一种水果采摘收集一体化装置的制作方法

本发明涉及水果采摘自动化技术领域，具体涉及一种水果采摘收集一体化装置。

背景技术：

中国是水果生产大国，其产量占水果总产量的65%。据不完全数据统计：目前中国已成为世界最大的水果生产国和消费国。在2017年，世界水果总产量7600多万吨，中国达4380万吨，生产和消费规模均占全球50%以上。

目前，水果成熟后，人们一般都是架着梯子或直接爬上树用手采摘。现有的水果采摘一般具有季节性强、费用高、劳动量大等特点，且还易造成人身安全事故。因而，急需一种可辅助人工采摘水果的装置，以提高采摘的便捷性、降低采摘的劳动量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水果采摘收集一体化装置，以解决现有技术中人工采摘水果具有劳动量大且易造成安全事故的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水果采摘收集一体化装置，包括采摘器，所述采摘器包括杆件、采摘头、驱动器和流通管道；所述流通管道安装于杆件上，形成被采摘果实的下落通道；所述采摘头安装于流通管道的上端；所述驱动器安装于杆件的下端，用于驱动采摘头采摘果实。

进一步地，所述驱动器包括固定把手、活动把手和驱动弹簧；所述固定把手和活动把手的前端铰接、后端分离；所述驱动弹簧的后端与活动把手的前端固连、前端与采摘头连接；

所述驱动弹簧在活动把手趋近固定把手时产生弹性拉力，并驱动采摘头采摘果实。

进一步地，所述流通管道包括盛料器和柔性管；所述盛料器的底端固连于柔性管的顶端，并形成贯通的被采摘果实的下落通道；所述柔性管贴合安装于杆件的外壁面。

进一步地，所述采摘头包括两个U形的卡爪；每一卡爪横跨盛料器的上端后，其两侧底脚分别铰接于盛料器的相对壁面上，且其中一个底脚与驱动弹簧前端固连；

所述驱动弹簧可驱动每一卡爪做绕底脚铰接点的转动式运动，并带动两卡爪的顶部横梁做贴合运动，且贴合点正对盛料器的顶面开口。

进一步地，还包括水果篮和安装于水果篮上的收集车。

进一步地，所述收集车包括竖直支架、链条传动组件和若干运输斗；

所述链条传动组件包括链条、主动链轮、从动链轮和驱动电机；所述主动链轮和从动链轮分别相对安装于竖直支架上；所述驱动电机安装于竖直支架上，用于驱动主动链轮运动；所述链条分别套装于主动链轮和从动链轮上，且链条成非水平状；

所述运输斗均匀安装于链条上，用于接盛从流通管道下落的果实。

进一步地，还包括控制器，所述控制器控制驱动电机的工况。

进一步地，所述水果篮包括篮体、平板和若干减震弹簧；

所述篮体为顶面开口结构；若干减震弹簧均匀垂直布设于篮体内底面；所述平板铺设于若干减震弹簧的顶端。

进一步地，还包括连接架；所述连接架包括安装于水果篮上端的篮体连接架和安装于收集车下端的收集车连接架；

所述收集车连接架安装于篮体连接架上，且可相对篮体做往复式滑移运动。

进一步地，所述运输斗为顶面开口结构，且至少一侧侧壁从上到下成内倾状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明是一种采摘收集自成一体、可连续工作的辅助装置，本发明可以使水果从采摘到收集的过程所受损伤最小化，运输斗均匀分布保证每次水果稳定进入运输斗中，可使采摘工作连续进行，同时不需要人工收集，这样可以节约大量人力、物力，效率和效果也极大的提高了；

（2）本发明的收集车可沿导轨做往复式滑移运动，使得果实随机落入水果篮中，保证水果篮各位置收集量的平衡；

（3）水果篮内的减震弹簧可减少水果所受的冲击力；当水果篮中的果实数量增多时，减震弹簧受下压力，使得木板高度下降，因而不会影响单个水果篮的盛装数量；

（4）第一行程开关和第二行程开关将收集车的位置信号传递给控制器，再由控制器控制皮带电机的运动，可提高装置的可靠性。

附图说明

图1为采摘器的结构示意图；

图2为收集车的结构示意图；

图3为连接架的结构示意图；

图4为水果篮的结构示意图；

图5为连接架连接收集车和水果篮的示意图；

图中：1-盛料器，2-卡爪，3-驱动弹簧，4-杆件，5-柔性管，6-固定把手，7-活动把手，8-第一传感器，9-第二传感器，10-竖直支架，11-内框，12-主动链轮，13-从动链轮，14-运输斗，15-链条，16-驱动电机，17-第一行程开关，18-滑块，19-第二行程开关，20-主动带轮，21-皮带电机，22-皮带，23-外框，24-从动带轮，25-导轨，26-篮体，27-减震弹簧，28-平板，29-海绵垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种水果采摘收集一体化装置，包括采摘器、收集车、连接架和水果篮；

所述采摘器包括杆件4、采摘头、驱动器和流通管道；

其中，所述杆件4为空心圆管结构；

所述流通管道包括盛料器1和柔性管5；所述盛料器1为长方体结构、所述柔性管5为空心圆管结构，且所述盛料器1、柔性管5的内廓尺寸大于待采摘果实的外廓尺寸；所述盛料器1的底端固连于柔性管5的顶端，并形成贯通的被采摘果实的下落通道；所述柔性管5的外壁面与杆件4的外壁面固连，且柔性管5和杆件4的轴线平行；

所述采摘头包括两个U形的卡爪2；每一卡爪2横跨盛料器1的上端后，其两侧底脚分别铰接于盛料器1的相对壁面上；

所述驱动器包括固定把手6、活动把手7和驱动弹簧3；所述固定把手6和活动把手7的前端铰接、后端分离；所述驱动弹簧3穿过杆件4后，其后端与活动把手7的前端固连、前端与每一卡爪2的其中一个底脚固连；所述驱动弹簧3在活动把手7趋近固定把手6时产生弹性拉力，并下拉底脚；所述卡爪2在底脚的带动下做绕铰接点的转动式运动，使得两卡爪2的顶部横梁做相互贴合运动，且贴合点正对盛料器1的顶面开口；

所述水果篮包括篮体26、平板28和若干减震弹簧27；所述篮体26为顶面开口结构；若干减震弹簧27均匀垂直布设于篮体26内底面；所述平板28铺设于若干减震弹簧27的顶端；

所述收集车包括竖直支架10、链条传动组件和7个运输斗14；

其中，所述链条传动组件包括链条15、主动链轮12、从动链轮13和驱动电机16；所述主动链轮12、从动链轮13分别相对安装于竖直支架10的下端、上端；所述驱动电机16安装于竖直支架10的下端，且主动链轮12套装于驱动电机16的驱动轴上，用于驱动主动链轮12运动；所述链条15分别套装于主动链轮12和从动链轮13上，且链条15成竖直状；

所述运输斗14均匀安装于链条15上，用于接盛从流通管道下落的果实；

所述连接架包括安装于水果篮上端的篮体连接架和安装于收集车下端的收集车连接架；

其中，所述收集车连接架包括内框11，所述内框11为矩形框架结构；所述竖直支架10安装于内框11的上端，且内框11的内部形成运输斗14的翻转空间；

所述篮体连接架包括外框23、两根导轨25、第一行程开光17、第二行程开光19、四个滑块18、皮带22、皮带电机21、主动带轮20、从动带轮24；所述外框23为矩形框架结构；两根导轨25相隔一定距离、平行安装于外框23上；所述第一行程开光17和第二行程开光19相对安装于某一导轨25上；四个滑块18每两个为一组，并分别安装于两根导轨25上；所述内框11的相对侧框安装于四个滑块18的上；

所述皮带电机21固设于外框23上，且主动带轮20套装于皮带电机21的驱动轴上；所述从动带轮24可转动式安装于外框23上；所述皮带22套装于主动带轮20和从动带轮24上，且皮带22平行于导轨25，并邻近未安装行程开光的导轨25；所述皮带22的外壁通过中间连接件与内框11固连，并带动内框11沿导轨25做往复式滑移运动；

所述采摘器将采集的果实送入收集车内后，所述收集车将果实倒入水果篮内。

为了降低果实采摘过程中的破皮、摔损率，本装置还增设如下结构：（1）所述卡爪2外套装有防损垫，以降低卡爪2卡紧果实根蒂、下拉果实时作用于果实外皮上的冲击力；（2）所述运输斗14果实下落的侧面成由上向下的内倾状，其内铺设有减震保护层或防损垫；（3）水果篮内的木板28上铺设有海绵层。

为了提高该装置运动的稳定性和准确性，该装置还包括：第一传感器8、第二传感器9和控制器；所述第一传感器8安装于竖直支架10上，用于感知最上方待盛装果实的运输斗14内是否有果实落入；所述第二传感器9安装于竖直支架10上，并位于第一传感器8的正下方，用于感知运输斗14的交替移动；所述控制器获得第一传感器8和第二传感器9的检测信号后，控制驱动电机16的运动；所述控制器获得第一行程开关17和第二行程开关19的检测信号后，控制皮带电机21的运动；

所述皮带电机21和驱动电机16均为步进电机；所述控制器为PLC控制器；所述第一传感器8和第二传感器9为光电开关；

所述控制器为PLC控制器。

工作过程：

（1）将本装置放置于水果树下；

（2）采摘人员手拿采摘器，且盛料器1正对待采摘果实下方；采摘人员握紧活动把手7和固定把手6，使得驱动弹簧3受到下拉力而产生弹性拉力；所述卡爪2在弹性拉力的作用下动作并卡住果实根茎；采摘人员拉扯果实根茎后，果实顺着柔性管5下落至收集车顶端的运输斗14内；

（3）第一传感器8感知顶端的运输斗14内有果实落入，并将信号传递给控制器；

（4）控制器控制驱动电机16转动，且运输斗14随着链条15运动；同时，控制器控制皮带电机21转动，且收集车在水果篮上滑移一定距离；

（5）待第二传感器9检测到顶端的运输斗14时，将信号传递给控制器； 所述控制器控制驱动电机16、皮带电机21停转；

（6）重复步骤（2）-（5）。

在本装置的运行过程中，由于运输斗14均匀安装在链条15上，在步进电机的驱动下，链条15运行平稳，使装有果实的运输斗14下落速度平稳；保证运输斗14经过最低点时，果实因自重滚出运输斗14而不产生较大的惯性速度，保证果实质量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。