一种棕榈科果园作业装置及系统制造方法及图纸

本公开提供一种棕榈科果园作业装置及系统，涉及果园作业设备领域，包括剪切机构和多自由度机械臂，剪切机构包括弧形动刀、驱动机构和连接机械臂的弧形定刀，定刀的内凹侧和动刀的外凸侧相对设置，驱动机构连接动刀并驱动其运动，从而改变其与定刀的间距实现剪切动作；通过多自由度机械臂带动剪切结构调整刀具的位置，并且，刀具采用弧形定刀配合弧形动刀形成的剪切结构，限制待剪切位置的移动，从一侧作为剪切空间入口，方便对应竖向分布的枝叶和果实，避免剪切过程中的滑动，从而提高剪切效率。

【技术实现步骤摘要】
一种棕榈科果园作业装置及系统
本公开涉及果园作业设备领域，特别涉及一种棕榈科果园作业装置及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。棕榈科果树是热带重要经济作物，像椰枣、椰子、油棕果其果实生长在树干的顶部、枝叶的分蘖处，其主产区主要集中在中东和北部非洲地区，由于其树干高大及果实位置的特殊性，难以配以专业的养护和采收机械，因此，传统的养护和采收作业依靠于人力进行，常常看到采收和养护人员在十几米到二十几米的树上,上下攀爬进行作业，在作业过程中，由于人力所能承载的负重有限，单次作业量有限，养护和采收效率低下，人力资源占用量大，且人工高空作业危险性大，严重制约生产效率、生产效益及生产规模发展。专利技术人发现，目前也有部分辅助采收和养护的机械设备，但是其多采用类似起重机的升降平台,人站在平台上被送到空中进行剪枝、采摘作业，但是其并没有从根本上解决人力资源占用量大、采收和养护条件差的问题，其仍需要依赖于人工的养护和采收，劳动强度大且高空作业危险性大；对于棕榈科果树的枝叶修剪及采摘工作而言，并没有专业的设备来代替人工来进行；并且，由于棕榈科果树枝叶往往呈竖向生长、果实也是垂在靠近树干的位置，传统的刀具剪切采收方式难以调整至所需位置，容易与枝叶、树干发生干涉，刀具调整时间较长导致工作效率较低，难以满足现有需求。
技术实现思路
本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种棕榈科果园作业装置及系统，通过多自由度机械臂带动剪切结构调整刀具的位置，并且，刀具采用弧形定刀配合弧形动刀形成的剪切结构，限制待剪切位置的移动，从一侧作为剪切空间入口，方便对应竖向分布的枝叶和果实，避免剪切过程中的滑动，从而提高剪切效率。本公开的第一目的是提供一种棕榈科果园作业装置，采用以下技术方案：包括剪切机构和多自由度机械臂，剪切机构包括弧形动刀、驱动机构和连接机械臂的弧形定刀，定刀的内凹侧和动刀的外凸侧相对设置，驱动机构连接动刀并驱动其运动，从而改变其与定刀的间距实现剪切动作。进一步地，所述机械臂上安装有对应剪切机构的集果箱，集果箱包括口袋和配合口袋开口处的支撑架，支撑架铰接机械臂上，用于通过转动改变开口的朝向。进一步地，所述集果箱有两个，分别铰接在机械臂的两侧，两集果箱对应的两支撑架共同配合连动机构，连动机构用于同步带动支撑架支起口袋承接或下垂口袋收纳。进一步地，所述剪切机构通过刀架安装在机械臂末端，机械臂通过刀架带动剪切机构做多自由度运动。进一步地，所述定刀一端安装在刀架上，另一端为自由端，驱动机构输出端连接动刀，所述动刀的刃部朝向定刀。进一步地，所述动刀一端通过滑动副安装在刀架上，另一端为自由端，定刀、动刀配合支架形成一侧开口的F形剪切结构，动刀用于在驱动机构和滑动副的作用下做往复运动。进一步地，所述机械臂包括依次铰接的多个节段，机械臂一端连接剪切机构，另一端连接有底座，用于通过底座与外部设备连接。本公开的第二目的是提供一种棕榈科果园作业系统，采用以下技术方案：包括移动平台和如上所述的棕榈科果园作业装置，所述棕榈科果园作业装置安装在移动平台上。进一步地，还包括电控装置，所述电控装置与机械臂的驱动元件、驱动机构分别电联，电控装置通过无线模块与终端通信。进一步地，所述机械臂通过举升装置安装在移动平台上，举升装置通过动作改变机械臂与移动平台的相对位置。与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：(1)实现了集棕榈科果树剪枝、果穗采收于一体的多用途复合作业，大大提高了劳动生产率，将果农从高危繁重的人力爬树作业模式中解放出来；(2)实现果穗剪切与集果箱有机配合从而能够实现切断果柄的果穗准确落入集果箱的目的；(3)采用弧形的定刀配合弧形的动刀形成剪切结构，利用弧形的内凹处实现对树枝、果柄位置的约束，减少待剪切物活动脱离剪切位置；通过弧形内凹处配合弧形的外凸处形成剪切作用，使动刀的刀刃逐渐对待剪切物进行剪切的同时，限制待剪切位置的移动，从一侧作为剪切空间入口，方便对应竖向分布的枝叶和果实，减少剪切过程中待剪切物的滑动，从而提高剪切效率；(4)采用集果箱对应剪切机构的布置，在剪切机构进行剪枝工作时，转动支撑架使口袋下垂进行收纳，避免集果箱对剪枝动作的干涉，在剪切机构进行采收工作时，转动支撑架撑起口袋，使袋口朝向剪切机构，从而从下方承接收集果穗，实现采收工作；通过切换集果箱的位置，能够配合剪切机构的工作进行状态切换，在提高采收效率的同时，避免了对剪枝工作的干涉。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是本公开实施例1、2中棕榈科果园作业装置的主视图；图2为本公开实施例1、2中棕榈科果园作业装置的左视图；图3为本公开实施例1、2中棕榈科果园作业装置的后视图；图4为本公开实施例1、2中棕榈科果园作业装置的俯视图；图5为本公开实施例1、2中棕榈科果园作业装置的轴侧图；图6为本公开实施例2中电控装置的电控原理示意图；图7为本公开实施例2中电控装置的接收器的示意图。图中：1-底座，2-摆臂，3-回转座，4-回转座支架，5-集果箱，6-电控箱，7-定刀，8-动刀，9-回转限位器，10-连动机构，11-摆臂限位器，12-回转电机，13-摆臂电机，14-齿轮传动机构，15-驱动油缸，16-连动油缸，501-支撑架，502-口袋。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。正如
技术介绍
中所介绍的，现有技术中由于棕榈科果树枝叶往往呈竖向生长、果实也是垂在靠近树干的位置，传统的刀具剪切采收方式难以调整至所需位置，容易与枝叶、树干发生干涉，刀具调整时间较长导致工作效率较低，难以满足现有需求；针对上述问题，本公开提出了一种棕榈科果园作业装置及系统。实施例1本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种棕榈科果园作业装置。主要包括机械臂、剪切机构和集果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种棕榈科果园作业装置，其特征在于，包括剪切机构和多自由度机械臂，剪切机构包括弧形动刀、驱动机构和连接机械臂的弧形定刀，定刀的内凹侧和动刀的外凸侧相对设置，驱动机构连接动刀并驱动其运动，从而改变其与定刀的间距实现剪切动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种棕榈科果园作业装置，其特征在于，包括剪切机构和多自由度机械臂，剪切机构包括弧形动刀、驱动机构和连接机械臂的弧形定刀，定刀的内凹侧和动刀的外凸侧相对设置，驱动机构连接动刀并驱动其运动，从而改变其与定刀的间距实现剪切动作。


2.如权利要求1所述的棕榈科果园作业装置，其特征在于，所述机械臂上安装有对应剪切机构的集果箱，集果箱包括口袋和配合口袋开口处的支撑架，支撑架铰接机械臂上，用于通过转动改变开口的朝向。


3.如权利要求2所述的棕榈科果园作业装置，其特征在于，所述集果箱有两个，分别铰接在机械臂的两侧，两集果箱对应的两支撑架共同配合连动机构，连动机构用于同步带动支撑架支起口袋承接或下垂口袋收纳。


4.如权利要求1所述的棕榈科果园作业装置，其特征在于，所述剪切机构通过刀架安装在机械臂末端，机械臂通过刀架带动剪切机构做多自由度运动。


5.如权利要求4所述的棕榈科果园作业装置，其特征在于，所述定刀一端安装在刀架上，另一端为自由端，驱动机构输出端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东岳，仪垂良，张立峰，马晓君，张军强，孙翔鸿，高强，马天行，
申请(专利权)人：山东省农业机械科学研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37