农用高位水果采摘装置制造方法
【专利摘要】本发明公开的农用高位水果采摘装置，包括有两轮车，两轮车的车体上部活动连接有升降机构，升降机构与操控台活动连接，操控台与伸缩臂的一端活动连接，伸缩臂的另一端活动连接有摆平机构，摆平机构的顶部连接有剪切臂，摆平机构的底部连接有收纳袋。本发明农用高位水果采摘装置用两轮车取代动力运载车以适应果园较差的行驶状况，用伸缩臂取代多自由度的机械臂既减轻了重量又简化了臂体的结构和控制、还节省了臂体的活动空间，用悬挂式软布袋取代固定式水果传送通道既缩短了水果传送距离又减少了水果损伤，使水果采摘装置更加适合果园应用。
【专利说明】农用高位水果采摘装置
【技术领域】
[0001]本发明属于水果采摘装置【技术领域】，涉及一种农用高位水果采摘装置。
【背景技术】
[0002]高位水果采摘最常用的工具是梯子和长杆；用梯子采摘高位水果时要在梯子上频繁的爬上爬下，一旦变化采摘位置还要进行梯子的移动和升降，影响水果的采摘效率。用长杆采摘高位水果，虽然效率较高，但长杆打落的水果没有经过挑选，且在打落过程中，果树和水果会受损伤。针对上述问题，人们开始研发并使用水果采摘装置。
[0003]在水果采摘装置中常见的采摘方式有:(I)吸，先用吸嘴将水果吸牢，再用力将水果从果枝上拽下；(2)烧，先将激光器对准果梗，再用激光烧断果梗以便摘下水果；(3)夹持，先用夹持器夹紧水果，再用力将水果从果枝上拽下；(4)切，先将锯或刀对准果梗，再用高速旋转或快速冲切分离水果；(5)剪，该法使用最普遍、历史最悠久。其中，采用吸的方式必须有气泵；采用夹持法必须能很好适应水果的外形和控制夹持力；而采用烧或切的方式则必须先对准果梗，还要有足够的功率和冲切力。收集落果也是水果采摘装置必须提供的一项功能，常见形式主要有:(I)重力接收落果:摘下的水果在重力作用下掉落在张开的接纳网中，一般接纳网要能覆盖一定的区域且具备良好的弹性；(2)管道传送:摘下的水果进入传送管道，经传送机构被平稳送达收纳箱；(3)摘放模式:先将水果从果树上摘下，再夹持和移动水果并放入收纳箱中，类似于果农人工采摘水果的过程。采用重力接收落果的方式虽然效率较高，但水果的损伤率也高、自动化程度低，已很少在水果采摘装置中应用；摘放模式由于要频繁夹持和移动水果，既影响效率又难以控制，也很少在水果采摘装置中使用；管道传送是如今应用最广的方式，但必须设计专门的传送通道和传送机构，这既会增大升降重量，又会使升降结构变复杂。，常见的升降方式有:(1)升降台，体积大、升降负载大及灵活性差；(2)伸缩杆，体积小、升降负荷轻、灵活；(3)机械臂，体积适中、升降负载大、灵活但难控制，在目前的水果采摘装置中多选用机械臂，但负载能力、灵活性以及可控性之间必须进一步协调。
[0004]运载是影响水果采摘装置应用的最大障碍，由于果园多为坡地，道路的通行状况差，所以稍大的运载车难以有效使用；其次是动力供给，由于果园多数位置偏远，采摘装置的电力或油料供给困难；并且果树的间距和高度也限制了大型采摘设备的投入。基于上述问题，非常有必要探索和研发更加适合高位水果采摘的农用装置。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种农用高位水果采摘装置，用两轮车取代动力运载车以适应果园较差的行驶状况，用伸缩臂取代多自由度的机械臂既减轻了重量又简化了臂体的结构和控制、还节省了臂体的活动空间，用悬挂式软布袋取代固定式水果传送通道既缩短了水果传送距离又减少了水果损伤，使水果采摘装置更加适合果园应用。
[0006]本发明所采用的技术方案是，农用高位水果采摘装置，包括有两轮车，两轮车的车体上部活动连接有升降机构，升降机构与操控台活动连接，操控台与伸缩臂的一端活动连接，伸缩臂的另一端活动连接有摆平机构，摆平机构的顶部连接有剪切臂，摆平机构的底部连接有收纳袋。
[0007]本发明的特点还在于:
[0008]两轮车，包括车体，车体的下部连接有两个车轮和一个停放架，两个车轮分别位于车体前部的两侧，停放架位于车体的尾部；车体，包括有竖直且相对设置的侧板A、侧板B，侧板A于侧板B呈大小相同的矩形板，侧板A及侧板B的前端通过侧板C连为一体，侧板A与侧板B上顶部边缘的前端各设置有一个调节杆连接孔，侧板A与侧板B上底部边缘的前端各设置有一个车轮安装位，车轮安装位沿圆周均匀设置有多个螺纹安装孔，车轮通过螺钉固定于车轮安装位内；侧板A与侧板B的尾端连接有向外伸出的矩形车把手；侧板A与侧板B之间还分别垂直连接有侧板D及隔板，侧板C与隔板之间形成操控台停放仓，隔板与侧板D之间形成工具仓，侧板D后部形成操控区，侧板D的底部中央垂直连接有一个位于操控区内的靠板；侧板A与侧板B的尾端下部各设置有一个摆动连接孔，停放架的两端分别通过转动轴与两个摆动连接孔连接；侧板A上连接有电池箱，侧板B上连接有臂杆箱，侧板A与侧板B的顶部边缘处均依次设置有调节杆固定孔、主连杆连接孔和及辅连杆连接孔。
[0009]停放架，包括有平行设置于车体尾部下方的停放板，停放板的两端各垂直连接有一个摆动支撑板，一个摆动支撑板的上端通过转动副与侧板A上的摆动连接孔连接，另一个摆动支撑板的上端通过转动副与侧板B上的摆动连接孔连接，停放架能绕两转动副摆动；电池箱的外壁上设置有电池箱门，电池箱门的底边采用合页固定于电池箱的底边边缘，电池箱门的顶边中央设有开合把手和防护锁；臂杆箱面向操作方向的一侧设置有臂杆箱口 ；车轮，包括有轮体，轮体上连接有轮轴，轮体的外缘设置有轮胎；轮体中央的轮毂孔内设置有滚动轴承，轮体的外缘和轮毂之间设置有轮辐；轮轴的大端是车轮安装盘，车轮安装盘沿圆周均匀设置有多个连接孔，轮轴的小端是螺纹轴端，轮轴的中部穿过滚动轴承，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和圆螺母定位，圆螺母的外侧设有开口销，滚动轴承的外圈在轴向从两侧分别用一个轴承挡板定位，使轮胎、轮体和轮轴连成一个完整的车轮；车轮安装盘通过螺钉在车轮安装位处拧入螺纹安装孔与车体连接。
[0010]升降机构由结构相同的升降架A及升降架B组成，升降架A与侧板A连接，升降架B与侧板B连接；升降架A，包括有平行设置的主连杆和辅连杆，主连杆和辅连杆的长度相等；主连杆和辅连杆的上端分别用转动副固定于一个横梁的两端，横梁与操控台内的操控台板固接；主连杆的中部均匀设置有多个支撑孔，调节杆的摆动端穿过支撑孔用固定螺钉连接到连接梁上，调节杆的固定端用回转副与侧板A上的调节杆连接孔相连；主连杆和辅连杆的下端分别用回转副与侧板A上的主连杆连接孔、辅连杆连接孔连接。
[0011]收纳袋，包括有袋体，袋体为管状软质长袋，袋体两端的袋口上分别设置有袋圈、袋钩，靠近袋钩的袋体上设置有取果袋口 ；袋圈，包括有与袋口连接的开口圆环，开口圆环的开口端通过固定片固定于支撑连接板的一端，支撑连接板与摆平机构的箱体A连接；袋钩由固定夹和用转轴连接于固定夹中央的挂钩组成，固定夹夹持于另一端的袋口处。
[0012]剪切臂，包括有上下平行设置的上联板和下联板，上联板和下联板的一端平齐，上联板的中部通过固定连接块与下联板的另一端连接，上联板的另一端设置有摄像头；上联板和下联板之间连接有剪切机构，下联板与摆平机构内的箱体A连接；剪切机构，由剪切刀及与剪切刀连接的两个刀杆组成，剪切刀由两个刀头通过转动副连接组成，两个刀杆之间的夹角呈120° ;剪切刀伸出上联板和下联板平齐的一端，且剪切刀分别通过连接轴、支撑垫片与上联板和下联板连接；每根刀杆通过转动副连接有一个连杆，形成一个剪切分支；两个连杆分别通过转动副与一个滑块连接，滑块位于上联板和下联板之间，滑块与拉伸弹簧的一端连接，拉伸弹簧的另一端通过连接片固定于连接轴上，两个剪切分支关于拉伸弹簧对称，负责复位两个剪切刀所形成的剪切刀口，滑块内设置有两条平行的滑槽，上联板和下联板之间固定有两个滑柱，两个滑柱分别穿过两条滑槽组成移动副，靠近固定连接块的下联板上设置有电磁铁。
[0013]摆平机构，包括有箱体A，箱体A的顶壁面向外侧，且在顶壁边缘通过螺钉连接有箱盖A，箱体A相对的两侧壁外部分别与剪切臂内的下联板、收纳袋内与袋圈连接的支撑连接板连接，箱体A内的一侧壁上设置有两个轴承支座，两个轴承支座之间连接有蜗杆轴A，蜗杆轴A的一端连接有驱动电机A，驱动电机A固定于箱体A内的另一侧壁上；箱盖A的中央、箱体A内的底板中央各设有一个轴承座，底板上的轴承座内设置有轴孔，两个轴承座之间通过滚动轴承和定位轴肩固定支撑蜗轮轴，蜗轮轴与蜗杆轴A相互啮合组成蜗杆蜗轮机构，蜗轮轴的一端经轴承座内的轴孔伸出箱体A，伸出箱体A的蜗轮轴与摆平驱动杆的一端用两个平键周向连接，用轴肩和挡圈轴向定位，摆平驱动杆的另一端设置有一个组合插座，组合插座嵌入伸缩臂的端部并用螺钉与伸缩臂的一端连接，摆平驱动杆的中部也设置有一个组合插座，两个组合插座之间用设置于摆平驱动杆内的信号与电源连线连接。
[0014]伸缩臂包括有多根臂杆，多根臂杆通过连接块依次首尾连接；臂杆包括有两块相对且平行设置的连板，每块连板两侧的边缘处均匀设置有多个连接孔，两块连板之间分别平行对称设置有齿条、导轨，通过螺钉穿过连接孔将两块连板、齿条和导轨连为一体，每根齿条和导轨上都均匀设置有多个螺纹孔，齿条和导轨分别用螺钉与连板固接；连接块的两个连接端分别嵌入一根臂杆端部的导轨与齿条之间，臂杆内设置有中空管道，中空管道内嵌入有信号与电源连线；连接块为矩形块体，连接块的相对两个侧端各设置有一个组合插座，两个组合插座之间连接有信号与电源连线，信号与电源连线位于连接块内的通孔内；连接块的上下两个端部各设置有多个螺纹孔，用螺钉穿过螺纹孔可将连接块与臂杆中的连板连接；信号与电源连线由组合线和两个组合插头组成，两个组合插头分别设置于组合线的两端；组合线与臂杆的长度相同；组合插头与连接块上的组合插座连接，组合线嵌入臂杆内的中空管道内。
[0015]操控台，包括有水平设置的操控台板，操控台板的两端分别固定支撑在升降架A和升降架B上，操控台板上表面的一侧设置有控制箱，操控台板的中部设置有带轴孔的轴承座，悬挂旋转机构设置于操控台板的下方，悬挂旋转机构的上方悬挂于轴承座中，悬挂旋转机构相对的两侧壁上分别连接有伸缩驱动臂、俯仰驱动机构。
[0016]伸缩驱动臂，包括有臂体和臂盖，臂盖呈长方形，臂体呈与臂盖配合的长方体，臂体与臂盖在臂体的上下外缘处分别用多个螺钉固接，臂体与臂盖之间形成封闭的驱动支撑通道；臂体的外壁下部两端各设置有一个带孔轴承座，带孔轴承座的上部连接有轴承盖，带孔轴承座的轴孔内设置有滚动轴承，支撑滚轮由支撑轴和连接于支撑轴一端的滚轮组成，滚轮位于驱动支撑通道内，支撑轴穿过带孔轴承座内的轴孔与滚动轴承相配合，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和挡圈定位，滚动轴承的外圈在轴向用带孔轴承座和轴承盖定位；臂体的外壁上部的一端也设置有带孔轴承座，支撑齿轮由齿轮轴和连接于齿轮轴端部的齿轮组成，齿轮位于驱动支撑通道内，齿轮轴穿过带孔轴承座内的轴孔与滚动轴承相配合，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和挡圈定位，滚动轴承的外圈在轴向用上轴承座和轴承端盖定位，臂体的外壁上部的另一端设置有一个轴孔，驱动电机B的电机轴穿过轴孔与驱动齿轮固定连接，驱动齿轮位于驱动支撑通道内，驱动电机B固定于臂体的外壁上，臂体的外壁中央设置有驱动臂安装区，驱动臂安装区沿圆周均匀设有多个螺纹连接孔，驱动臂安装区用螺钉与驱动轴大端的安装盘连接，伸缩驱动臂能随驱动轴一起摆动以控制伸缩臂的俯仰运动，伸缩臂穿过伸缩驱动臂内的驱动支撑通道，伸缩臂内的导轨与伸缩驱动臂中的支撑滚轮配合，配合由臂杆两侧的连板约束，伸缩臂内的齿条与伸缩驱动臂中的支撑齿轮和驱动齿轮啮合，啮合也由臂杆两侧的连板约束，伸缩臂的伸缩运动由伸缩驱动臂中的驱动电机B控制；
[0017]悬挂旋转机构，包括悬挂轴，悬挂轴由上部的轴肩和中部的连接轴组成，轴肩悬挂在操控台板中部的轴承座上，轴承座的轴孔内设有滚动轴承，悬挂轴的连接轴与滚动轴承内圈配合并穿过轴承座内的轴孔，形成相对于操控台板的水平旋转自由度，悬挂轴的连接轴下端与水平设置的悬挂梁在中部用螺钉固接，悬挂梁的两端分别垂直连接有悬挂臂板A、悬挂臂板B，俯仰驱动机构设置于悬挂臂板A上，悬挂臂板A和悬挂臂板B之间连接有轴承套筒，轴承套筒在两端的凸缘处分别用螺钉与悬挂臂板A、悬挂臂板B固接，轴承套筒内设置有两个相同的滚动轴承，两个滚动轴承的内圈之间用套筒挤紧，两个滚动轴承的外圈分别由悬挂臂板A和悬挂臂板B挤紧，两个滚动轴承内圈与驱动轴的中部配合，驱动轴大端的安装盘用螺钉在驱动臂安装区与伸缩驱动臂固定连接，驱动轴的小端与蜗轮用平键周向连接、用轴肩和挡圈轴向定位；
[0018]俯仰驱动机构，包括有箱体B，箱体B的边缘通过螺钉连接有箱盖B，箱体B的底板上分别设有轴孔和箱体连接孔，箱体B通过螺钉固定于悬挂臂板A上，箱体B内的底板上设置有两个轴承支座，两个轴承支座用于固定连接蜗杆轴B，箱体B内还设置有蜗轮，蜗轮用平键与驱动轴在轴端周向连接，蜗轮用套筒和挡圈与驱动轴在轴端轴向定位，蜗轮与蜗杆轴B相互啮合组成控制俯仰的蜗杆蜗轮机构，驱动电机C固定于箱体B的外壁上，驱动电机C的电机轴经箱体B上的轴孔与蜗杆轴B在一端用联轴器固连；
[0019]控制箱，包括有控制箱箱体，控制箱箱体的一个侧壁上设有组合插座，控制箱面向操作的侧壁上设有控制面板，控制面板内的一侧设置有显示摄像头拍摄画面的显示屏，显示屏一侧上方分别设置有电源开关和指示灯，电源开关和指示灯下方依次设有剪切控制按钮、俯仰控制按钮、伸缩控制按钮和摆平控制按钮，用于控制伸缩臂的俯仰伸缩及剪切臂的剪切与上下摆动。
[0020]本发明的有益效果是，
[0021](I)本发明农用高位水果采摘装置采用两轮车运载，运载时拆开的伸缩臂放入臂杆箱，操控台放置于操控台停放仓内，升降架折叠在车体两侧，收纳袋和剪切机构放入工具仓内，整个采摘装置是辆轻型人力两轮车，能很好适应果园较差的行驶条件和多变地貌；采摘时放下停放架，停放架与两车轮组成采摘装置的平稳基础，采摘时果农站在停放架的停放板上，用体重平衡伸缩臂、剪切机构统和接纳袋的负荷，由于无驾驶室和座椅且两轮车是采摘装置的支架，无多余部分，采摘装置结构简单、便于人力运载，能适应各类果园。
[0022](2)本发明农用高位水果采摘装置采用折叠式升降机构，利用平行四边形机构保证操控台平稳移动，用调节杆控制操控台的位置，同升降台和机械臂相比，无须任何动力驱动和运动控制，结构更为简单，同伸缩杆相比具有更强的承载能力和更好的稳定性。
[0023](3)本发明农用高位水果采摘装置采用悬挂式水果收纳袋，收纳袋的一端用挂钩悬挂于果枝上，可摘下并从收纳袋中取出水果，收纳袋的另一端用袋圈张开并悬挂在伸缩臂的高端，摘下的水果经袋圈落入收纳袋，并从高处滑向和存放于收纳袋低处，同管道传送相比无须传送机构，伸缩臂的负载更小；同重力落果相比水果所受的损伤少。
[0024](4)本发明农用高位水果采摘装置用剪的方法摘水果，同切或烧相比对果梗的定位要求低，只须果梗进入张开的刀口范围；同吸或夹持相比没有对水果和果枝的拉扯力；剪切刀口的开合由弹簧与电磁铁控制，开合速度快，水果采摘效率高，并且水果采摘只有两个动作:移动对准果梗和快速剪断果梗，简化了水果采摘装置的运动设计。
[0025](5)本发明农用高位水果采摘装置采用电机驱动和机构自锁组合，伸缩臂的俯仰、伸缩及剪切臂的摆动都具有自锁能力，允许电机在停止驱动时，水果采摘装置能可靠保持在某一姿态；蜗杆机构的减速增力功能允许水果采摘装置选用低功率电机，这既能降低驱动所要求的电池容量，又便于缩减其外观尺寸。
[0026](6)本发明农用高位水果采摘装置采用伸缩臂技术，同伸缩杆相比，虽然重量有所增加，但负载能力也随之大幅提高，伸缩臂用多节空心板梁结构组成，空心区安装信号与电源传输线束，板梁组合符合最佳承载结构，连接块负责板梁结构和传输线束的固定连接，同机械臂相比，伸缩臂仅有一个自由度，既可大幅降低控制难度，又能有效缩减操作所需的运动空间。
[0027](7)本发明农用高位水果采摘装置采用单一速度按钮控制，可根据显示屏上显示的摄像头拍摄画面，按下相应的控制按钮来采摘高位水果，没有复杂的控制逻辑，仅须简单培训便能熟练操作与维护。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明农用高位水果采摘装置的结构示意图；
[0029]图2是本发明农用高位水果采摘装置中两轮车的俯视图；
[0030]图3是本发明农用高位水果采摘装置中两轮车的侧视图图；
[0031]图4是本发明农用高位水果采摘装置中两轮车的主视图；
[0032]图5是本发明农用高位水果采摘装置中车轮轮轴的结构示意图；
[0033]图6是本发明农用高位水果采摘装置中车轮轮体的结构示意图；
[0034]图7是本发明农用高位水果采摘装置中车轮的结构示意图；
[0035]图8是本发明农用高位水果采摘装置中升降架A的展开示意图；
[0036]图9是本发明农用高位水果采摘装置中升降架A的折叠示意图；
[0037]图10是本发明农用高位水果采摘装置中收纳袋的结构示意图；
[0038]图11是本发明农用高位水果采摘装置中剪切机构的剖视图；
[0039]图12是本发明农用高位水果采摘装置中摆平机构、剪切臂和袋圈组合的结构示意图；
[0040]图13是本发明农用高位水果采摘装置中摆平机构的俯视图；
[0041]图14是本发明农用高位水果采摘装置中摆平机构的主视图；
[0042]图15是本发明农用高位水果采摘装置中臂杆的结构剖示图；
[0043]图16是本发明农用高位水果采摘装置中臂杆的结构主视图；
[0044]图17是本发明农用高位水果采摘装置中两臂杆的结构示意图；
[0045]图18是本发明农用高位水果采摘装置中连接块的结构示意图；
[0046]图19是本发明农用高位水果采摘装置中信号与电源连线的结构示意图；
[0047]图20是本发明农用高位水果采摘装置中操控台的结构示意图；
[0048]图21是本发明农用高位水果采摘装置中伸缩驱动臂的剖视图；
[0049]图22是本发明农用高位水果采摘装置中轴承座的装配图；
[0050]图23是本发明农用高位水果采摘装置中伸缩驱动臂的主视图；
[0051]图24是本发明农用高位水果采摘装置中悬挂旋转机构的结构示意图；
[0052]图25是本发明农用高位水果采摘装置中俯仰驱动机构的结构示意图；
[0053]图26是本发明农用高位水果采摘装置中控制面板的结构示意图。
[0054]图中，1.两轮车，2.升降机构，3.收纳袋，4.剪切臂，5.摆平机构，6.伸缩臂，7.操控台，8.车轮，9.侧板A，10.侧板B，11.侧板C，12.侧板D，13.隔板，14.操控台停放仓，15.工具仓，16.操控区，17.电池箱，18.臂杆箱，19.摆动支撑板，20.停放板，21.靠板，22.电池箱门，23.臂杆箱口，24.调节杆连接孔，25.调节杆螺纹孔，26.主连杆连接孔，27.辅连杆连接孔，28.摆动连接孔，29.矩形车把手，30.车轮安装位，31.螺纹安装孔，32.停放架，33.调节杆，34.主连杆，35.辅连杆，36.横梁，37.支撑孔，38.固定螺钉，39.连接梁，40.升降架A，41.升降架B，42.轮轴，43.车轮安装盘，44.螺纹轴端，45.轮体，46.轴承挡板，47.轮胎，48.圆螺母，49.开口销，50.袋圈，51.袋体，52.袋钩，53.开口圆环，54.支撑连接板，55.挂钩，56.固定夹，57.取果袋口，58.剪切杆，59.连杆，60.滑块，61.拉伸弹簧，62.电磁铁，63.滑槽，64.滑柱，65.下联板，66.上联板，67.支撑垫片，68.摄像头，69.固定连接块，70.箱体A，71.箱盖A，72.摆平驱动杆，73.蜗杆轴A，74.蜗轮轴，75.驱动电机A，76.轴承支座，77.臂杆，78.连板，79.齿条，80.导轨，81.连接块，82.组合插座，83.组合线，84.信号与电源连线，85.组合插头，86.臂体，87.臂盖，88.支撑滚轮，89.支撑齿轮，90.驱动齿轮，91.轴承座，92.驱动电机B，93.驱动臂安装区，94.剪切机构，95.轴承盖，96.伸缩驱动臂，97.悬挂旋转机构，98.俯仰驱动机构，99.控制箱，100.操控台板，101.悬挂轴，102.悬挂梁，103.悬挂臂板A，104.悬挂臂板B，105.驱动轴，106.轴承套筒，107.蜗轮，108.蜗杆轴B，109.驱动电机C，110.联轴器，111.箱体B，112.箱盖B，113.箱体连接孔，114.显示屏，115.电源开关，116.指示灯，117.剪切控制按钮，118.俯仰控制按钮，119.伸缩控制按钮，120.摆平控制按钮，121.控制面板。
【具体实施方式】
[0055]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0056]本发明农用高位水果采摘装置，如图1所示，包括有两轮车I，两轮车I的车体上部活动连接有升降机构2，升降机构2与操控台7活动连接，操控台7与伸缩臂6的一端活动连接，伸缩臂6的另一端活动连接有摆平机构5，摆平机构5的顶部连接有剪切臂4，摆平机构5的底部连接有收纳袋3。
[0057]两轮车I，其结构如图1所示，包括车体，车体的下部连接有两个车轮8和一个停放架32，两个车轮8分别位于车体前部的两侧，停放架32位于车体的尾部；车体的结构如图2及图3所示，包括有竖直且相对设置的侧板A9、侧板B10，侧板A9于侧板BlO呈大小相同的矩形板，侧板A9及侧板BlO的前端通过侧板Cll连为一体，如图4所示，侧板A9与侧板BlO上顶部边缘的前端各设置有一个调节杆连接孔24，侧板A9与侧板BlO上底部边缘的前端各设置有一个车轮安装位30，车轮安装位30沿圆周均匀设置有多个螺纹安装孔31，车轮8通过螺钉固定于车轮安装位30内；侧板A9与侧板BlO的尾端连接有向外伸出的矩形车把手29 ;如图2所示，侧板A9与侧板BlO之间还分别垂直连接有侧板D12及隔板13，侧板Cll与隔板13之间形成操控台停放仓14，隔板13与侧板D12之间形成工具仓15，侧板D12后部形成操控区16，侧板D12的底部中央垂直连接有一个位于操控区16内的靠板21 ；侧板A9与侧板BlO的尾端下部各设置有一个摆动连接孔28，停放架32的两端分别通过转动轴与两个摆动连接孔28连接；如图4所示，侧板A9上连接有电池箱17，侧板BlO上连接有臂杆箱18，侧板A9与侧板BlO的顶部边缘处均依次设置有调节杆固定孔25、主连杆连接孔26和及辅连杆连接孔27。
[0058]停放架32，如图3所示，包括有平行设置于车体尾部下方的停放板20，停放板20的两端各垂直连接有一个摆动支撑板19，一个摆动支撑板19的上端通过转动副与侧板A9上的摆动连接孔28连接，另一个摆动支撑板19的上端通过转动副与侧板BlO上的摆动连接孔28连接，停放架32可绕两转动副摆动。
[0059]如图4所示，电池箱17的外壁上设置有电池箱门22，电池箱门22的底边采用合页固定于电池箱17的底边边缘，电池箱门22的顶边中央设有开合把手和防护锁；臂杆箱18面向操作方向的一侧设置有臂杆箱口 23。
[0060]车轮8，图5、图6及图7所示，包括有轮体45，轮体45上连接有轮轴42，轮体45的外缘设置有轮胎47 ;轮体45中央的轮毂孔内设置有滚动轴承，轮体45的外缘和轮毂之间设置有轮辐；轮轴42的大端是车轮安装盘43，车轮安装盘43沿圆周均匀设置有多个连接孔，轮轴42的小端是螺纹轴端44，轮轴42的中部穿过滚动轴承，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和圆螺母48定位，为预防圆螺母48松脱松，在圆螺母48的外侧设有开口销49，滚动轴承的外圈在轴向从两侧分别用一个轴承挡板46定位，使轮胎47、轮体45和轮轴42连成一个完整的车轮8 ;车轮安装盘43通过螺钉在车轮安装位30处拧入螺纹安装孔31与车体连接。
[0061]在两轮车I中，两个车轮8负责两轮车I在路面上的行驶，两个矩形车把手29用于人力驱动两轮车1，两轮车I上的操控台存放仓14可在运载时存放操控台7，两轮车I上的工具仓15可在运载时存放收纳袋3、摆平机构5和其他维修工具，打开两轮车I上的电池箱门22，可对电池箱17内的蓄电池进行充电、更换和日常维护，两轮车I上的臂杆箱18在运载时用于存放伸缩臂6中的多个臂杆77，两轮车I上的停放架32与两个车轮8配合能停稳两轮车I ;当停放架32摆下时，停放板20平铺在地面上，可使两轮车I平稳停放，当停放架32摆上时，停放板20的边沿可支在靠板21上，方便两轮车I行驶，采摘时果农应踏在停放板20上以平衡采摘重量。此外，在车轮8内使用轮辐结构能有效增大轮体45的强度，车轮8由车轮安装盘43用螺钉固定安装在车体的车轮安装位30上，能有效降低车轮8的装拆难度。
[0062]升降机构2由结构相同的升降架A40及升降架B41组成，升降架A40与侧板A9连接，升降架B41与侧板BlO连接。
[0063]升降架A40，如图1及图8所示，包括有平行设置的主连杆34和辅连杆35，主连杆34和辅连杆35的长度相等；主连杆34和辅连杆35的上端分别用转动副固定于一个横梁36的两端，横梁36与操控台7内的操控台板100固接；主连杆34的中部均匀设置有多个支撑孔37，调节杆33的摆动端穿过支撑孔37用固定螺钉38连接到连接梁39上(如图20所示)，调节杆33的固定端用回转副与侧板A9上的调节杆连接孔25相连；主连杆34和辅连杆35的下端分别用回转副与侧板A9上的主连杆连接孔26、辅连杆连接孔27连接。
[0064]升降架B41的结构与升降架A41完全相同，只是两个调节杆33共用一个连接梁39，具体如图20所示。
[0065]升降时:升降架A40内的主连杆26、辅连杆27和横梁36与侧板A9组成一个平行四边形机构，可确保横梁36始终水平移动；改变连接梁39与调整杆33在主连杆34上支撑孔37的位置，能实现升降机构2对操控台7的升降功能。
[0066]折叠时:如图9所示，松开升降架A40内的调节杆33与主连杆34和连接梁39上的连接螺钉，即能实现折叠，可将升降架A40放置于侧板A9顶部边沿上。
[0067]升降架B41的结构与升降架A41升降和折叠的方式完全相同。
[0068]收纳袋3，如图1及图10所示，包括有袋体51，袋体51为管状软质长袋，袋体51两端的袋口上分别设置有袋圈50、袋钩52，靠近袋钩52的袋体51上设置有取果袋口 57。
[0069]袋圈50，如图10所示，包括有与袋口连接的开口圆环53，开口圆环53的开口端通过固定片固定于支撑连接板54的一端，支撑连接板54与摆平机构5的箱体A70连接；袋钩52由固定夹56和用转轴连接于固定夹56中央的挂钩55组成，固定夹56夹持于另一端的袋口处。
[0070]剪切臂4，其结构如图11及图12所示，包括有上下平行设置的上联板66和下联板65，上联板66和下联板65的一端平齐，上联板66的中部通过固定连接块69与下联板65的另一端连接，上联板66的另一端设置有摄像头68 ;上联板66和下联板65之间连接有剪切机构94，下联板65与摆平机构5内的箱体A70连接。
[0071]用剪切臂4的刀口剪断高位水果的果梗，水果会在重力作用下自动落入剪刀臂4下方张开的袋圈50，由于收纳袋3的袋圈50在高位，而收纳袋3的袋钩52在低位，使袋圈50与袋钩52之间的袋体51自然形成一条弧形的水果传送通道，进入袋口的水果会沿弧形的袋壁从高位平稳滑向低位，当袋体51内收纳的水果达到一定量时，可从低位果枝上取下袋钩52，并从袋体51上的取果袋口 57取出采摘下来的水果。
[0072]剪切机构94，由剪切刀58及与剪切刀58连接的两个刀杆组成，剪切刀58由两个刀头通过转动副连接组成，两个刀杆之间的夹角呈120° ;剪切刀58伸出上联板66和下联板65平齐的一端，且剪切刀58分别通过连接轴、支撑垫片67与上联板66和下联板65连接，可使剪切机构94正确定位和自由运动；每根刀杆通过转动副连接有一个连杆59，形成一个剪切分支；两个连杆59分别通过转动副与一个滑块60连接，滑块60位于上联板66和下联板65之间，滑块60与拉伸弹簧61的一端连接，拉伸弹簧61的另一端通过连接片固定于连接轴上，两个剪切分支关于拉伸弹簧61对称，负责复位两个剪切刀58所形成的剪切刀口，滑块60内设置有两条平行的滑槽63，上联板66和下联板65之间固定有两个滑柱64，两个滑柱64分别穿过两条滑槽63组成移动副，靠近固定连接块69的下联板65上设置有电磁铁62，电磁铁62与滑块60之间的距离是剪切机构94的驱动行程。
[0073]当电磁铁62供电时，滑块60在磁力的吸引下快速移动，经连杆59的运动传递，驱动两个相互配合的剪切刀58向内摆动进行剪切；当电磁铁62断电时，滑块60在拉伸弹簧61的牵引下快速移动，经连杆59的运动传递，驱动两个剪切刀58向外摆动形成剪切刀口 ；为了更有利于装置的应用，可以采取如下措施:(I)适当缩短剪切刀58的刀口长度、延长剪刀杆的牵引臂长和增大滑块60的驱动行程，这样能有效改善剪切机构的增力性能；(2)适当增大拉伸弹簧61的劲度系数和电磁铁62的功率能有效改善剪切机构94的响应速度。
[0074]摆平机构5，如图12、图13及图14所示，包括有箱体A70，箱体A70的顶壁面向外侦牝且在顶壁边缘通过螺钉连接有箱盖A71，箱体A70相对的两侧壁外部分别与剪切臂4内的下联板65、收纳袋3内与袋圈50连接的支撑连接板54连接，箱体A70内的一侧壁上设置有两个轴承支座76，两个轴承支座76之间连接有蜗杆轴A73，蜗杆轴A73的一端连接有驱动电机A75，驱动电机A75固定于箱体A70内的另一侧壁上；箱盖A71的中央、箱体A70内的底板中央各设有一个轴承座，底板上的轴承座内设置有轴孔，两个轴承座之间通过滚动轴承和定位轴肩固定支撑蜗轮轴74，蜗轮轴74与蜗杆轴A73相互啮合组成蜗杆蜗轮机构，蜗轮轴74的一端经轴承座内的轴孔伸出箱体A70，如图13所示，伸出箱体A70的蜗轮轴74与摆平驱动杆72的一端用两个平键周向连接，用轴肩和挡圈轴向定位，摆平驱动杆72的另一端设置有一个组合插座82，组合插座82可嵌入伸缩臂6的端部并用螺钉与伸缩臂6的一端连接，如图14所示，摆平驱动杆72的中部也设置有一个组合插座82，两个组合插座82之间用设置于摆平驱动杆72内的信号与电源连线84连接。在摆平机构5中，箱体A70分别与剪切臂4的下联板65、收纳袋3内与袋圈50连接的支撑连接板54固定连接，摆平驱动杆72与伸缩臂6固接；其中的驱动电机A75用于驱动蜗杆轴A73，蜗杆轴A73经啮合驱动蜗轮轴74，蜗轮轴74能驱动摆平驱动杆72，使箱体A70能相对摆平驱动杆72进行上下摆动，以确保剪切臂4始终处于最佳剪切位置。
[0075]在使用时将收纳袋3的袋钩52低位悬挂于果树的树枝上，挂钩55与固定夹56组成转动副，利用固定夹56将袋体51的一端固定加紧，袋体52上设有一个取果袋口 57，袋体52的另一端穿入袋圈50中的开口圆环53，用于张开袋体52 ;收纳袋3的袋圈50在高位固定于摆平机构5的箱体A70下侧，剪切臂4固定于摆平机构5的箱体A70上侧，使收纳袋3的袋圈52、剪切臂4和摆平机构5成为一体，且剪切臂4在上，收纳袋3的袋圈52在下，摆平机构5的摆平驱动杆72与伸缩臂6的高端固接，伸缩臂6的下部与操控台7的伸缩驱动臂96组成移动副，操控台7的操控台板100固定安装在升降机构2内的横梁36上，升降架A40及升降架B41内的主连杆34、辅连杆35和调节杆35分别以转动副的形式安装在两轮车I的侧板A9、侧板BlO上，两轮车I通过两个车轮8和停放架32将两轮车I稳定在地面上。
[0076]伸缩臂6，包括有多根臂杆77，多根臂杆77通过连接块81依次首尾连接；臂杆77的结构如图15所示，包括有两块相对且平行设置的连板78，如图16所示，每块连板78两侧的边缘处均匀设置有多个连接孔，两块连板78之间分别平行对称设置有齿条79、导轨80，通过螺钉穿过连接孔将两块连板78、齿条79和导轨80连为一体，每根齿条79和导轨80上都均匀设置有多个螺纹孔，齿条79和导轨80分别用螺钉与连板78固接；连接块81的两个连接端分别嵌入一根臂杆77端部的导轨80与齿条79之间，臂杆77内设置有中空管道，中空管道内嵌入有信号与电源连线84。
[0077]可按伸缩长度要求将多个臂杆77用连接块81组成伸缩臂6，在连接的时候，对齐两根臂杆77的连接端部，并用螺钉将臂杆77与连接块81固定，便可实现两臂杆77的连接。
[0078]如图18所示，连接块81为矩形块体，连接块81的相对两个侧端各设置有一个组合插座82，两个组合插座82之间连接有信号与电源连线84，信号与电源连线84位于连接块81内的通孔内；连接块81的上下两个端部各设置有多个螺纹孔，用螺钉穿过螺纹孔可将连接块81与臂杆77中的连板78连接。
[0079]信号与电源连线84，其结构如图19所示，由组合线83和两个组合插头85组成，两个组合插头85分别设置于组合线83的两端；组合线83与臂杆77的长度相同；组合插头85与连接块81上的组合插座82连接，组合线83嵌入臂杆77内的中空管道内，构成沿伸缩臂6的信号与电源传输路径。
[0080]操控台7，如图20所示，包括有水平设置的操控台板100，操控台板100的两端分别固定支撑在升降架A40和升降架B41上，操控台板100上表面的一侧设置有控制箱99，操控台板100的中部设置有带轴孔的轴承座，悬挂旋转机构97设置于操控台板100的下方，悬挂旋转机构97的上方悬挂于轴承座中，悬挂旋转机构97相对的两侧壁上分别连接有伸缩驱动臂96、俯仰驱动机构98。
[0081]伸缩驱动臂96，其结构如图21、图22及图23所示，包括有臂体86和臂盖87，臂盖87呈长方形，臂体86呈与臂盖87配合的长方体，臂体86与臂盖87在臂体86的上下外缘处分别用多个螺钉固接，臂体86与臂盖87之间形成封闭的驱动支撑通道；臂体86的外壁下部两端各设置有一个带孔轴承座91，带孔轴承座91的上部连接有轴承盖95，轴承座91的轴孔内设置有滚动轴承，支撑滚轮88由支撑轴和连接于支撑轴一端的滚轮组成，滚轮位于驱动支撑通道内，支撑轴穿过带孔轴承座91内的轴孔与滚动轴承相配合，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和挡圈定位，滚动轴承的外圈在轴向用带孔轴承座91和轴承盖95定位；臂体86的外壁上部的一端也设置有一个带孔轴承座91，支撑齿轮89由齿轮轴和连接于齿轮轴端部的齿轮组成，齿轮位于驱动支撑通道内，齿轮轴穿过带孔轴承座91内的轴孔与滚动轴承相配合，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和挡圈定位，滚动轴承的外圈在轴向用上轴承座和轴承端盖定位，臂体86的外壁上部的另一端设置有一个轴孔，驱动电机B92的电机轴穿过轴孔与驱动齿轮90固定连接，驱动齿轮90位于驱动支撑通道内，驱动电机B90固定于臂体86的外壁上，臂体86的外壁中央设置有驱动臂安装区93，驱动臂安装区93沿圆周均匀设有多个螺纹连接孔31，驱动臂安装区93用螺钉与驱动轴105大端的安装盘连接，伸缩驱动臂96能随驱动轴105 —起摆动以控制伸缩臂6的俯仰运动，伸缩臂6穿过伸缩驱动臂96内的驱动支撑通道，伸缩臂6内的导轨80与伸缩驱动臂96中的支撑滚轮88配合，配合由臂杆77两侧的连板78约束，伸缩臂6内的齿条79与伸缩驱动臂96中的支撑齿轮89和驱动齿轮90啮合，啮合也由臂杆77两侧的连板78约束，伸缩臂6的伸缩运动由伸缩驱动臂96中的驱动电机B92控制。
[0082]悬挂旋转机构97，其结构如图20和图24所示，包括悬挂轴101，悬挂轴101由上部的轴肩和中部的连接轴组成，轴肩悬挂在操控台板100中部的轴承座上，轴承座的轴孔内设有滚动轴承，悬挂轴101的连接轴与滚动轴承内圈配合并穿过轴承座内的轴孔，形成相对于操控台板100的水平旋转自由度，悬挂轴101的连接轴下端与水平设置的悬挂梁102在中部用螺钉固接，悬挂梁102的两端分别垂直连接有悬挂臂板A103、悬挂臂板B104，俯仰驱动机构98设置于悬挂臂板A103上，悬挂臂板A103和悬挂臂板B104之间连接有轴承套筒106，轴承套筒106在两端的凸缘处分别用螺钉与悬挂臂板A103、悬挂臂板B104固接，轴承套筒106内设置有两个相同的滚动轴承，两个滚动轴承的内圈之间用套筒挤紧，两个滚动轴承的外圈分别由悬挂臂板A103和悬挂臂板B104挤紧，两个滚动轴承内圈与驱动轴105的中部配合，驱动轴105大端的安装盘用螺钉在驱动臂安装区93与伸缩驱动臂96固定连接，驱动轴105的小端与蜗轮107用平键周向连接、用轴肩和挡圈轴向定位。
[0083]俯仰驱动机构98，其结构如图20及图25所示，包括有箱体BI 11，箱体BI 11的边缘通过螺钉连接有箱盖BI 12，箱体BI 11的底板上分别设有轴孔和箱体连接孔113，箱体BI 11通过螺钉固定于悬挂臂板A103上，箱体Blll内的底板上设置有两个轴承支座76，两个轴承支座76用于固定连接蜗杆轴B108，箱体Blll内还设置有蜗轮107，蜗轮107用平键与驱动轴105在轴端周向连接，蜗轮107用套筒和挡圈与驱动轴105在轴端轴向定位，蜗轮107与蜗杆轴B108相互啮合组成控制俯仰的蜗杆蜗轮机构，驱动电机C109固定于箱体Blll的外壁上，驱动电机C109的电机轴经箱体Blll上的轴孔与蜗杆轴B112在一端用联轴器110固连。
[0084]控制箱99固定安装在操控台板100的上表面，位于俯仰驱动机构98的上方，控制箱99内可固定安装各类电路板；控制箱99，包括有控制箱箱体，控制箱箱体的一个侧壁上设有组合插座82，用于接入各类信号和电源，控制箱99面向操作的侧壁上设有控制面板121，控制面板121内的一侧设置有显示摄像头68拍摄画面的显示屏114，显示屏114 一侧上方分别设置有电源开关115和指示灯116，电源开关115和指示灯116下方依次设有剪切控制按钮117、俯仰控制按钮118、伸缩控制按钮119和摆平控制按钮120，用于控制伸缩臂6的俯仰伸缩及剪切臂4的剪切与上下摆动。
[0085]本发明农用高位水果采摘装置用两轮车取代动力运载车以适应果园较差的行驶状况，用伸缩臂取代多自由度的机械臂既减轻了重量又简化了臂体的结构和控制、还节省了臂体的活动空间，用悬挂式软布袋取代固定式水果传送通道既缩短了水果传送距离又减少了水果损伤，使水果采摘装置更加适合果园应用。
【权利要求】
1.农用高位水果采摘装置，其特征在于，包括有两轮车(I)，所述两轮车(I)的车体上部活动连接有升降机构(2)，所述升降机构(2)与操控台(7)活动连接，所述操控台(7)与伸缩臂(6)的一端活动连接，所述伸缩臂(6)的另一端活动连接有摆平机构(5)，所述摆平机构(5)的顶部连接有剪切臂(4)，所述摆平机构(5)的底部连接有收纳袋(3)。
2.根据权利要求1所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述两轮车(I)，包括车体，车体的下部连接有两个车轮(8)和一个停放架(32)，两个车轮(8)分别位于车体前部的两侧，停放架(32)位于车体的尾部； 所述车体，包括有竖直且相对设置的侧板A(9)、侧板B(1)，所述侧板A(9)于侧板B(1)呈大小相同的矩形板，所述侧板A(9)及侧板B(10)的前端通过侧板C(II)连为一体，所述侧板A (9)与侧板B (10)上顶部边缘的前端各设置有一个调节杆连接孔(24)，所述侧板A (9)与侧板B (10)上底部边缘的前端各设置有一个车轮安装位(30)，所述车轮安装位(30)沿圆周均匀设置有多个螺纹安装孔(31)，所述车轮(8)通过螺钉固定于车轮安装位(30)内；所述侧板A(9)与侧板B(1)的尾端连接有向外伸出的矩形车把手(29);所述侧板A(9)与侧板B(1)之间还分别垂直连接有侧板D(12)及隔板(13)，所述侧板C(Il)与隔板(13)之间形成操控台停放仓(14)，所述隔板(13)与侧板D (12)之间形成工具仓(15)，侧板D (12)后部形成操控区(16)，所述侧板D (12)的底部中央垂直连接有一个位于操控区(16)内的靠板(21)； 所述侧板A (9)与侧板B (10)的尾端下部各设置有一个摆动连接孔(28)，停放架(32)的两端分别通过转动轴与两个摆动连接孔(28)连接； 所述侧板A (9)上连接有电池箱(17)，侧板B (10)上连接有臂杆箱(18)，侧板A (9)与侧板B(10)的顶部边缘处均依次设置有调节杆固定孔(25)、主连杆连接孔(26)和及辅连杆连接孔(27) ο
3.根据权利要求2所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述停放架(32)，包括有平行设置于车体尾部下方的停放板(20)，所述停放板(20)的两端各垂直连接有一个摆动支撑板(19)，一个摆动支撑板(19)的上端通过转动副与侧板A (9)上的摆动连接孔(28)连接，另一个摆动支撑板(19)的上端通过转动副与侧板B(10)上的摆动连接孔(28)连接，停放架(32)能绕两转动副摆动； 所述电池箱(17)的外壁上设置有电池箱门(22)，所述电池箱门(22)的底边采用合页固定于电池箱(17)的底边边缘，所述电池箱门(22)的顶边中央设有开合把手和防护锁； 所述臂杆箱(18)面向操作方向的一侧设置有臂杆箱口(23); 所述车轮(8)，包括有轮体(45)，所述轮体(45)上连接有轮轴(42)，轮体(45)的外缘设置有轮胎(47);所述轮体(45)中央的轮毂孔内设置有滚动轴承，轮体(45)的外缘和轮毂之间设置有轮辐；所述轮轴(42)的大端是车轮安装盘(43)，车轮安装盘(43)沿圆周均匀设置有多个连接孔，轮轴(42)的小端是螺纹轴端(44)，所述轮轴(42)的中部穿过滚动轴承，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和圆螺母(48)定位，所述圆螺母(48)的外侧设有开口销(49)，滚动轴承的外圈在轴向从两侧分别用一个轴承挡板(46)定位，使轮胎(47)、轮体(45)和轮轴(42)连成一个完整的车轮(8);所述车轮安装盘(43)通过螺钉在车轮安装位(O)处拧入螺纹安装孔(31)与车体连接。
4.根据权利要求1所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述升降机构(2)由结构相同的升降架A(40)及升降架B(41)组成，升降架A(40)与侧板A(9)连接，升降架B(41)与侧板B (10)连接； 所述升降架A (40)，包括有平行设置的主连杆(34)和辅连杆(35)，主连杆(34)和辅连杆(35)的长度相等；主连杆(34)和辅连杆(35)的上端分别用转动副固定于一个横梁(36)的两端，所述横梁(36)与操控台(7)内的操控台板(100)固接；主连杆(34)的中部均匀设置有多个支撑孔(37)，调节杆(33)的摆动端穿过支撑孔(37)用固定螺钉(38)连接到连接梁(39)上，调节杆(33)的固定端用回转副与侧板A(9)上的调节杆连接孔(25)相连；主连杆(34)和辅连杆(35)的下端分别用回转副与侧板A(9)上的主连杆连接孔(26)、辅连杆连接孔(27)连接。
5.根据权利要求1所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述收纳袋(3)，包括有袋体(51)，所述袋体(51)为管状软质长袋，所述袋体(51)两端的袋口上分别设置有袋圈(50)、袋钩(52)，靠近袋钩(52)的袋体(51)上设置有取果袋口 (57)； 所述袋圈(50)，包括有与袋口连接的开口圆环(53)，开口圆环(53)的开口端通过固定片固定于支撑连接板(54)的一端，支撑连接板(54)与摆平机构(5)的箱体A (70)连接；袋钩(52)由固定夹(56)和用转轴连接于固定夹(56)中央的挂钩(55)组成，固定夹(56)夹持于另一端的袋口处。
6.根据权利要求1所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述剪切臂(4)，包括有上下平行设置的上联板￠6)和下联板(65)，上联板￠6)和下联板￠5)的一端平齐，上联板(66)的中部通过固定连接块(69)与下联板(65)的另一端连接，上联板(66)的另一端设置有摄像头(68);上联板(66)和下联板(65)之间连接有剪切机构(94)，下联板(65)与摆平机构(5)内的箱体A (70)连接； 所述剪切机构(94)，由剪切刀(58)及与剪切刀(58)连接的两个刀杆组成，剪切刀(58)由两个刀头通过转动副连接组成，两个刀杆之间的夹角呈120° ;剪切刀(58)伸出上联板(66)和下联板(65)平齐的一端，且剪切刀(58)分别通过连接轴、支撑垫片(67)与上联板￠6)和下联板￠5)连接；每根刀杆通过转动副连接有一个连杆(59)，形成一个剪切分支；两个连杆(59)分别通过转动副与一个滑块(60)连接，滑块(60)位于上联板(66)和下联板(65)之间，滑块(60)与拉伸弹簧(61)的一端连接，拉伸弹簧(61)的另一端通过连接片固定于连接轴上，两个剪切分支关于拉伸弹簧(61)对称，负责复位两个剪切刀(58)所形成的剪切刀口，所述滑块￠0)内设置有两条平行的滑槽(63)，上联板￠6)和下联板(65)之间固定有两个滑柱(64)，两个滑柱￠4)分别穿过两条滑槽￠3)组成移动副，靠近固定连接块(69)的下联板(65)上设置有电磁铁(62)。
7.根据权利要求6所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述摆平机构(5)，包括有箱体A(70)，所述箱体A(70)的顶壁面向外侧，且在顶壁边缘通过螺钉连接有箱盖A (71)，所述箱体A (70)相对的两侧壁外部分别与剪切臂(4)内的下联板(65)、收纳袋(3)内与袋圈(50)连接的支撑连接板(54)连接，箱体A (70)内的一侧壁上设置有两个轴承支座(76)，两个轴承支座(76)之间连接有蜗杆轴A (73)，所述蜗杆轴A (73)的一端连接有驱动电机A(75)，驱动电机A(75)固定于箱体A(70)内的另一侧壁上；箱盖A(71)的中央、箱体A (70)内的底板中央各设有一个轴承座，底板上的轴承座内设置有轴孔，两个轴承座之间通过滚动轴承和定位轴肩固定支撑蜗轮轴(74)，所述蜗轮轴(74)与蜗杆轴A(73)相互啮合组成蜗杆蜗轮机构，所述蜗轮轴(74)的一端经轴承座内的轴孔伸出箱体A(70)，伸出箱体A(70)的蜗轮轴(74)与摆平驱动杆(72)的一端用两个平键周向连接，用轴肩和挡圈轴向定位，摆平驱动杆(72)的另一端设置有一个组合插座(82)，组合插座(82)嵌入伸缩臂(6)的端部并用螺钉与伸缩臂(6)的一端连接，摆平驱动杆(72)的中部也设置有一个组合插座(82)，两个组合插座(82)之间用设置于摆平驱动杆(72)内的信号与电源连线(84)连接。
8.根据权利要求1或7所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述伸缩臂(6)包括有多根臂杆(77)，多根臂杆(77)通过连接块(81)依次首尾连接；臂杆(77)包括有两块相对且平行设置的连板(78)，每块连板(78)两侧的边缘处均匀设置有多个连接孔，两块连板(78)之间分别平行对称设置有齿条(79)、导轨(80)，通过螺钉穿过连接孔将两块连板(78)、齿条(79)和导轨(80)连为一体，每根齿条(79)和导轨(80)上都均匀设置有多个螺纹孔，齿条(79)和导轨(80)分别用螺钉与连板(78)固接；所述连接块(81)的两个连接端分别嵌入一根臂杆(77)端部的导轨(80)与齿条(79)之间，臂杆(77)内设置有中空管道，中空管道内嵌入有信号与电源连线(84); 所述连接块(81)为矩形块体，所述连接块(81)的相对两个侧端各设置有一个组合插座(82)，两个组合插座(82)之间连接有信号与电源连线(84)，所述信号与电源连线(84)位于连接块(81)内的通孔内；连接块(81)的上下两个端部各设置有多个螺纹孔，用螺钉穿过螺纹孔可将连接块(81)与臂杆(77)中的连板(78)连接； 所述信号与电源连线(84)由组合线(83)和两个组合插头(85)组成，两个组合插头(85)分别设置于组合线(83)的两端；所述组合线(83)与臂杆(77)的长度相同；所述组合插头(85)与连接块(81)上的组合插座(82)连接，所述组合线(83)嵌入臂杆(77)内的中空管道内。
9.根据权利要求1所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述操控台(7)，包括有水平设置的操控台板(100)，所述操控台板(100)的两端分别固定支撑在升降架A(40)和升降架B(41)上，所述操控台板(100)上表面的一侧设置有控制箱(99)，操控台板(100)的中部设置有带轴孔的轴承座，悬挂旋转机构(97)设置于操控台板(100)的下方，所述悬挂旋转机构(97)的上方悬挂于轴承座中，所述悬挂旋转机构(97)相对的两侧壁上分别连接有伸缩驱动臂(96)、俯仰驱动机构(98)。
10.根据权利要求9所述的农用高位水果采摘装置，其特征在于，所述伸缩驱动臂(96)，包括有臂体(86)和臂盖(87)，所述臂盖(87)呈长方形，臂体(86)呈与臂盖(87)配合的长方体，所述臂体(86)与臂盖(87)在臂体(86)的上下外缘处分别用多个螺钉固接，臂体(86)与臂盖(87)之间形成封闭的驱动支撑通道；所述臂体(86)的外壁下部两端各设置有一个带孔轴承座(91)，所述带孔轴承座(91)的上部连接有轴承盖(95)，所述带孔轴承座(91)的轴孔内设置有滚动轴承，支撑滚轮(88)由支撑轴和连接于支撑轴一端的滚轮组成，滚轮位于驱动支撑通道内，支撑轴穿过带孔轴承座(91)内的轴孔与滚动轴承相配合，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和挡圈定位，滚动轴承的外圈在轴向用带孔轴承座(91)和轴承盖(95)定位；所述臂体(86)的外壁上部的一端也设置有带孔轴承座(91)，支撑齿轮(89)由齿轮轴和连接于齿轮轴端部的齿轮组成，齿轮位于驱动支撑通道内，齿轮轴穿过带孔轴承座(91)内的轴孔与滚动轴承相配合，滚动轴承的内圈在轴向用轴肩和挡圈定位，滚动轴承的外圈在轴向用上轴承座和轴承端盖定位，臂体(86)的外壁上部的另一端设置有一个轴孔，驱动电机B(92)的电机轴穿过轴孔与驱动齿轮(90)固定连接，驱动齿轮(90)位于驱动支撑通道内，驱动电机B(90)固定于臂体(86)的外壁上，所述臂体(86)的外壁中央设置有驱动臂安装区(93)，所述驱动臂安装区(93)沿圆周均匀设有多个螺纹连接孔(31)，所述驱动臂安装区(93)用螺钉与驱动轴(105)大端的安装盘连接，所述伸缩驱动臂(96)能随驱动轴(105) —起摆动以控制伸缩臂(6)的俯仰运动，伸缩臂(6)穿过伸缩驱动臂(96)内的驱动支撑通道，伸缩臂(6)内的导轨(80)与伸缩驱动臂(96)中的支撑滚轮(88)配合，配合由臂杆(77)两侧的连板(78)约束，所述伸缩臂(6)内的齿条(79)与伸缩驱动臂(96)中的支撑齿轮(89)和驱动齿轮(90)啮合，啮合也由臂杆(77)两侧的连板(78)约束，所述伸缩臂(6)的伸缩运动由伸缩驱动臂(96)中的驱动电机B (92)控制； 所述悬挂旋转机构(97)，包括悬挂轴(101)，悬挂轴(101)由上部的轴肩和中部的连接轴组成，轴肩悬挂在操控台板(100)中部的轴承座上，轴承座的轴孔内设有滚动轴承，悬挂轴(101)的连接轴与滚动轴承内圈配合并穿过轴承座内的轴孔，形成相对于操控台板(100)的水平旋转自由度，所述悬挂轴(101)的连接轴下端与水平设置的悬挂梁(102)在中部用螺钉固接，所述悬挂梁(102)的两端分别垂直连接有悬挂臂板A(103)、悬挂臂板B (104)，所述俯仰驱动机构(98)设置于悬挂臂板A (103)上，所述悬挂臂板A (103)和悬挂臂板B (104)之间连接有轴承套筒(106)，所述轴承套筒(106)在两端的凸缘处分别用螺钉与悬挂臂板A(103)、悬挂臂板B(104)固接，所述轴承套筒(106)内设置有两个相同的滚动轴承，两个滚动轴承的内圈之间用套筒挤紧，两个滚动轴承的外圈分别由悬挂臂板A(103)和悬挂臂板B(104)挤紧，两个滚动轴承内圈与驱动轴(105)的中部配合，所述驱动轴(10)大端的安装盘用螺钉在驱动臂安装区(93)与伸缩驱动臂(96)固定连接，驱动轴(105)的小端与蜗轮(107)用平键周向连接、用轴肩和挡圈轴向定位； 所述俯仰驱动机构(98)，包括有箱体B (111)，所述箱体B (111)的边缘通过螺钉连接有箱盖B(112)，所述箱体B(Ill)的底板上分别设有轴孔和箱体连接孔(113)，所述箱体B(Ill)通过螺钉固定于悬挂臂板A(103)上，所述箱体B(Ill)内的底板上设置有两个轴承支座(76)，两个轴承支座(76)用于固定连接蜗杆轴B (108)，箱体B(Ill)内还设置有蜗轮(107)，所述蜗轮(107)用平键与驱动轴(105)在轴端周向连接，所述蜗轮(107)用套筒和挡圈与驱动轴(105)在轴端轴向定位，所述蜗轮(107)与蜗杆轴B(108)相互啮合组成控制俯仰的蜗杆蜗轮机构，所述驱动电机C(109)固定于箱体B(Ill)的外壁上，所述驱动电机C(109)的电机轴经箱体B(Ill)上的轴孔与蜗杆轴B(112)在一端用联轴器(110)固连；所述控制箱(99)，包括有控制箱箱体，控制箱箱体的一个侧壁上设有组合插座(82)，所述控制箱(99)面向操作的侧壁上设有控制面板(121)，所述控制面板(121)内的一侧设置有显示摄像头(68)拍摄画面的显示屏(114)，所述显示屏(114) 一侧上方分别设置有电源开关(115)和指示灯(116)，所述电源开关(115)和指示灯(116)下方依次设有剪切控制按钮(117)、俯仰控制按钮(118)、伸缩控制按钮(119)和摆平控制按钮(120)，用于控制伸缩臂(6)的俯仰伸缩及剪切臂(4)的剪切与上下摆动。
【文档编号】A01D46/24GK104472109SQ201410733545
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】汪成龙, 张磊 申请人:西安工程大学