本发明涉及一种滚轮人工辅助非接触式机械手樱桃采摘器，属于农业机械技术领域。
背景技术：
樱桃含糖量高、含水多，属于浆果，果皮薄，我国的樱桃采摘由六种方式，第一种方式是直接用手从樱桃枝条上采摘，采摘效率低，劳动强度大，第二种方式是采用采摘梳，由于樱桃是含水多、糖分高，采摘时樱桃位于采摘梳的两梳齿之间，动力带动梳齿转动，通过拉拽将樱桃与果柄分离，樱桃果柄的抗拉强度远大于樱桃的抗拉断强度，更大于果皮的耐挤破能力，果柄与樱桃分离时，樱桃的部分果皮或者果肉脱落，脱落处导致樱桃养分流失，梳齿对樱桃果表面的挤压导致表皮受损，表面氧化，影响樱桃的品质，是一种破坏性的采摘，第三种方式是气吸式，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，气吸式决定着气流式的采摘不能实现，第四种方式是夹持式，表面产生相对运动，严重受损伤樱桃的表面，第五种方式是震动敲击式，樱桃下落过程中，受重力的作用损伤外表面，第六种方式是偏心块震动采摘，是震动敲击式的一种变形。
技术实现要素：
一种滚轮人工辅助非接触式机械手樱桃采摘器，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，旋转切刀在动力的带动下旋转，旋转切刀在贴近樱桃枝条的外表面运动，切断樱桃的果柄和枝条上针刺，樱桃的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿樱桃枝条表面的直线平行方向运动，但旋转切刀的切割角度不变，通过旋转切刀的刀刃将樱桃的果柄切断，对樱桃果的表面无挤压作用力。
其技术方案为：一种滚轮人工辅助非接触式机械手樱桃采摘器，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、旋转切刀和收集袋组成，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，连杆的一端通过螺栓固定在伸缩杆上，连杆的另一端通过螺栓与旋转切刀联接，旋转切刀的刀刃呈梯形状，梯形状的长底边贴近樱桃枝条的表面，梯形状的结构便于切削后果柄以及果针沿曲面抛洒，旋转切刀转动时不因切削物粘附堆积，影响采摘效率进而损伤樱桃果，松开螺栓调节旋转切刀与樱桃枝条的相对位置，在滚轮的外圆面上设有u形的凹槽，樱桃枝条的置于u形的凹槽中，田间作业时，一只手握住要采摘的樱桃枝条，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，带动滚轮和旋转切刀张开，将滚轮置于樱桃的枝条上，樱桃枝条的嵌入滚轮的凹槽内，滚轮在樱桃枝条上滚动，当樱桃的枝条直径变化时，对滚轮施加作用力，滚轮具有浮动仿形功能，压缩伸缩杆上设置的弹簧，进而带动旋转切刀运动，旋转切刀始终贴近樱桃枝条的表面运动，与樱桃非接触，只与樱桃的果柄和樱桃枝条表面接触，解除对手柄的施加压力，弹簧的作用力将滚轮固定在樱桃枝条上，打开电源开关，微型直流调速电机带动旋转切刀旋转，人工辅助手柄，滚轮在樱桃枝条上转动，旋转切刀将樱桃的果柄切断，樱桃落入收集袋中。
所述的一种滚轮人工辅助非接触式机械手樱桃采摘器，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2014202986769、2015206720504、2011205523464和201410485185x，采用梳齿式采摘方式，采摘时樱桃位于采摘梳的两梳齿之间，采摘梳的梳齿与樱桃面面接触，梳齿与樱桃表面产生相互挤压力，且樱桃在梳齿表面运动，损伤樱桃表面，损伤的樱桃表面氧化变黑，影响采摘质量和樱桃的商品品质，其次，樱桃果柄的抗拉力远远大于樱桃的抗拉力，樱桃果柄从樱桃上脱落过程中，会对浆果樱桃产生撕拉力，导致樱桃与樱桃果柄连接处的果肉脱落，因樱桃是浆果，樱桃果实中浆液流失，而一种滚轮人工辅助非接触式机械手樱桃采摘器，能够实现变径采摘，切刀在樱桃枝条的外表面运动，切断樱桃的果柄，果柄绝大部分留在果实上，樱桃果实不与切刀接触，两者之间无相对运动，对樱桃表面无损伤，且果柄部分留在樱桃上，现有的采摘技术无法实现，切刀的切割角度通过螺栓调整，樱桃的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿樱桃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樱桃的果柄切断，对樱桃果的表面无挤压作用力，是在樱桃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，均对樱桃的表面施加挤压力，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，气流难以将樱桃从坚韧的果柄上脱离，气流式决定着樱桃的采摘不能实现，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，樱桃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的樱桃，难以顺利夹持，手举式电动剪刀也存在樱桃果柄位于两个剪刀之间，樱桃果丛生，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，震动敲击式，是一种破坏性的采摘，对樱桃树损伤严重，影响数木下一年的生长和产量，偏心块震动采摘，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，实现360度切刀的旋转采摘，由于樱桃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，樱桃的生长年限不同，其果柄的抗拉强度不相同，机器人采摘无法辨别樱桃树生长年龄，樱桃的生长位置，机器手与樱桃总会表面接触，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樱桃的果柄，不直接与樱桃果实的表面接触，采摘效率低，单个采摘，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采摘，切刀与樱桃果实表面无接触，滚轮具有浮动仿形功能，变径采摘，克服了对樱桃的挤压现象，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，切刀沿樱桃枝条的表面运动，切断樱桃的果柄，滚轮具有浮动仿形功能，实现变径运动，切刀倾斜设置，对樱桃果不产生挤压作用。
附图说明
图1是本发明实施例的非接触式机械手樱桃采摘器的结构示意图。
其中图中1、手柄2、樱桃枝条3、支撑杆4、伸缩杆5、弹簧6、滚轮7、旋转切刀8、连杆9、螺栓。
具体实施方式
实施例。
一种滚轮人工辅助非接触式机械手樱桃采摘器，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、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、旋转切刀7和收集袋组成，弹簧5为压簧，伸缩杆4的一端与滚轮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，连杆8的一端通过螺栓9固定在伸缩杆4上，连杆8的另一端通过螺栓9与旋转切刀7联接，旋转切刀7的刀刃呈梯形状，梯形状的长底边贴近樱桃枝条2的表面，松开螺栓9调节旋转切刀7与樱桃枝条2的相对位置，在滚轮6的外圆面上设有u形的凹槽，樱桃枝条2的置于u形的凹槽中，田间作业时，一只手握住要采摘的樱桃枝条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和旋转切刀7张开，将滚轮6置于樱桃的枝条上，樱桃枝条2的嵌入滚轮6的凹槽内，滚轮6在樱桃枝条2上滚动，当樱桃的枝条直径变化时，对滚轮6施加作用力，滚轮6具有浮动仿形功能，压缩伸缩杆4上设置的弹簧5，进而带动旋转切刀7运动，旋转切刀7始终贴近樱桃枝条2的表面运动，解除对手柄1的施加压力，弹簧5的作用力将滚轮6固定在樱桃枝条2上，打开电源开关，旋转切刀7旋转，人工辅助手柄1，滚轮6在樱桃枝条2上转动，旋转切刀7将樱桃的果柄切断，樱桃落入收集袋中，一个樱桃枝条采摘完成后，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和旋转切刀7张开，将樱桃采摘器从采摘完成的枝条拿走，重复上述工作过程，依次对其它樱桃枝条的采摘。