一种单侧夹持菠萝采摘装置及其使用方法制造方法及图纸

针对现有技术中菠萝采摘机械不够灵活，容易损伤菠萝植株的问题，本发明专利技术提供一种单侧夹持菠萝采摘装置及其使用方法，包括承载臂、夹持切割组件以及传感器组件、控制组件；其特征在于：夹持切割组件包括水平设置的框体、设置在框体内的连接座、设置在连接座上的固定板、设置在固定板相对侧的活动板机构；其中，固定板用于人为控制径向接近待采摘菠萝果体；活动板机构用于在固定板不动的情况下径向夹紧菠萝果实。本发明专利技术采用单侧夹紧方式对待采摘菠萝进行夹紧，然后再利用切割机构将菠萝果体的茎秆切断，完成对菠萝果体的采摘。

【技术实现步骤摘要】
一种单侧夹持菠萝采摘装置及其使用方法
本专利技术属于农业工程机械领域，具体地说，本专利技术涉及一种单侧夹持菠萝采摘装置及其使用方法。
技术介绍
我国是一个农业大国，水果业是农民的主要经济来源之一。水果的采摘既费时又费力，一直是困扰果农的重大难题。虽然果农们在采摘水果时采取了各种办法，但还是没有能很好地解决水果采摘困难的难题，目前公知的水果采摘办法主要是人站在地上直接摘取水果；因此保证果实适时采收、降低收获作业费用成为了增加农业收入的重要途径。菠萝果实具有很高的营养价值，菠萝叶片中的纤维可作为优良天然杀菌性能的纺织材料，菠萝叶具有广泛的药理活性，药用价值极高，由于菠萝为多年生水果，具有特殊的结构，在采摘过程中，需保证果实不受损伤，植株不被破坏，不能影响第二年的结果情况，这些条件决定了菠萝采摘不能实现大规模机械化。目前，我国菠萝种植地区主要包括广东、广西、云南和海南等省区，采摘方式多采用人工采摘形式，由于菠萝叶片上锋利的锐齿和果皮上的芒刺很容易对采摘人员造成伤害，严重影响采摘效率。农民朋友迫切需要一种采摘装置来代替人工直接采摘。因此，如何高效地采摘菠萝果实，同时减少机械对植株的破坏，是菠萝果实采摘的研究重点。现有的，菠萝采摘机械通常使用扭转式采摘方式，如CN201210431101.5中所记录的技术方案。在实际使用中，采用扭转式采摘时，在将菠萝扭掉的同时，容易造成菠萝植株叶片及根系的损伤。另一种是菠萝自动采摘机，它是根据菠萝果实生长的地方都在菠萝树的中心上部，颈部较长，可利用剪刀将果实摘下。采摘机安装在手扶拖拉机车厢的前端，拖拉机向前行走时，采摘机的椭圆式切刀在动力的驱动下进行菠萝采摘，采摘机装四把收割刀，一次收割四排果品，拖拉机向前行走时，采摘机的圆盘式切刀在动力的驱动下进行菠萝采摘，采摘后的波萝落在输送带上，通过皮带传动输送到拖拉机的车箱内。此机械具有机械化程度高、省时省力、采摘效率高、使用寿命长、节省大量劳动力等优点。同样，虽然此装置机械化程度高，但是这种一刀切的采摘容易损伤果实，降低菠萝的经济价值；更有可能对菠萝植株上的裔芽造成一定的损伤，影响其下一年的结果情况；也会破坏菠萝叶子，影响其中的叶脉纤维质量，而且还会严重影响植株的生长，甚至造成植株的枯萎，进而影响菠萝园下一年的收获量。
技术实现思路
针对现有技术中菠萝采摘机械不够灵活，容易损伤菠萝植株的问题，本专利技术提供一种单侧夹持菠萝采摘装置及其使用方法，其结构简单，可以快速采摘菠萝而不伤害菠萝的植株。为实现上述的目的，本专利技术所采用的技术方案是：所述的一种单侧夹持菠萝采摘装置，包括承载臂、在承载臂上通过驱动组件驱动的用于径向夹持菠萝果体并将其茎秆割断的夹持切割组件以及设置在承载臂和夹持切割组件上的传感器组件、用于采集传感器组件信息并控制夹持切割组件在承载臂上滑动的控制组件；其特征在于：夹持切割组件包括水平设置的框体、设置在框体内的连接座、设置在连接座上的固定板、设置在固定板相对侧的活动板机构；其中，固定板用于人为控制径向接近待采摘菠萝果体；活动板机构用于在固定板不动的情况下径向夹紧菠萝果实。所述的活动板机构包括设置在框体上的夹紧滑块、与夹紧滑块对应的夹紧丝杠、横梁、固定座、活动板以及夹紧电机；其中，滑块的内部设置有与丝杠对应的螺孔；夹紧电机通过电机座连接至框体上且该夹紧电机电连接至控制组件；活动板通过固定座设置在横梁上；其中，丝杠的一端通过联轴器连接夹紧电机另一端通过轴承连接至框体的端部；其中，活动板与固定板均为弧形板且开口端相对设置。所述的活动板与固定座之间设置有第一弹簧组；该第一弹簧用于夹紧菠萝果实时，根据菠萝果实的形状调整活动板与固定座之间竖直方向的夹角；固定板与框体之间也设置有第二弹簧；该第二弹簧用于夹紧菠萝果实时，根据菠萝果实的形状调整固定板与连接座之间竖直方向的夹角。所述的驱动组件包括用于驱动框体移动的设置在承载臂上的靠近电机、靠近电机输出端连接的靠近螺杆、设置在框体上的用于与靠近螺杆配合使用的靠近滑块、设置在承载臂端部的用于配合框体在承载臂上滑动的导轨；其中，靠近电机电连接至控制组件；其中，靠近滑块内部设置有与靠近螺杆对应的螺孔。所述的承载臂为H型且该承载臂的两竖直段的相对侧内部设置有方形的框体；该承载臂中同时与两竖直段连接的水平段上设置有靠近电机；框体靠近承载臂中水平段的边上对应设置有靠近滑块；该承载臂与框体接触的两竖直段的端部设置有导轨且该导轨为开口相对的C型导轨。所述的框体与承载臂之间还设置有用于导向的导向组件；其中，该导向组件包括设置在框体上的第一凸起、第二凸起以及导杆；其中，第一凸起和第二凸起分列C型导轨的两侧并通过导杆依次将第一凸起、C型导轨以及第二凸起连接至一起；其中，该C型导轨上设置有通过导杆的孔。所述的传感器组件包括压力传感器、数量为三个的光电传感器以及霍尔传感器；其中，压力传感器设置在固定板的中心位置；数量为三个的光电传感器成品字形设置，其中，数量为一个的光电传感器设置在压力传感器的下方，用于检测是否将菠萝果实放置在活动板与固定板之间；其他数量为两个的光电传感器水平设置在连接座上，用于检测菠萝果实的茎秆是否到位；霍尔传感器设置在承载臂上用于检测承载臂与框体的距离。所述的夹持切割组件还包括用于切割菠萝果体茎秆的切割机构；其中，该切割机构包括方框型的切割支架、滑动机构、驱动机构以及使驱动机构驱动滑动机构的啮合机构；滑动机构包括水平设置在切割支架上的滑杆、可滑动的设置在滑杆外侧的刀具套筒；驱动机构包括刀具套筒上固定连接的传动箱、传动箱输出端连接的齿轮和圆盘形的切割刀以及传动箱输入端设置的切割电机；啮合机构包括与齿轮对应的齿条和用于设置齿条的安装杆；其中，安装杆水平设置在切割支架上；其中，切割支架设置在承载臂下方用于切断带采摘菠萝的茎秆。一种单侧夹持菠萝采摘装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.手持或机载承载臂从上向下将菠萝放置在活动板与固定板之间，驱动靠近电机将固定板与待采收的菠萝果实靠近并接触固定板与菠萝果体接触产生接触压力值，该接触压力值被压力传感器采集，并被控制组件采集，当该接触压力值超过第一阈值时，认为固定板与待采收的菠萝果实接触完毕；S2.此时，用于检测菠萝果实是否放置在活动板与固定板之间的光电传感器发送到位数据至控制组件；S3.在承载臂从上向下放置的过程中，S2步骤所述的用于确定菠萝果体是否在固定板与活动板之间的光电传感器持续被遮挡；控制组件采集用于检测菠萝果实的茎秆是否到位的数量为两个的水平布置的光电传感器的信号；当用于检测菠萝果实的茎秆是否到位的数量为两个的光电传感器均被遮挡，说明此时不到位，需要向下调整承载臂，使用于检测菠萝果实的茎秆是否到位的数量为两个的光电传感器中的一个不发生遮挡，此时说明承载臂到位；S4.在承载臂到位的情况下，控制组件控制夹紧电机工作，使活动板向固定板方向移动，形成夹持状态；S5.控制组件采集固定板上的压力传感器的数据，达到预设的第二阈值时，夹紧电机停止工作，完成夹持步骤；S6.控制组件发送信号至切割电机，使切割刀旋转的同时齿轮与齿条啮合，带动切割刀沿滑轨将菠萝果实的茎秆切断；S7.切割刀茎秆切断菠萝果实后，控制组件发送信号使夹紧电机复位，取下菠萝；S8.控制组件靠近电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单侧夹持菠萝采摘装置，包括承载臂（1）、在承载臂（1）上通过驱动组件（3）驱动的用于径向夹持菠萝果体并将其茎秆割断的夹持切割组件（2）以及设置在承载臂（1）和夹持切割组件（2）上的传感器组件（4）、用于采集传感器组件（4）信息并控制夹持切割组件（2）在承载臂（1）上滑动的控制组件（5）；其特征在于：夹持切割组件（2）包括水平设置的框体（201）、设置在框体（201）内的连接座（205）、设置在连接座（205）上的固定板（202）、设置在固定板（202）相对侧的活动板机构（203）；其中，固定板（202）用于人为控制径向接近待采摘菠萝果体；活动板机构（203）用于在固定板（202）不动的情况下径向夹紧菠萝果实。

【技术特征摘要】
1.一种单侧夹持菠萝采摘装置，包括承载臂（1）、在承载臂（1）上通过驱动组件（3）驱动的用于径向夹持菠萝果体并将其茎秆割断的夹持切割组件（2）以及设置在承载臂（1）和夹持切割组件（2）上的传感器组件（4）、用于采集传感器组件（4）信息并控制夹持切割组件（2）在承载臂（1）上滑动的控制组件（5）；其特征在于：夹持切割组件（2）包括水平设置的框体（201）、设置在框体（201）内的连接座（205）、设置在连接座（205）上的固定板（202）、设置在固定板（202）相对侧的活动板机构（203）；其中，固定板（202）用于人为控制径向接近待采摘菠萝果体；活动板机构（203）用于在固定板（202）不动的情况下径向夹紧菠萝果实。2.根据权利要求1所述的一种单侧夹持菠萝采摘装置，其特征在于：活动板机构（203）包括设置在框体（201）上的夹紧滑块（2031）、与夹紧滑块（2031）对应的夹紧丝杠（2032）、横梁（2033）、固定座（2034）、活动板（2035）以及夹紧电机（2036）；其中，滑块（2031）的内部设置有与丝杠（2032）对应的螺孔；夹紧电机（2036）通过电机座连接至框体（201）上且该夹紧电机（2036）电连接至控制组件（5）；活动板（2035）通过固定座（2034）设置在横梁（2033）上；其中，丝杠（2032）的一端通过联轴器连接夹紧电机（2036）另一端通过轴承连接至框体（201）的端部；其中，活动板（2035）与固定板（202）均为弧形板且开口端相对设置。3.根据权利要求2所述的一种单侧夹持菠萝采摘装置，其特征在于：活动板（2035）与固定座（2034）之间设置有第一弹簧组（203A）；该第一弹簧（203A）用于夹紧菠萝果实时，根据菠萝果实的形状调整活动板（2035）与固定座（2034）之间竖直方向的夹角；固定板（202）与框体（201）之间也设置有第二弹簧（203B）；该第二弹簧（203B）用于夹紧菠萝果实时，根据菠萝果实的形状调整固定板（202）与连接座（205）之间竖直方向的夹角。4.根据权利要求1所述的一种单侧夹持菠萝采摘装置，其特征在于：驱动组件（3）包括用于驱动框体（201）移动的设置在承载臂（1）上的靠近电机（301）、靠近电机（301）输出端连接的靠近螺杆（302）、设置在框体（201）上的用于与靠近螺杆（302）配合使用的靠近滑块（303）、设置在承载臂（1）端部的用于配合框体（201）在承载臂（1）上滑动的导轨（304）；其中，靠近电机（301）电连接至控制组件（5）；其中，靠近滑块（303）内部设置有与靠近螺杆（302）对应的螺孔。5.根据权利要求4所述的一种单侧夹持菠萝采摘装置，其特征在于：承载臂（1）为H型且该承载臂（1）的两竖直段的相对侧内部设置有方形的框体（201）；该承载臂（1）中同时与两竖直段连接的水平段上设置有靠近电机（301）；框体（201）靠近承载臂（1）中水平段的边上对应设置有靠近滑块（303）；该承载臂（1）与框体（201）接触的两竖直段的端部设置有导轨（304）且该导轨（304）为开口相对的C型导轨。6.根据权利要求5所述的一种单侧夹持菠萝采摘装置，其特征在于：框体（201）与承载臂（1）之间还设置有用于导向的导向组件（6）；其中，该导向组件（6）包括设置在框体（201）上的第一凸起（601）、第二凸起（602）以及导杆（603）；其中，第一凸起（601）和第二凸起（602）分列C型导轨的两侧并通过导杆（603）依次将第一凸起（601）、C型导轨以及第二凸起（602）连接至一起；其中，该C型导轨上设置有通过导杆（603）的孔。7.根据权利要求2所述的一种单侧夹持菠萝采摘装置，其特征在于：传感器组件（...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜新武，杨绪龙，陈雷，姬江涛，闫林西，王梓超，吴消同，李相杰，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41