一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器及其采摘方法技术

本发明专利技术提供了一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器及其采摘方法，属于农用机械领域。解决现有菠萝采摘机构存在工作效率低，无法适应不同尺寸菠萝实现采摘问题。它包括布置在悬挂架内的左侧采摘机构和右侧采摘机构，两个采摘机构之间形成夹持菠萝的空间，在采摘机构的底部设有间距调节器，两个采摘机构之间的距离通过间距调节器调节，两个采摘机构的结构相同，均包括罩壳、支撑固定板、驱动电机组、传动总成和夹持输送带总成，支撑固定板、驱动电机组、传动总成和夹持输送带总成均设置在罩壳内，支撑固定板立设在罩壳的中间位置，在罩壳的边角处设有若干支撑辊，在支撑辊上安装传动总成，夹持输送带总成套设在传动总成上。本发明专利技术适用于菠萝的采摘。菠萝的采摘。菠萝的采摘。

【技术实现步骤摘要】
一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器及其采摘方法


[0001]本专利技术创造属于农用机械领域，尤其是涉及一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器及其采摘方法。

技术介绍

[0002]菠萝作为著名的热带水果，深受大众的喜爱，种植面积逐年增加，但菠萝种植机械化程度较低，尤其是采收环节，目前菠萝的采摘主要以人工为主，只有部分地方能够使用到一些机械辅助设备，在整个采收作业期间内所需的人力成本，能够占据到菠萝生产利润的40～50％。在劳动力日益缺乏的情况下，菠萝农户希望能够通过机械化手段改变现状，实现菠萝的机械化采收，进而提高经济效益。
[0003]菠萝机械化采收需要解决的主要问题包括：首先菠萝属灌木类树种，母株生长的枝叶茂盛且韧性强，会遮挡住机械运动的空间，导致采摘作业困难；再者菠萝采摘时刚好处于果实成熟期，机械采摘多数属于暴力式采摘，容易对菠萝造成损伤；最后适宜菠萝的采摘周期较短，一旦错失最佳时期，菠萝将烂在田地里，对菠萝收成与产量造成严重的影响。
[0004]针对菠萝采收机目前已有多项相关专利，如公开号为CN110744570A、CN209120674U、CN108834548B公开的菠萝采收机，这些种形式的菠萝采收机采用对准摘取的方式(有的人工对准，有的采用视觉识别技术自动对准)，每次采摘菠萝只能摘取一个，平均工作效率为3
‑
5个/min，对于种植密度达到3000
‑
4000株/亩的菠萝地显然是不够的，并且对准过程速度慢，存在工作效率低的问题。
[0005]另一方面，公开号为CN210444896U、CN210610353U公开的菠萝采收机，均采用刀片切割的方式摘取菠萝，由于刀片相对地面的高度不变，而菠萝由于各自长势的不同造成菠萝生长高度不同，因此刀片无法对准菠萝茎基处进行准确切割，造成采收的菠萝部分有损伤或果实基部带有过多的茎秆，采摘精度低。公布号为CN108307795 A公开的一种跨越式菠萝采摘车可以通过升降机构调节采摘平台的高度，因此可以适应成行种植菠萝的不同高度，但采摘平台的高度不能实时调节，因此无法适应由于长势不同导致的菠萝个体高低差异。
[0006]综上所述，目前已经提出的菠萝采摘机构存在工作效率低，无法适应不同尺寸菠萝实现采摘等问题，难以实现菠萝的机械化采收。因此有必要设计一种全新的菠萝采摘器来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器，以解决现有菠萝采摘机构存在工作效率低，无法适应不同尺寸菠萝实现采摘问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0009]一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器，包括布置在悬挂架内的左侧采摘机构和右侧采摘机构，左右对称设置的两个采摘机构之间形成夹持菠萝的工作空间，在采摘机构的
底部设有间距调节器，两个采摘机构之间的距离通过间距调节器调节，两个采摘机构的结构相同，均包括罩壳、支撑固定板、驱动电机组、传动总成和夹持输送带总成，所述支撑固定板、驱动电机组、传动总成和夹持输送带总成均设置在罩壳内，支撑固定板立设在罩壳的中间位置，在罩壳的边角处设有若干支撑辊，在支撑辊上安装传动总成，夹持输送带总成套设在传动总成上；
[0010]所述夹持输送带总成包括低速菠萝夹持同步带、高速菠萝夹持同步带和茎秆夹持同步带，茎秆夹持同步带位于最下方，低速菠萝夹持同步带位于高速菠萝夹持同步带的上方，驱动电机组安装在支撑固定板的一侧，在支撑固定板的另一侧铰接若干组输送带支撑机构，且每组输送带支撑机构分别支撑低速菠萝夹持同步带、高速菠萝夹持同步带和茎秆夹持同步带，两个采摘机构的罩壳的相靠近的一侧为开放区域形成夹持菠萝的工作区间；
[0011]通过驱动电机组带动传动总成运动从而带动低速菠萝夹持同步带、高速菠萝夹持同步带和茎秆夹持同步带运动，低速菠萝夹持同步带和茎秆夹持同步带运动用于夹持待采摘菠萝和菠萝茎秆，高速菠萝夹持同步带用于采摘待采摘菠萝。
[0012]更进一步的，所述传动总成包括一个低速主动同步带轮、一个高速主动同步带轮、一个茎秆主动同步带轮、若干低速从动同步带轮、若干高速从动同步带轮和若干茎秆从动同步带轮，低速菠萝夹持同步带套设在一个低速主动同步带轮和若干低速同步带轮上，高速菠萝夹持同步带套设在一个高速主动同步带轮和若干高速同步带轮上，茎秆夹持同步带套设在一个茎秆主动同步带轮和若干茎秆同步带轮上，低速菠萝夹持同步带和高速菠萝夹持同步带上下正对布置，位于罩壳的开放区域部分的茎秆夹持同步带伸出罩壳设置。
[0013]更进一步的，低速主动同步带轮、高速主动同步带轮和茎秆主动同步带轮设置在支撑固定架的一侧的边角处，在支撑固定架的另一侧的所有边角处设置从动同步带轮，且低速主动同步带轮和茎秆主动同步带轮设置在同一个边角处，高速主动同步带轮设置在另一个边角处。
[0014]更进一步的，所述驱动电机组包括低速电机、高速电机和茎秆夹持电机，所述低速电机和茎秆夹持电机上下布置，所述高速电机设置在低速电机的一侧，三个电机均固定在支撑固定架上，三个电机各通过一个带传动机构与对应的主动同步带轮连接。
[0015]更进一步的，所述输送带支撑机构包括支撑架、拉力弹簧和支撑同步带轮，所述支撑架包括一体设置的U型安装座和支撑杆，所述支撑杆的一端固定在U型安装座的底端，另一端铰接在支撑固定板上，支撑同步带轮安装在U型安装座上，所述拉力弹簧的一端固定在支撑固定板上，另一端安装在支撑杆上。
[0016]更进一步的，在每个采摘机构的底部设置一个间距调节器，所述间距调节器包括滑轨、滑块和间距调节丝杠，滑轨固定在悬挂架的底部，间距调节丝杠安装在悬挂架上，滑块固定在采摘机构的底部，间距调节丝杠与滑块螺纹连接，滑块与滑轨滑动连接，在间距调节丝杠的安装在悬挂架上的一端安装调节手轮。
[0017]更进一步的，所述低速菠萝夹持同步带、高速菠萝夹持同步带和茎秆夹持同步带内侧设有若干与同步带轮啮合的齿。
[0018]更进一步的，在支撑固定板上安装电源和电机转速调节器。
[0019]更进一步的，在两个采摘机构的前端安装扶禾器。
[0020]本专利技术创造的另一目的在于提出一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器的采摘方
法，具体包括以下步骤：
[0021]菠萝采摘时，接通电源，启动各电机，通过电机转速调节器分别调节每个电机转速，使低速菠萝夹持同步带和茎秆夹持同步带的线速度与差速夹持式菠萝采摘器行进速度相同，调节高速菠萝夹持同步带的线速度保持在低速菠萝夹持同步带线速度的1.1
‑
1.2倍；
[0022]菠萝采摘器安装在承载装备前端，在承载装备的带动下向前行驶，菠萝在扶禾器的作用下保持直立状态喂入到采摘器中，由于同步带受到支撑同步带轮向外的支撑力，使得同步带有效的夹持住菠萝果实和茎秆；同时设置高速菠萝夹持同步带相对速度高于低速菠萝夹持同步带，因此菠萝下端在受到同步带挤压力的同时，还受到与菠萝前进方向相同的摩擦力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器，其特征在于：包括布置在悬挂架(18)内的左侧采摘机构(16)和右侧采摘机构(17)，左右对称设置的两个采摘机构之间形成夹持菠萝的工作空间，在采摘机构的底部设有间距调节器，两个采摘机构之间的距离通过间距调节器调节，两个采摘机构的结构相同，均包括罩壳(6)、支撑固定板(10)、驱动电机组、传动总成和夹持输送带总成，所述支撑固定板(10)、驱动电机组、传动总成和夹持输送带总成均设置在罩壳(6)内，支撑固定板(10)立设在罩壳(6)的中间位置，在罩壳(6)的边角处设有若干支撑辊(5)，在支撑辊(5)上安装传动总成，夹持输送带总成套设在传动总成上；所述夹持输送带总成包括低速菠萝夹持同步带(2)、高速菠萝夹持同步带(3)和茎秆夹持同步带(9)，茎秆夹持同步带(9)位于最下方，低速菠萝夹持同步带(2)位于高速菠萝夹持同步带(3)的上方，驱动电机组安装在支撑固定板(10)的一侧，在支撑固定板(10)的另一侧铰接若干组输送带支撑机构，且每组输送带支撑机构分别支撑低速菠萝夹持同步带(2)、高速菠萝夹持同步带(3)和茎秆夹持同步带(9)，两个采摘机构的罩壳(6)相靠近的一侧为开放区域形成夹持菠萝的工作区间(25)；通过驱动电机组带动传动总成运动从而带动低速菠萝夹持同步带(2)、高速菠萝夹持同步带(3)和茎秆夹持同步带(9)运动，低速菠萝夹持同步带(2)和茎秆夹持同步带(9)运动用于夹持待采摘菠萝和菠萝茎秆，高速菠萝夹持同步带(3)用于采摘待采摘菠萝。2.根据权利要求1所述的一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器，其特征在于：所述传动总成包括一个低速主动同步带轮(22)、一个高速主动同步带轮(23)、一个茎秆主动同步带轮(24)、若干低速从动同步带轮、若干高速从动同步带轮和若干茎秆从动同步带轮，低速菠萝夹持同步带(2)套设在一个低速主动同步带轮(22)和若干低速同步带轮上，高速菠萝夹持同步带(3)套设在一个高速主动同步带轮(23)和若干高速同步带轮上，茎秆夹持同步带(9)套设在一个茎秆主动同步带轮(24)和若干茎秆同步带轮上；低速菠萝夹持同步带(2)和高速菠萝夹持同步带(3)上下正对布置，位于罩壳(6)的开放区域部分的茎秆夹持同步带(9)伸出罩壳(6)设置。3.根据权利要求2所述的一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器，其特征在于：低速主动同步带轮(22)、高速主动同步带轮(23)和茎秆主动同步带轮(24)设置在支撑固定架的一侧的边角处，在支撑固定架的另一侧的所有边角处设置从动同步带轮，且低速主动同步带轮(22)和茎秆主动同步带轮(24)设置在同一个边角处，高速主动同步带轮(23)设置在另一个边角处。4.根据权利要求2所述的一种差速皮带夹持式仿生菠萝采摘器，其特征在于：所述驱动电机组包括低速电机(19)、高速电机(20)和茎秆夹持电机(21)，所述低速电机(19)和茎秆夹...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海亮，刘馨语，邹华芬，孙海天，王宏轩，于珍珍，史健伟，陈志轩，孙鹏，
申请(专利权)人：中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，
类型：发明
国别省市：