本发明涉及一种滚轮人工助力非接触式机械手杏采摘器，属于农业机械技术领域。
背景技术：
杏是一种半浆果，果肉多汁，外表皮碰伤和摔伤后表面氧化变黑，采摘时尽量避免损伤外表皮，国内外的杏采摘由多种方式，第一种方式是人工用手直接抓取杏，杏与果柄分离，每次抓取1-3个杏，采摘效率低，劳动强度大，第二方式是梳齿式，采摘时杏位于采摘梳的两梳齿之间，采摘梳的梳齿与杏面面接触，梳齿与杏表面产生相互挤压力，且杏在梳齿表面运动，损伤杏表面，损伤的杏表面氧化变黑，影响采摘质量和杏的商品品质，第三方式是气吸震动式，高强度气流作用于果树之上，气流使果树摇动，果实通过自身的重量以及空气的冲击下落，在下落过程中，产生加速度，落地时相互碰撞，损伤外表皮，第四方式是摇震式，通过偏心四杆机构的往复运动与果实刚性连接，强行使杏脱落，第五方式是震动敲击式，是一种破坏性的采摘，对杏树损伤严重，影响数木下一年的生长和产量，偏心块摇震采摘，是震动敲击式的一种变形。
技术实现要素：
一种滚轮人工助力非接触式机械手杏采摘器，适合于浆果采摘，包括手柄、支撑杆、弹簧、采摘器和收集袋，手柄上设有弹簧、支撑杆和采摘器，支撑杆与手柄铰接，切刀尖端呈内凹的弧形刀，切刀在杏枝条的外表面运动，切断杏的果柄和枝条上针刺，切刀的切割角度通过螺栓调整，杏的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿杏枝条表面的直线平行方向运动，但切刀的切割角度不变，只能通过切刀的刀刃将杏的果柄切断，对杏果的表面无挤压作用力。
其技术方案为：一种滚轮人工助力非接触式机械手杏采摘器，包括手柄、支撑杆、弹簧、采摘器和收集袋，在手柄上固定安装弹簧、支撑杆和采摘器，支撑杆安装在手柄上，且与手柄铰接，采摘器由滚轮、伸缩杆、弹簧、切刀和收集袋组成，弹簧为压簧，伸缩杆一端与滚轮联接，另一端贯穿弹簧和手柄上设置的通孔并与手柄联接，切刀通过螺栓与伸缩杆联接，三角状切刀的刀尖呈u形状，松开螺栓，转动切刀，使切刀与杏枝条的外表面呈0～30°的夹角，在滚轮的外圆面上设有u形的凹槽，收集袋一端固定在支撑杆上，另一端固定在三角状切刀的呈u形状端，收集袋内壁上设有柔性材料，田间作业时，一只手握住要采摘的杏枝条，另一只手对采摘器的手柄施加压力，手柄克服弹簧的压力绕支撑杆上的铰接点转动，带动滚轮和切刀张开，将滚轮置于杏的枝条上，杏枝条的部分嵌入滚轮的凹槽内，滚轮在杏枝条上滚动，当杏的枝条直径变化时，枝条对滚轮施加作用力，弹簧发生伸缩，进而带动切刀运动，切刀的采摘角度不变，与杏非接触，只与杏的果柄和杏枝条表面接触，解除对手柄的施加压力，弹簧的作用力将滚轮固定在杏枝条上，对手柄施加前进方向的力，滚轮在杏枝条上转动，带动切刀运动，切刀将杏的果柄切断，落入收集袋中回收，经过风力清选将杂质去掉。
所述的一种滚轮人工助力非接触式机械手杏采摘器，滚轮和切刀成对设置，滚轮可错位设置，不在同一条铅垂线上排列。
专利2014104860098、论文《杏震动采收关键因素研究与实验分析》，采摘时杏位于采摘梳的两梳齿之间，采摘梳的梳齿与杏面面接触，梳齿与杏表面产生相互挤压力，且杏在梳齿表面运动，损伤杏表面，损伤的杏表面氧化变黑，影响采摘质量和杏的商品品质，其次，杏果柄的抗拉力远远大于杏的抗拉力，杏果柄从杏上脱落过程中，会对杏产生撕拉力，导致杏与杏果柄连接处的果肉脱落，因杏是浆果，杏果实中浆液流失，果肉收缩，失去光泽，重量减轻，最理想的采摘是果柄部分留在杏的果实上，而一种滚轮人工助力非接触式机械手杏采摘器，能够实现变径采摘，切刀在杏枝条的外表面运动，切断杏的果柄，果柄绝大部分留在果实上，杏果实不与切刀接触，两者之间无相对运动，对杏表面无损伤，且果柄部分留在杏上，现有的采摘技术无法实现，杏的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿杏枝条表面的直线平行方向运动，但切刀的切割角度不变，只能通过切刀的尖端的刀刃将杏的果柄切断，对杏果的表面无挤压作用力，在杏枝条上的一种滚动非接触式采摘，结构不同，原理上不同，滚轮和切刀也可采用单个设置，也可以两个组合在一起使用，灵活方便，另外，机械采摘精确定位难度较大，人工采摘效率低，本申请采摘刀沿枝条表面平行运动，将果柄切断，滚轮在枝条上运动，实现变径采摘，其它形式的梳摘、柔性采摘、夹持采摘，均对杏的表面施加挤压力，产生相对运动，只能在一个平面上采摘，而气吸式采摘，气流不能进入簇拥丛生的果实之间、即使气流量加大，气吸式根本无法实现采摘，气流难以将杏从坚韧的果柄上脱离，气流式决定着杏的采摘不能实现，夹持式采摘，用手高举采摘杆，杆的重心位于中上部，手长时间高举采摘杆产生抖动，视线出现偏差，定位不准确，采摘效率低，杏在枝条生长角度各不相同，通过旋转夹持，动态的旋转指去夹持静态且角度不同和不同形状的的杏，难以顺利夹持，手举式电动剪刀，使杏果柄位于两个剪刀之间，杏的果实丛生，每一个生长的角度不同，每次只能剪切一个，存在精准定位技术问题，劳动强度大，气吸震动式，高强度气流作用于果树之上，气流使果树摇动，果实通过自身的重量以及空气的冲击下落，在下落过程中，产生加速度，落地时相互碰撞，损伤外表皮，摇震式，通过偏心四杆机构的往复运动与果实刚性连接，强行使杏脱落，震动敲击式，是一种破坏性的采摘，对杏树损伤严重，影响数木下一年的生长和产量，偏心块摇震采摘，是震动敲击式的一种变形，而本申请在向前运动的同时，滚轮也同时能实现在枝条上旋转，所有的杏都生长在枝条上，不管是侧枝还是侧枝上的，由果柄与枝条联接，实现360度切刀的旋转采摘，由于杏在枝条的生长角度不一致，机器人的手指在采摘方面无论如何也代替不了人，机器人的手指是由金属材料制成的多关节机构，没有形象思维，只是执行机械动作，而果实的采摘没有规律的，不可能沿规定的程序执行，而人是有思维和感知的动物，杏的生长年限不同，其果柄的抗拉强度不相同，机器人采摘无法辨别杏树生长年龄，杏的生长位置，机器手与杏总会表面接触，产生夹持力，夹持部位不同，出现滑移，夹持不紧，这一点不容置疑，人工采摘可以用剪刀剪断杏的果柄，不直接与杏果实的表面接触，采摘效率低，单个采摘，杏在枝条上的生长没有规律可循，不可能生长同一个平面上，高低错落不一，杏在枝条上的生长位置不同，每个果穗的杏数量不同，且簇拥成穗，导致每个果穗的杏生长不在同一个平面上，即使实施机械修剪，机械采摘也难以实现，机械采摘无非采用剪刀或旋转刀直接切断杏的枝条，机械采摘只能沿同一个平面采摘，机器人目前做不到，而本申请恰恰利用这一点，通过滚轮在枝条滚动，直接剪断果柄，非接触机械手一次实现多个果穗的采摘，即两个以上的果穗采摘，对称的切刀，切刀与杏果实表面无接触，滚轮具有浮动仿形功能，变径采摘，克服了对杏的挤压现象，机器人目前做不到，现有的技术方案与本申请的技术方案原理上、结构上不同，细节决定技术方案的成败。
本发明具有以下优点。
1、体积小、重量轻，既适应于主干采摘，也适应于侧枝侧枝，操作方便。
2、采摘速度快，效率高，切刀沿杏枝条的表面运动，切断杏的果柄，切刀尖端呈u形状，滚轮具有浮动仿形功能，实现变径运动，切刀倾斜设置，切刀切断杏的果柄，对杏果不产生挤压作用。
附图说明
图1是本发明实施例的采摘器的结构示意图。
其中图中1、手柄2、杏枝条3、支撑杆4、伸缩杆5、弹簧6、滚轮7、切刀8、螺栓。
具体实施方式
实施例1。
一种滚轮人工助力非接触式机械手杏采摘器，包括手柄1、支撑杆3、弹簧5、采摘器和收集袋，在手柄1上固定安装弹簧5、支撑杆3和采摘器，支撑杆3安装在手柄1上，且与手柄1铰接，采摘器由滚轮6、伸缩杆4、弹簧5和切刀7和收集袋组成，弹簧5为压簧，伸缩杆4一端与滚轮6联接，另一端贯穿弹簧5和手柄1上设置的通孔并与手柄1联接，切刀7通过螺栓8与伸缩杆4联接，切刀7的刀尖呈u形状，松开螺栓8，转动切刀7，使切刀7与杏枝条2的外表面呈5°的夹角，在滚轮6的外圆面上设有u形的凹槽，收集袋呈长条形，收集袋一端固定在支撑杆上，另一端固定在三角状切刀的呈u形状端，收集袋内壁上设有柔性材料，田间作业时，一只手握住要采摘的杏枝条2，另一只手对采摘器的手柄1施加压力，手柄1克服弹簧5的压力绕支撑杆3上的铰接点转动，带动滚轮6和切刀7张开，将滚轮6置于杏的枝条上，杏枝条2的部分嵌入滚轮6的凹槽内，滚轮6在杏枝条2上滚动，当杏的枝条直径变化时，对滚轮6施加作用力，滚轮6具有浮动仿形功能，压缩弹簧5，进而带动切刀7运动，切刀7的采摘角度不变，滚轮6和切刀7成对设置，解除对手柄1的施加压力，弹簧5的作用力将滚轮6固定在杏枝条2上，对手柄1施加前进方向的力，滚轮6在杏枝条2上转动，带动切刀7运动，切刀7将杏的果柄切断，同时，切刀7将杏枝条上的切断，杏落入收集袋中，一个杏枝条采摘完成后，对手柄1施加压力，手柄1克服弹簧5的压力绕支撑杆3上的铰接点转动，带动滚轮6和切刀7张开，将杏采摘器从采摘完成的枝条拿走，重复上述工作过程，依次对其它杏枝条2的采摘。