构中的旋转轴转动。

但已知的蓝莓采摘机械，大多存在结构设计复杂、采摘效率低下、制造成本高、采摘不全面等一系列问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置。

本发明还提供上述一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，包括采摘装置、输送装置和收集装置；

采摘装置包括支撑主体，电机、主动带轮、从动带轮、皮带和采摘手爪，支撑主体的两侧对称安装有主动带轮和从动带轮，主动带轮和从动带轮通过皮带连接，皮带上设置有若干个采摘手爪；

输送装置包括依次连接的下料管、三通管和下落管，下料管与支撑主体的两侧连通；

收集装置包括收集箱，收集箱与下落管连接。

优选的，两侧主动带轮通过主动轴连接，两侧从动带轮通过从动轴连接。此设计的好处是，两侧的主动带轮和从动带轮同步旋转，带动皮带同步转动，实现采摘手爪的持续作业。

优选的，主动轴上设置有从动齿轮，电机的输出轴连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合。此设计的好处是，电机通过齿轮啮合驱动主动带轮，保证传送的平稳性。

优选的，电机选用伺服电机。

优选的，采摘手爪包括多个并排一体连接的圆弧形齿，圆弧形齿的末端为刀片状结构，圆弧形齿的前后两侧分别设置前挡料板、后挡料板。此设计的好处是，采用圆弧形齿，可避免损伤蓝莓，多排设置能提高采摘效率，末端为刀片状，可有效截断枝条，蓝莓从两侧挡板进入支撑主体内。

优选的，相邻圆弧形齿的间距为10-15mm。

优选的，圆弧形齿的弯曲方向与圆弧形齿的行进方向相反。此设计的好处是，弧形部先与蓝莓接触，避免圆弧形齿的齿尖先接触蓝莓、破坏蓝莓，最大程度上保证蓝莓的品相。

优选的，主动带轮的直径为300-350mm，从动带轮的直径为50-100mm，主动带轮与从动带轮的距离为900-1000mm。

优选的，支撑主体上设置有镂空部、盛放槽和开口圆孔，镂空部下方连接盛放槽，盛放槽的两侧开设所述的开口圆孔，两侧开口圆孔分别连接下料管。

优选的，收集箱的顶部设有圆形管孔，圆形管孔与下落管可拆卸式连接，收集箱内设置有抽风机。此设计的好处是，通过抽风机作业，使下落管内形成负压，便于蓝莓落入收集箱内，同时采用可拆卸式连接，待收集箱装满蓝莓后，可以整体卸下收集箱，换上新的收集箱。

一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置的工作方法，包括以下步骤：

工人手持蓝莓采摘装置，启动电机，然后将采摘手爪对准蓝莓果实所在位置，旋转的采摘手爪将蓝莓果实与枝叶分离，蓝莓果实通过下料管、三通管、下落管进入到收集箱内，待收集箱内盛满蓝莓果实后，将下落管与圆形管孔拆开，换上空的收集箱，继续进行采摘作业。

本发明的有益效果在于：

1)与现有技术相比，本发明通过手爪滚动勾取蓝莓，缩小了机器的占地空间，蓝莓采摘抓圆弧形设计和相同间隔的齿以及刀片状结构的齿根结构，可以让蓝莓正好采下后，落入采集装置，增加了蓝莓采摘率。

2)支撑主体镂空部分设计和带斜坡的蓝莓盛放槽设计，使蓝莓采集装置采摘的蓝莓能够顺利落下并进行盛放储存；三通管的使用能够将来自两边的蓝莓汇聚到一边，减少了机器用料，增加了蓝莓运输效率。

3)抽风机放置在蓝莓收集箱中，节约了空间，与蓝莓运输装置对齐，最大限度的利用了抽风机的作用，使得落在带斜坡的蓝莓盛放槽中的蓝莓被抽风机抽入运输装置，最终落入蓝莓收集箱，然后进行集中处理。

附图说明

图1为本发明采摘装置的整体结构示意图；

图2为本发明蓝莓采摘装置示意图；

图3为本发明蓝莓采摘装置的内部电机齿轮连接示意图；

图4为本发明蓝莓采摘装置的支撑主体示意图；

图5为本发明蓝莓采摘手爪示意图；

图6为蓝莓运输装置示意图；

图7为蓝莓收集装置示意图。

其中：1、采摘装置，1001、主动带轮，1002、采摘手爪，1003、皮带，1004、从动带轮，1005、从动轴，1006、支撑主体，1007、主动轴，1008、电机，1009、主动齿轮，1010、齿轮轴，1011、从动齿轮，1012、镂空部，1013、开口圆孔，1014、带斜坡的蓝莓盛放槽，1015、圆弧形齿，1016、刀片状结构，1017、后挡料板，1018、前挡料板，2、输送装置，2001、下料管，2002、三通管，2003、下落管3、收集装置，3001、圆形管孔，3002、抽风机，3003、收集箱。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1-7所示，本实施例提供一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，包括采摘装置1、输送装置2和收集装置3三大部分；

采摘装置1包括支撑主体1006，电机1008、主动带轮1001、从动带轮1004、皮带1003和采摘手爪1002，支撑主体1006的两侧对称安装有主动带轮1001和从动带轮1004，主动带轮1001和从动带轮1004通过皮带1003连接，皮带1003上设置有若干个采摘手爪1002；

输送装置2包括依次连接的下料管2001、三通管2002和下落管2003，下料管2001与支撑主体1006的两侧连通；

收集装置3包括收集箱3003，收集箱3003与下落管2003连接。

具体而言，支撑主体1006为采摘装置的主体支撑机构，电机1008和供电电池都安装在支撑主体1006内，电机1008选用伺服电机，支撑主体1006的一侧设置电源启动开关，用来启动电机1008。支撑主体1006的两侧设置有手柄(图中未示出)，方便工人手持整个蓝莓采摘装置。

两个主动带轮1001和两个从动带轮1004分别安装在支撑主体1006的两侧，两侧主动带轮1001通过主动轴1007连接，两侧从动带轮1004通过从动轴1005连接，主动轴1007和从动轴1005贯穿支撑主体1006。两侧的主动带轮1001和从动带轮1004同步旋转，带动皮带1003同步转动，实现采摘手爪的持续作业。

主动带轮1001的直径为300mm，从动带轮1004的直径为50mm，主动带轮1001与从动带轮1004的距离为900mm。

主动轴1007上设置有从动齿轮1011，电机1008的输出轴连接有主动齿轮1009，主动齿轮1009与从动齿轮1011啮合。电机1008通过齿轮啮合驱动主动带轮1001，保证传送的平稳性。

采摘手爪1002包括多个并排一体连接的圆弧形齿1015，相邻圆弧形齿1015的间距为10mm，圆弧形齿1015的末端为刀片状结构，圆弧形齿1015的前后两侧分别设置前挡料板1018、后挡料板1017，前挡料板1018和后挡料板1017与圆弧形齿1015为一体成型制造，并连接在皮带1003上。采用圆弧形齿，可避免损伤蓝莓，多排设置能提高采摘效率，末端为刀片状，可有效截断枝条，蓝莓从两侧挡板进入支撑主体内。

圆弧形齿1015的弯曲方向与圆弧形齿的行进方向相反。弧形部先与蓝莓接触，避免圆弧形齿1015的齿尖先接触蓝莓、破坏蓝莓，最大程度上保证蓝莓的品相。

支撑主体1006上设置有镂空部1012、盛放槽1014和开口圆孔1013，镂空部1012下方连接盛放槽1014，盛放槽1014的两侧开设所述的开口圆孔1013，两侧开口圆孔1013分别连接下料管2001。

收集箱3003的顶部设有圆形管孔3001，圆形管孔3001与下落管2003可拆卸式连接，收集箱3003内设置有抽风机3002。通过抽风机作业，使下落管内形成负压，便于蓝莓落入收集箱内，同时采用可拆卸式连接，待收集箱装满蓝莓后，可以整体卸下收集箱，换上新的收集箱。

整个蓝莓采摘装置为手持式，使用时，工人手持支撑主体两侧的手柄，收集箱系在腰间(收集箱上有腰带，图中未示出)，启动电源开关，采摘手爪进行旋转运动，采摘手爪对准蓝莓果实所在位置，枝条进入圆弧形齿之间，蓝莓果实与枝条分离，通过管子进入收集箱内。

实施例2：

一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：相邻圆弧形齿1015的间距为15mm。

主动带轮1001的直径为350mm，从动带轮1004的直径为100mm，主动带轮1001与从动带轮1004的距离为1000mm。

实施例3：

如实施例1所述的一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置的工作方法，具体工作过程如下：

工人手持蓝莓采摘装置，即抓住支撑主体1006两侧的手柄，打开电源开关，启动电机1008，采摘手爪1002在皮带1003的带动下开始旋转。

然后将旋转采摘手爪1002对准蓝莓果实所在位置，枝条进入圆弧形齿1015之间，依靠圆弧形齿1015末端的刀片状结构1016将枝条与蓝莓果实切断，旋转的采摘手爪1002将蓝莓果实与枝叶分离，蓝莓果实落入支撑主体1006的镂空部1012，再通过下料管2001、三通管2002、下落管2003进入到收集箱3003内，收集箱3003内的抽风机3002可以将蓝莓果实源源不断地吸进收集箱3003内。

待收集箱3003内盛满蓝莓果实后，关闭电源开关，暂停电机1008，将下落管2003与圆形管孔3001拆开，换上空的收集箱3003，再次打开电源开关，电机1008启动，继续进行采摘作业。

Claims (10)

1.一种滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，包括采摘装置、输送装置和收集装置；

采摘装置包括支撑主体，电机、主动带轮、从动带轮、皮带和采摘手爪，支撑主体的两侧对称安装有主动带轮和从动带轮，主动带轮和从动带轮通过皮带连接，皮带上设置有若干个采摘手爪；

输送装置包括依次连接的下料管、三通管和下落管，下料管与支撑主体的两侧连通；

收集装置包括收集箱，收集箱与下落管连接。

2.如权利要求1所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，两侧主动带轮通过主动轴连接，两侧从动带轮通过从动轴连接。

3.如权利要求2所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，主动轴上设置有从动齿轮，电机的输出轴连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合。

4.如权利要求1所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，采摘手爪包括多个并排一体连接的圆弧形齿，圆弧形齿的末端为刀片状结构，圆弧形齿的前后两侧分别设置前挡料板、后挡料板。

5.如权利要求4所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，相邻圆弧形齿的间距为10-15mm。

6.如权利要求4所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，圆弧形齿的弯曲方向与圆弧形齿的行进方向相反。

7.如权利要求1所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，主动带轮的直径为300-350mm，从动带轮的直径为50-100mm，主动带轮与从动带轮的距离为900-1000mm。

8.如权利要求1所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，支撑主体上设置有镂空部、盛放槽和开口圆孔，镂空部下方连接盛放槽，盛放槽的两侧开设所述的开口圆孔，两侧开口圆孔分别连接下料管。

9.如权利要求1所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置，其特征在于，收集箱的顶部设有圆形管孔，圆形管孔与下落管可拆卸式连接，收集箱内设置有抽风机。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的滚动式勾取蓝莓的机械采摘装置的工作方法，包括以下步骤：

工人手持蓝莓采摘装置，启动电机，然后将采摘手爪对准蓝莓果实所在位置，旋转的采摘手爪将蓝莓果实与枝叶分离，蓝莓果实通过下料管、三通管、下落管进入到收集箱内，待收集箱内盛满蓝莓果实后，将下落管与圆形管孔拆开，换上空的收集箱，继续进行采摘作业。

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