一种分级无损伤苹果采摘机的制作方法

本实用新型属于农产品采摘装置技术领域，涉及一种分级无损伤苹果采摘机。

背景技术：

目前，在我国苹果的采摘方式大致分为两种，一种是人力采摘，另一种是采摘装置采摘。人力采摘通常需要采摘者借助梯子等工具在高处进行采摘，耗费人力物力大，但采摘效率低；采摘装置采摘虽然节省人力，但由于采摘对象的复杂性和工作环境的非结构性，导致苹果采摘的自动化程度仍然较低，而且，传统的采摘装置上的采摘机械手在与苹果的接触过程中非常容易损伤苹果本身，有时甚至对果树造成伤害，另外，传统的采摘装置通过输送带收集苹果时，因为苹果数量多容易互相磕碰造成损伤，收集好苹果后仍需人为对苹果进行分类。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种分级无损伤苹果采摘机，该装置实现了苹果在采摘之后的分类。

本实用新型所采用的技术方案是，一种分级无损伤苹果采摘机，包括车架主体，车架主体中设置有电机，车架主体底部连接有轮履移动机构，车架主体顶部设置有平台板，平台板上分别设置有果实采摘机构和果实分类机构，车架主体连接有果实收集机构。

本实用新型的特点还在于，

轮履移动机构包括与电机连接的传动轴，传动轴两端均通过两用行走轮切换锁定装置分别连接有履带主轮和轮胎主动轮，履带主轮外包裹有履带，履带中还设置有与之相合的履带副轮。

果实分类机构包括设置在平台板上的立柱，立柱上设置有控制盒，控制盒中设置有控制元件，控制盒两侧均连接有横杆的一端，横杆另一端底部均设置有第一竖杆，且第一竖杆与横杆垂直，第一竖杆中套接有第二竖杆，第二竖杆的底端均设置有防震套袋装置，防震套袋装置下方设置有一级传送带，一级传送带尾端下方设置有固定于平台板的第一转盘，第一转盘底部设置有重力传感器，第一转盘两侧设置有与控制元件连接的第二近红外探头，且第二近红外探头高度高于第一转盘，第一转盘下方左右两侧分别设置有二级传送带和三级传送带，一级传送带、二级传送带和三级传送带依次连接，二级传送带和三级传送带均固定于平台板，且二级传送带和三级传送带尾端均伸出车架主体边缘，二级传送带和三级传送带尾端不平齐。

防震套袋装置包括套接在第二竖杆中的第三竖杆，第三竖杆外套合有套袋撑杆圆盘，且第三竖杆位于套袋撑杆圆盘的中心处，套袋撑杆圆盘底面边缘均匀设置有多个铰链，铰链连接有气动伸缩杆的一端，气动伸缩杆的另一端连接有橡胶杆，气动伸缩杆连接于橡胶杆的中部，且橡胶杆与套袋撑杆圆盘底面垂直。

果实收集机构包括与车架主体尾部连接的无盖收集箱，无盖收集箱底部设置有车轮，无盖收集箱内设置有多个隔板，隔板将无盖收集箱划分为不同区域，每个区域分别位于二级传送带和三级传送带尾端下方。

果实采摘机构包括机械臂滑移机构，机械臂滑移机构包括移动板，移动板下表面设置有滚轮，平台板上表面设置有凹槽，凹槽侧壁设置有第一齿条，移动板上表面边沿设置有与第一齿条相配合的第一齿轮；

还包括机械臂，机械臂包括依次通过齿轮连接的大臂、中臂和小臂，大臂固定在移动板上表面，大臂中设置有相互配合的蜗杆和蜗轮，蜗杆与电机连接，小臂连接有机械手。

机械手包括机械手本体，机械手本体中设置有真空发生器组件，机械手本体一端与小臂连接，机械手本体另一端设置有摄像头和不少于两个条状触手，触手外侧包裹有硅胶套，触手内侧设置有多个吸盘，吸盘与真空发生器组件连接，触手前端分别嵌入设置有仿甲刀片和第一近红外探头，仿甲刀片和第一近红外探头均与控制元件连接。

本实用新型的有益效果是，本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的果实采摘机构采用先进的仿生技术，仿生软体动物章鱼，不但自由度高，灵活性好，而且在采摘过程中不会损伤苹果；通过近红外技术有效的识别苹果相关参数，对苹果进行在线分级；防震套袋装置通过给苹果套上聚乙烯发泡棉网套，避免了苹果在传送与收集过程中的磕碰和挤压；本实用新型的分级无损伤苹果采摘机实现了苹果从采摘到分级收集的一体化，大大节省了劳动成本，保证了苹果的良好品质。

附图说明

图1是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的结构示意图；

图2是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的轮履移动机构的结构示意图；

图3是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的果实分类机构部分结构示意图；

图4是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的防震套袋装置结构示意图；

图5是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的机械臂滑移机构结构示意图；

图6是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的机械臂结构示意图；

图7是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的蜗轮蜗杆结构示意图；

图8是本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的机械手结构示意图。

图中，1.车架主体，2.电机，3.平台板，4.传动轴，5.两用行走轮切换锁定装置，6.履带主轮，7.轮胎主动轮，8.履带，9.履带副轮，10.立柱，11.控制盒，12.控制元件，13.横杆，14.第一竖杆，15.第二竖杆，16.一级传送带，17.第一转盘，18.重力传感器，19.第二近红外探头，20.二级传送带，21.三级传送带，22.第三竖杆，23.套袋撑杆圆盘，24.铰链，25.气动伸缩杆，26.橡胶杆，27.无盖收集箱，28.车轮，29.隔板，30.移动板，31.滚轮，32.凹槽，33.第一齿条，34.第一齿轮，35.大臂，36.中臂，37.小臂，38.蜗杆，39.蜗轮，40.机械手本体，41.真空发生器组件，42.摄像头，43.触手，44.硅胶套，45.吸盘，46.仿甲刀片，47.第一近红外探头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机，如图1所示，包括车架主体1，车架主体1中设置有电机2，车架主体1底部连接有轮履移动机构，车架主体1顶部设置有平台板3，平台板3上分别设置有果实采摘机构和果实分类机构，车架主体1连接有果实收集机构。

如图2所示，轮履移动机构包括与电机2连接的传动轴4，传动轴4两端均通过两用行走轮切换锁定装置5分别连接有履带主轮6和轮胎主动轮7，履带主轮6外包裹有履带8，履带8中还设置有与之相合的履带副轮9。

果实分类机构包括设置在平台板3上的立柱10，立柱10上设置有控制盒11，控制盒11中设置有控制元件12，控制盒11两侧均连接有横杆13的一端，横杆13另一端底部均设置有第一竖杆14，且第一竖杆14与横杆13垂直，第一竖杆14中套接有第二竖杆15，第二竖杆15的底端均设置有防震套袋装置，防震套袋装置下方设置有一级传送带16，如图3所示，一级传送带16尾端下方设置有固定于平台板3的第一转盘17，第一转盘17底部设置有重力传感器18，第一转盘17两侧设置有与控制元件12连接的第二近红外探头19，且第二近红外探头19高度高于第一转盘17，第一转盘17下方左右两侧分别设置有二级传送带20和三级传送带21，一级传送带16、二级传送带20和三级传送带21依次连接，二级传送带20和三级传送带21均固定于平台板3，且二级传送带20和三级传送带21尾端均伸出车架主体1边缘，二级传送带20和三级传送带21尾端不平齐。

如图4所示，防震套袋装置包括套接在第二竖杆15中的第三竖杆22，第三竖杆22外套合有套袋撑杆圆盘23，且第三竖杆22位于套袋撑杆圆盘23的中心处，套袋撑杆圆盘23底面边缘均匀设置有多个铰链24，铰链24连接有气动伸缩杆25的一端，气动伸缩杆25的另一端连接有橡胶杆26，气动伸缩杆25连接于橡胶杆26的中部，且橡胶杆26与套袋撑杆圆盘23底面垂直，橡胶杆26上套有聚乙烯发泡棉网套，聚乙烯发泡棉网套上下开口均设置有与橡胶杆26对应的橡胶圈，橡胶杆26穿过橡胶圈。

果实收集机构包括与车架主体1尾部连接的无盖收集箱27，无盖收集箱27底部设置有车轮28，无盖收集箱27内设置有多个隔板29，隔板29将无盖收集箱27划分为不同区域，每个区域分别位于二级传送带20和三级传送带21尾端下方。

果实采摘机构包括机械臂滑移机构，如图5所示，机械臂滑移机构包括移动板30，移动板30下表面设置有滚轮31，平台板3上表面设置有凹槽32，凹槽32侧壁设置有第一齿条33，移动板30上表面边沿设置有与第一齿条33相配合的第一齿轮34；

还包括机械臂，如图6所示，机械臂包括依次通过齿轮连接的大臂35、中臂36和小臂37，大臂35固定在移动板30上表面，如图7所示，大臂35中设置有相互配合的蜗杆38和蜗轮39，蜗杆38与电机2连接，小臂37连接有机械手。

如图8所示，机械手包括机械手本体40，机械手本体40中设置有真空发生器组件41，机械手本体40一端与小臂37连接，机械手本体40另一端设置有摄像头42和不少于两个条状触手43，触手43外侧包裹有硅胶套44，触手43内侧设置有多个吸盘45，吸盘45与真空发生器组件41连接，触手43前端分别嵌入设置有仿甲刀片46和第一近红外探头47，仿甲刀片46和第一近红外探头47均与控制元件12连接。

本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的主要部件具体作用如下：

机械手本体40由柔软的硅胶制成，内部安装气动系统泵，气动系统泵通过压缩空气使触手实现向内弯曲，可以柔软的环绕不同形状的物体，具有良好的柔韧性，提高了采摘效率。

吸盘45可以吸住软质、易碎和形状复杂的物体，在采摘过程中避免了苹果的掉落。

机械臂采用三关节型，共有七个自由度，机械臂可以完成大臂35的转动、滑动、俯仰，中臂36和小臂37的俯仰，小臂37的避障，以及机械手自身的缠绕等动作。机械臂通体采用质轻且高强度的碳纤维材料，更利于节能环保和使用的灵活性。

蜗轮39与蜗杆38啮合传动可以实现机械臂整体的360°转动，蜗杆38由电机2直接带动，由于蜗轮39的面积也比较大，蜗轮39可以完全承受机械臂的重量，转动平稳，且利用其自锁功能，使得机械臂动作精度更高，更有利于目标定位及避障。

机械臂滑移机构机械臂可以通过第一齿轮34与第一齿条33之间的啮合在平台板上滑动行走，更好地完成水果采摘任务，有效的提高了水果采摘的效率。

聚乙烯发泡棉网套的材质是非交联闭孔结构，又称珍珠棉(EPE)，是一种新型环保的包装材料，它是由低密度聚乙烯脂经物理发泡后产生无数的独立气泡构成的，采用丁烷发泡成型，并加入两种辅料：工业或医用级800-1250目的超细滑石粉和食品级的抗缩剂。克服了普通发泡胶易碎、变形、恢复性差、极易老化的缺点。具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强等诸多优点，亦具有很好的抗化学性能。

本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机，工作过程具体如下：

机械手本体40上的摄像头42将需要采摘区域的图像传送至控制元件12，控制元件12根据第一近红外探头47的数据控制果实采摘机构靠近采摘目标，使触手43将苹果包裹，真空发生器件41将吸盘里的空气吸空，使吸盘45吸住苹果，保证苹果不会掉落，仿甲刀片46从触手43伸出，将苹果与枝干分离，仿甲刀片46缩入触手43中，机械手将苹果放置在防震套袋装置下方的一级传送带16上，第三竖杆22向下运动，当聚乙烯发泡棉网套靠近苹果时，气动伸缩杆25收缩，橡胶杆26向外张开，网套处于张开状态；等苹果进入网套里面，气动伸缩杆25伸长，橡胶杆26指向中心，此时，网套处于收缩状态，将网套套到苹果上。此时，气动伸缩杆25升起，橡胶杆26从网套的橡胶圈里抽出，第三竖杆22向上运动恢复初始位置等待下一次套袋，套好网套的苹果经一级传送带16的传送，运动至第一转盘17上，重力传感器18和第二近红外探头19将该苹果的质量和品貌数据传送至控制元件12，控制元件12根据设定好的苹果参数标准使第一转盘17转动，从而使苹果进入二级传送带20或三级传送带21，然后苹果进入无盖收集箱27中，最终实现分类。

通过上述方式，本实用新型一种分级无损伤苹果采摘机的果实采摘机构采用先进的仿生技术，仿生软体动物章鱼，不但自由度高，灵活性好，而且在采摘过程中不会损伤苹果；通过近红外技术有效的识别苹果相关参数，对苹果进行在线分级；防震套袋装置通过给苹果套上聚乙烯发泡棉网套，避免了苹果在传送与收集过程中的磕碰和挤压；本实用新型的分级无损伤苹果采摘机实现了苹果从采摘到分级收集的一体化，大大节省了劳动成本，保证了苹果的良好品质。