苹果采摘机及其采摘方法技术

一种苹果采摘机，包括有可移动的移动推车，移动推车上设有转动升降采摘机构和循环包装收集机构，转动升降采摘机构和循环包装收集机构之间通过缓冲卡位装置连接，转动升降采摘机构包括有相连接的转动控制装置和升降采摘装置，循环包装收集机构包括有泡沫网张口装置。本发明专利技术的结构合理、紧凑，通过自动采摘代替人工采摘，解决了苹果难采摘的难题，提高苹果的采摘效率，操作安全稳定，保护果子不受损伤并确保苹果新鲜度，采摘后可以套袋包装，免去了人工从采摘到包装及运输的流水线过程，降低了劳动强度，使用效果好，适于推广。

【技术实现步骤摘要】
苹果采摘机及其采摘方法
本专利技术涉及水果采摘
，尤其涉及一种水果采摘设备，具体是一种苹果采摘机。
技术介绍
目前在苹果果园采摘时，人工采摘苹果的工人们拿着果篮手动进行采摘，过高的果子还要用梯子，手摘下来的苹果还要投进篮子里，人工步骤流程繁琐。经过果园实地考察，发现有以下几个问题：(1)工人们使用手采摘苹果，次数频繁容易造成手伤和手臂劳累，以及腿脚的不适。(2)苹果生长的不同高度，工人们解决对高峰苹果的采摘方式是用梯子，很不方便也保证不了安全性。(3)手摘的苹果堆积进果篮损伤了苹果的质量，人工运输及包装和封箱的一系列流程效率低，劳动力大。采用人工采摘，不仅效率低，劳动量大，采摘时需要用到梯子，果园的土地凹凸不平程度，对人工采摘安全不能保障，同时长时间人工抬头采摘水果对工人的颈椎也有伤害，手采摘水果的时候难免会触碰到树干，梯子架在树干上的采摘有风险，针对以上的问题，需要一种全新的采摘设备，满足日常采摘工作要求。
技术实现思路
本专利技术要解决上述现有技术存在的问题，提供一种苹果采摘机，解决目前传统采摘效率低、不能包装的问题，满足快速安全采摘的需求。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案：这种苹果采摘机，包括有可移动的移动推车，移动推车上设有转动升降采摘机构和循环包装收集机构，转动升降采摘机构和循环包装收集机构之间通过缓冲卡位装置连接，转动升降采摘机构包括有相连接的转动控制装置和升降采摘装置，转动控制装置包括竖直转动连接在移动推车尾端的第一转动杆，第一转动杆底端同步竖直转动连接有位于第一转动杆前方的第二转动杆，第二转动杆顶部固定有转动盘，转动盘上转动连接有上下转动角度可调的固定板。这样设置后，为了使升降采摘装置左右向的角度可调节，当操作者操作第一转动杆时，第二转动杆和转动盘随之在转动，实现升降采摘装置的转动效果，而固定板上下转动角度可调，使升降采摘装置具有一定的前后倾角能力，适应更多采摘情况和环境。升降采摘装置包括有自动升降的升降支架，升降支架顶端固定有采摘器和识别苹果的摄像头，摄像头固定在采摘器直线后方，采摘器由上下两片转动连接的咬合片组成，咬合片为弧形片结构且咬合端部呈尖端化。根据果农栽培苹果树的不同高度，升降支架可以将采摘器送到靠近苹果的位置和高度，苹果准确高度位置由摄像头定位，苹果进入到采摘器的咬合片内后，咬合片转动夹断果柄，实现采摘功能。缓冲卡位装置包括有竖直设置的缓冲管，缓冲管顶部通过漏斗结构连接在采摘器出口下方，缓冲管内沿管路从上到下间隔交错设有阻挡杆，缓冲管底部出口端连接有横向传送的连接管，连接管下方转动连接有设有一组圆周均匀排布的卡位板，卡位板延伸到连接管内且转动面位于苹果经过路线上；苹果被采摘之后大约从两米高度掉下，由于重力下落速度快，如果直接下落苹果会被损坏，缓冲管通过漏斗结构与采摘器连接在一起，而缓冲管采用弹性轻质的塑胶材料，其优点是疲劳强度高，耐老化性能好，可以循环承受苹果下落的冲击力度，缓冲管内上下交错的阻挡杆能对下落的苹果进行降速，这样当苹果下落之后，经过多次的缓冲作用之后，苹果速度减慢，保证了果体完整，最后苹果滚落到连接管内并将其导向尾端出口的托爪；连接管内的卡位板依次转动做到控制苹果按照掉落次序单独导向托爪，为后续苹果套泡沫网做准备。循环包装收集机构包括有泡沫网张口装置，泡沫网张口装置上设有固定架，固定架内底部转动连接有托住单个苹果的托爪，连接管出口端穿过固定架配合正对托爪，固定架上前后侧设有八字型设置的循环转动的勾爪组，托爪位于前后侧勾爪组中间底部，勾爪组由一组均匀间隔排布的受力转动的勾爪组成，前后侧勾爪组之间从上到下形成由勾爪勾住泡沫网前后侧并下拉逐渐张口的张口通道，移动推车上设有可移动的电熔笔，电熔笔前端为热熔切割泡沫网的切割部，切割部伸入到勾爪组之间位于托爪上方。当苹果经过缓冲减速动作后来到托爪上，启动电机驱动前后侧勾爪组同时转动，泡沫网从张口通道顶部进入，勾爪分别勾住泡沫网前后两侧并下拉，在下拉过程中由于前后侧勾爪相对距离逐渐增加，泡沫网之间逐渐开口直到完全打开并套在托爪的苹果上，苹果套上泡沫网后电熔笔开始移动并利用前端的切割部将苹果上方的泡沫网切断，电熔笔依次前进、切割、退回，刚好是切割泡沫网的一个方形运动过程，切割完毕，勾爪继续运动并受外力而转动缩回，此时勾爪完成松开泡沫网工作。作为本专利技术的进一步改进，移动推车底部设有水平横置的四边形支架，四边形支架为连杆转动连接形成变形结构，第一转动杆和第二转动杆分别固定连接在四边形支架前后端连杆中心上。四边形支架是转动连接的具有变形能力，第一转动杆转动后四边形支架变形成平行四边形，而第二转动杆在这个过程中也随之同步转动，当操作者操作第一转动杆时，通过与之连接的四边形支架的变幻，使车上的转动盘转动角度，并且我们控制四边形支架使得转盘在角度0-180°范围内转动，保证可调节的角度范围尽量大，也解决了采摘过程中存在的“死点”问题，实现升降采摘装置的转动效果。作为本专利技术的进一步改进，移动推车上设有套在第二转动杆上的水平板，转动盘底部圆周排列有一组滚动部，滚动部底端滚动连接有第一滚珠，第一滚珠底端与水平板表面滚动配合。考虑到如果转动盘完全依靠第二转动杆支撑，无法满足结构稳定的要求，加入水平板后通过滚动部的第一滚珠对转动盘起到支撑作用，且第一滚珠是滚动的，转动盘依靠第一滚珠在水平板上转动滚动，转动效果依然得到保证。作为本专利技术的进一步改进，固定板前端通过合页转动连接在转动盘上，移动推车上设有升降连接顶杆，顶杆顶部滚动连接有第二滚珠，第二滚珠顶部顶压在固定板尾端底面上。合页连接使固定板前端转动，顶杆顶部依靠滚珠顶压在固定板尾端底面上，当顶杆升降时固定板会在30-45°范围内转动，使升降采摘装置能转动的同时具有调节前后倾角的能力，此机构具有转向灵活、结构紧凑、不卡位等优点，能适应更多复杂的采摘情况，第二滚珠与固定板之间是点与面的接触，减少了接触面积而且第二滚珠是可滚动的，大大减少了零件磨损，延长零件使用寿命。作为本专利技术的进一步改进，升降支架由X型连杆结构叠加形成，升降支架底端分别通过滑块滑动连接在固定板上，滑块之间通过正反牙丝杆连接，滑块分别连接在正反牙丝杆两侧的反向螺纹上，正反牙丝杆尾端连接有电机。通过电机带动正反牙丝杆转动，此时滑块在固定板上相向或相背滑动，从而使升降支架实现上升和下降功能。作为本专利技术的进一步改进，升降支架顶部设有倾斜向上的倾斜部，采摘器位于倾斜部前端，摄像头固定在倾斜部上，咬合片上分别连接有控制转动角度的舵机。采摘器和摄像头倾斜朝上设置可以从下方观察和靠近，减少了周围树枝的干扰后，采摘器靠近苹果更容易，摄像头识别苹果更准确，提高采摘效率；而采摘器由两片1/4弧形的咬合片相咬合而成，上下咬合片之间的间隙不管是咬入苹果还是苹果掉落都能满足要求，舵机控制上下咬合片的转动角度，实现剪断果柄的目的。作为本专利技术的进一步改进，移动推车上固定有托板，托板承托在缓冲管和连接管连接处底部。考虑到缓冲管和连接管连接处是苹果下落冲击较大的区域，长时间使用后，连接处容易损坏，托板可以起到支撑加固的作用，保护连接处，延长使用寿命。作为本专利技术的进一步改进，固定架上前后侧设有八字型对称设置的传动链，勾爪组固定在传动链上，勾爪通过扭簧转动连接在传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苹果采摘机，包括有可移动的移动推车(1)，移动推车(1)上设有转动升降采摘机构和循环包装收集机构，转动升降采摘机构和循环包装收集机构之间通过缓冲卡位装置连接，其特征是：所述转动升降采摘机构包括有相连接的转动控制装置和升降采摘装置，所述转动控制装置包括竖直转动连接在移动推车(1)尾端的第一转动杆(2)，所述第一转动杆(2)底端同步竖直转动连接有位于第一转动杆(2)前方的第二转动杆(3)，所述第二转动杆(3)顶部固定有转动盘(4)，所述转动盘(4)上转动连接有转动上下角度可调的固定板(5)；所述升降采摘装置包括有自动升降的升降支架(6)，所述升降支架(6)顶端固定有采摘器和识别苹果的摄像头(7)，所述摄像头(7)固定在采摘器直线后方，所述采摘器由上下两片转动连接的咬合片(8)组成，所述咬合片(8)为弧形片结构且咬合端部呈尖端化；所述缓冲卡位装置包括有竖直设置的缓冲管(9)，所述缓冲管(9)顶部通过漏斗结构连接在采摘器出口下方，所述缓冲管(9)内沿管路从上到下间隔交错设有阻挡杆(10)，所述缓冲管(9)底部出口端连接有横向传送的连接管(11)，所述连接管(11)下方转动连接有设有一组圆周均匀排布的卡位板(12)，所述卡位板(12)延伸到连接管(11)内且转动面位于苹果经过路线上；所述循环包装收集机构包括有泡沫网张口装置，所述泡沫网张口装置上设有固定架(13)，所述固定架(13)内底部转动连接有托住单个苹果的托爪(14)，所述连接管(11)出口端穿过固定架(13)配合正对托爪(14)，所述固定架(13)上前后侧设有八字型设置的循环转动的勾爪组，所述托爪(14)位于前后侧勾爪组中间底部，所述勾爪组由一组均匀间隔排布的受力转动的勾爪(15)组成，前后侧所述勾爪组之间从上到下形成由勾爪(15)勾住泡沫网前后侧并下拉逐渐张口的张口通道，所述移动推车(1)上设有可移动的电熔笔(16)，所述电熔笔(16)前端为热熔切割泡沫网的切割部，所述切割部伸入到勾爪组之间位于托爪(14)上方。...

【技术特征摘要】
1.一种苹果采摘机，包括有可移动的移动推车(1)，移动推车(1)上设有转动升降采摘机构和循环包装收集机构，转动升降采摘机构和循环包装收集机构之间通过缓冲卡位装置连接，其特征是：所述转动升降采摘机构包括有相连接的转动控制装置和升降采摘装置，所述转动控制装置包括竖直转动连接在移动推车(1)尾端的第一转动杆(2)，所述第一转动杆(2)底端同步竖直转动连接有位于第一转动杆(2)前方的第二转动杆(3)，所述第二转动杆(3)顶部固定有转动盘(4)，所述转动盘(4)上转动连接有转动上下角度可调的固定板(5)；所述升降采摘装置包括有自动升降的升降支架(6)，所述升降支架(6)顶端固定有采摘器和识别苹果的摄像头(7)，所述摄像头(7)固定在采摘器直线后方，所述采摘器由上下两片转动连接的咬合片(8)组成，所述咬合片(8)为弧形片结构且咬合端部呈尖端化；所述缓冲卡位装置包括有竖直设置的缓冲管(9)，所述缓冲管(9)顶部通过漏斗结构连接在采摘器出口下方，所述缓冲管(9)内沿管路从上到下间隔交错设有阻挡杆(10)，所述缓冲管(9)底部出口端连接有横向传送的连接管(11)，所述连接管(11)下方转动连接有设有一组圆周均匀排布的卡位板(12)，所述卡位板(12)延伸到连接管(11)内且转动面位于苹果经过路线上；所述循环包装收集机构包括有泡沫网张口装置，所述泡沫网张口装置上设有固定架(13)，所述固定架(13)内底部转动连接有托住单个苹果的托爪(14)，所述连接管(11)出口端穿过固定架(13)配合正对托爪(14)，所述固定架(13)上前后侧设有八字型设置的循环转动的勾爪组，所述托爪(14)位于前后侧勾爪组中间底部，所述勾爪组由一组均匀间隔排布的受力转动的勾爪(15)组成，前后侧所述勾爪组之间从上到下形成由勾爪(15)勾住泡沫网前后侧并下拉逐渐张口的张口通道，所述移动推车(1)上设有可移动的电熔笔(16)，所述电熔笔(16)前端为热熔切割泡沫网的切割部，所述切割部伸入到勾爪组之间位于托爪(14)上方。2.根据权利要求1所述的苹果采摘机，其特征是：所述移动推车(1)底部设有水平横置的四边形支架(17)，所述四边形支架(17)为连杆转动连接形成变形结构，所述第一转动杆(2)和第二转动杆(3)分别固定连接在四边形支架(17)前后端连杆中心上。3.根据权利要求1所述的苹果采摘机，其特征是：所述移动推车(1)上设有套在第二转动杆(3)上的水平板(18)，所述转动盘(4)底部圆周排列有一组滚动部，所述滚动部底端滚动连接有第一滚珠(19)，所述第一滚珠(19)底端与水平板(18)表面滚动配合。4.根据权利要求1所述的苹果采摘机，其特征是：所述固定板...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄岳海，黄明钧，黄磊，盛静芳，黄楷瑞，
申请(专利权)人：浙江机电职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33