本发明专利技术公开了一种椰子采摘装置及方法，由支撑架、爬行轮、夹持机构和变形机器臂组成；支撑架搭载由主控模块，视觉识别模块及多个传感器组成的控制系统，与爬行轮、夹持机构和变形机器臂连接，实现移动和采摘两种功能。所述移动功能由两组轴向排布和一组环形放置的爬行轮完成，实现整体的爬升及圆周方向的定位，其中每个爬行轮均可实现变向。所述夹持机构将装置固定在树干上，用于爬行轮变向，并提供支撑力。所述变形机械臂由原先纵向轮组的支撑杆展开并伸出而成，上方爬行轮压紧椰子，带动椰子旋转使根部受扭断裂从而落下，实现采摘功能。本装置结构简单，可代替人工采摘，方便快捷。方便快捷。方便快捷。
【技术实现步骤摘要】
一种椰子采摘装置及方法
[0001]本专利技术涉及果实采摘设备领域，尤其涉及一种椰子采摘装置及方法。
技术介绍
[0002]椰子作为一种热带水果，是海南热带农业的主要产品，具有较高的经济价值。目前椰子的种植和加工已向机械化作业发展，而采摘还处在人工作业的落后状态。对于一些椰子出口国来说，因机械化程度较低，目前仍在使用传统人工采摘方式或驯养猴子以助采摘，导致椰子的采摘工作存在采摘效率低，劳动强度大，作业人员安全得不到保障，耗费人力物力等问题。现有的椰子采摘机器存在爬升效率低，定位不准确；剪切刀具路径受阻，易磨损维护成本高等有待改进的地方。本专利技术针对采摘效率，剪切方式的问题，提出了一种全新的，通过轮子旋转代替剪刀的解决方案。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种爬升效率高，摘取工具不易磨损、定位精准、成本低廉结构轻便的椰子采摘装置及方法。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出一种一轮两用式爬升采摘方式，并采用此种采摘方式提出了一种椰子采摘装置和方法。
[0005]取代以往使用交替抱紧的爬升方式，以及利用刀具裁剪的采摘方式。提出一种通过交错分布的轮组垂直爬升，夹持机构和爬行轮变向协同定位，变形机械臂伸出压紧，爬行轮带动椰子旋转使根部扭断下落，从而实现椰子采摘的装置及方法。所述通过以下技术方案实现：
[0006]一种椰子采摘装置，其特征在于，包括支撑架(1)、爬行轮(2)、夹持机构(3)和变形机械臂(4)，所述支撑架(1)设有控制系统(5)包括主控模块，视觉识别模块及多个传感器，所述支撑架(1)与夹持机构(3)和变形机械臂(4)连接；多个爬行轮(2)交错固定安装在支撑架(1)和变形机械臂(4)上，与椰子树树干接触。
[0007]进一步的，支撑架(1)整体成多边形环形结构，其中一边设有安装孔(11)和限位挡板(12)，所述安装孔(11)与变形机械臂(4)中的连接主轴(41)配合，所述限位挡板(12)作用于变形机械臂(4)中的滑套(42)约束其活动范围；所述边的对侧顶角两临边为活动板(13)，所述活动板(13)中间为圆柱形腔体，与爬行轮(2)中的外保护壳(21)固定连接。所述活动板(13)一侧通过活动板固定销(14)与支撑架(1)主体连接，另一侧连接支撑架电推杆(15)，通过电推杆驱动实现开合，并控制两爬行轮(2)压紧树干；所述支撑架两侧对称分布上下连接孔(16)与夹持机构固定销(31)配合。
[0008]所述爬行轮(2)中外保护壳(21)为圆柱腔体，其中关于轴线偏置固定一转向电机(22)，所述转向电机带动小齿轮(23)转动，带动与其啮合的大齿轮(24)转动，进而带动与大齿轮(24)配合的机架(25)转动，从而改变车轮(26)的方向；所述机架(25)上关于轴线对称安装轮组摆臂(27)连接电机固定座(28)其中一侧固定安装轮上电机(29)通过法兰联轴器
驱动车轮(26)转动；所述轮组摆臂(27)上连接避震弹簧块(210)，所述避震弹簧块(210)另一端固定在机架(25)上。
[0009]夹持机构(3)包括夹持连杆(32)，通过与夹持连杆(32)配合的夹持机构固定销(31)与支撑架(1)连接，所述夹持连杆(32)呈V型，远离支撑架(1)一端通过楔形块固定销(33)与楔形块(34)连接，靠近支撑架(1)一端通过夹持电机(35)将夹持连杆(32)两两连接，并驱动夹持机构(3)抱紧树干，所述楔形块(34)前后表面均为弧形，能够较好的贴合树干。
[0010]变形机械臂(4)包括滑套(42)，滑套(42)同时与连接主轴(41)和下摆臂(44)配合将变形机械臂(4)整体连接在支撑架(1)上，所述限位挡板(12)作用于滑套(42)，所述下摆臂(44)的上方与上摆臂(43)通过机械臂固定销(48)连接，外侧通过两圆柱形滑轨与滑套(42)连接，内侧铰接机械臂电推杆(47)，下方固定安装两爬行轮(2)，所述爬行轮(2)成并排分布，且车轮(26)外沿与树干轮廓相切；所述上摆臂(43)呈直角三角形桁架结构，内侧铰接机械臂电推杆(47)，上方固定安装旋转电机(45)，带动旋转轮架(46)转动，所述旋转轮架(46)固定安装两爬行轮(2)，所述爬行轮(2)成并排分布，且在轮组朝向树干轴线方向时车轮(26)外沿与树干轮廓相切。
[0011]进行椰子采摘方法，变形机械臂(4)在从爬行状态切换至采摘状态时，机械臂电推杆(47)伸长，由于支撑架上的限位挡板(12)的作用，上摆臂(43)持续上翻，依靠重力的作用将下方爬行轮(2)紧压在树干上，采摘依靠爬行轮(2)压紧椰子，带动椰子旋转使根部受扭断裂从而落下。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0013]装置主体由支撑架、爬行轮、夹持机构和变形机器臂组成，所述支撑架搭载由主控模块，视觉识别模块及多个传感器组成的控制系统，与爬行轮、夹持机构和变形机器臂连接，实现移动和采摘两种功能。所述移动功能由两组轴向排布和一组环形放置的爬行轮完成，实现整体的爬升及圆周方向的定位，其中每个爬行轮均可实现变向；所述夹持机构将装置固定在树干上，用于爬行轮变向，并提供支撑力，所述变形机械臂由原先纵向轮组的支撑杆展开并伸出而成，上方爬行轮压紧椰子，带动椰子旋转使根部受扭断裂从而落下，实现采摘功能，本装置结构简单，可代替人工采摘，方便快捷。
[0014]进一步的，支撑架呈多边形，包括两活动板，工作前将装置套在树干上，关闭两活动挡板，锁定电推杆即可工作，使用方便，安装快捷。
[0015]进一步的，爬行轮内含有方向调节齿轮，可灵活改变运动走向，精准定位，同时，车轮连接的轮组摆臂和避震弹簧块可实现爬行轮对于不规则表面的自适应，减少实际工作时造成的冲击损耗，防止卡死，延长使用寿命。
[0016]进一步的，变形机械臂在爬行状态切换至采摘状态时，机械臂电推杆伸长，由于支撑架上限位挡板的作用，上摆臂持续上翻，依靠重心的作用将下方爬行轮紧压在树干上，减少了驱动数量，使装置轻便。
[0017]进一步的，采摘方式依靠爬行轮压紧椰子，带动椰子旋转使根部受扭断裂从而落下，避免了通过刀具采摘造成的损耗，降低成本。
附图说明
[0018]图1为椰子采摘装置的整体结构图
[0019]图2为支撑架结构图
[0020]图3为爬行轮结构图
[0021]图4为夹紧机构结构图
[0022]图5为变形机械臂结构图
[0023]图6为爬行状态示意图
[0024]图7为采摘状态示意图
[0025]图中：
[0026]1、支撑架；2、爬行轮；3、夹持机构；4、变形机械臂；5、控制系统；6、树干；7、椰子；11、安装孔；12、限位挡板；13、活动板；14、活动板固定销；15、支撑架电推杆；16、连接孔；21、外保护壳；22、转向电机；23、小齿轮；24、大齿轮；25、机架；26、车轮；27、轮组摆臂；28、电机固定座；29、轮上电机；210、弹簧块；31、夹持机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种椰子采摘装置，其特征在于，包括支撑架(1)、爬行轮(2)、夹持机构(3)和变形机械臂(4)，所述支撑架(1)设有控制系统(5)包括主控模块，视觉识别模块及多个传感器，所述支撑架(1)与夹持机构(3)和变形机械臂(4)连接；多个爬行轮(2)交错固定安装在支撑架(1)和变形机械臂(4)上，与椰子树树干接触。2.根据权利要求1所述的一种椰子采摘装置，其特征在于，支撑架(1)整体为多边形环形结构，其中一边设有安装孔(11)和限位挡板(12)；所述安装孔(11)与变形机械臂(4)中的连接主轴(41)配合，所述限位挡板(12)作用于变形机械臂(4)中的滑套(42)约束其活动范围；所述支撑架(1)的对侧顶角两临边为活动板(13)，所述活动板(13)中间为圆柱形腔体，与爬行轮(2)中的外保护壳(21)固定连接；所述活动板(13)一侧通过活动板固定销(14)与支撑架(1)主体连接，另一侧连接支撑架电推杆(15)，通过电推杆驱动实现开合，并控制两爬行轮(2)压紧树干；所述支撑架两侧对称分布上下连接孔(16)与夹持机构固定销(31)配合。3.根据权利要求1所述的一种椰子采摘装置，其特征在于，爬行轮(2)中外保护壳(21)为圆柱腔体，其中关于轴线偏置固定一转向电机(22)，所述转向电机带动小齿轮(23)转动，带动与其啮合的大齿轮(24)转动，进而带动与大齿轮(24)配合的机架(25)转动，从而改变车轮(26)的方向；所述机架(25)上关于轴线对称安装轮组摆臂(27)连接电机固定座(28)其中一侧固定安装轮上电机(29)通过法兰联轴器驱动车轮(26)转动；所述轮组摆臂(27)上连接避震弹簧块(210)，所述避震弹簧块(210)另一端固定在机架(25)上。4...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵永胜，金一丹，王雨晨，孙义彭，王建华，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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