一种半自动摘菠萝机的制作方法

本发明涉及日常生活用具领域，尤其涉及一种半自动摘菠萝机。

背景技术：

菠萝含有蛋白质及多种维生素，因其风味独特，深受人们喜爱。菠萝好吃但是菠萝叶确是锯齿形的，农民采摘时容易被割伤。现在虽然有推广使用自动采摘的装置，但大多数是大型设备，体积大价格贵，不适合小农户或丘陵地带的种植户使用，大多数农民还是采用传统的手工采摘，背负大箩筐，弯腰用刀用力将菠萝果梗切断，这种采摘方式劳动强度大，容易受伤，且效率低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种半自动摘菠萝机，体积小、重量轻，操作方便，减轻农民劳动强度，提高菠萝采摘的效率。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种半自动摘菠萝机，其特征在于：包括采摘机构、采摘动力机构和旋转机构，所述采摘机构包括手柄拉杆、支撑管、圆筒磁铁、切刀、固定架和装菠萝架，所述手柄拉杆有两个，一左一右安装在支撑管的两端，所述支撑管是中空的，内部嵌套安装有圆筒磁铁，所述圆筒磁铁有两个，异极相吸面对立安装，另一端分别与左右的手柄拉杆相连接；所述支撑管的上下侧圆弧面上开有滑槽，所述固定架位于支撑管的下方，穿过滑槽与圆筒磁铁相连接，所述固定架是方形支架，由左右连杆组成，所述左右连杆均为l形，短边前端处装有切刀，所述切刀有两片，刀口相对一左一右配合安装；所述装菠萝架为两扇半椭圆弧面框架，对接后形状与菠萝的形状相近，下方留有圆孔，侧面与固定架相连；

所述采摘动力机构一端与手柄拉杆相连，另一端连接所述旋转机构;所述采摘动力机构包括剪切电机、齿轮、齿条和采摘固定杆，所述剪切电机为正反转电机，安装在采摘固定杆的上端面，所述采摘固定杆的前端与采摘机构的支撑管的侧面相焊接，所述剪切电机的电机输出轴与齿轮的中心相连，带动齿轮转动，所述齿轮与齿条啮合，带动齿条水平往复运动，所述齿条有两条，一端分别与齿轮的上下切面啮合，另一端设有连杆，穿过滑槽与左右手柄拉杆的内侧上端面相连接;

所述旋转机构包括旋转支架、安装架、丝杆、升降齿轮、升降齿轮电机、旋转齿轮和旋转齿轮电机，所述旋转支架为t形支架，下支脚一侧装有丝杆，所述采摘固定杆的后端开有螺母孔，所述丝杆穿过螺母孔后与旋转支架的下支脚相连，所述旋转支架的上表面上安装有升降齿轮、升降齿轮电机、旋转齿轮以及旋转齿轮电机，所述升降齿轮和旋转齿轮均为圆锥齿轮组，所述旋转支架上支脚后侧还铰接有安装架。

优选的，还包括机架，所述机架用于安装采摘机构、采摘动力机构、旋转机构，机架同时也是行走装置，由驱动电机、前轮、底座、电池组、驱动电机开关、转向齿轮装置、后轮、连接架及座椅组成，所述后轮为转向轮，通过转向齿轮装置控制转向，所述机架的前端设有装菠萝框，所述安装架固定安装在机架的底座上。

优选的，还包括控制箱，所述控制箱设置在座椅前，箱内为控制电路，外设操作面板，所述驱动电机开关、剪切电机、升降齿轮电机和旋转齿轮电机的正反转启停按钮均设置在操作面板上，所述剪切电机、升降齿轮电机和旋转齿轮电机均与电池组和控制箱相连。

优选的，所述安装切刀的固定架下端面上安装有红外感应装置，红外感应装置与电池组及控制箱内部的控制电路相连。

优选的，所述剪切电机的对接齿轮上、旋转支架安装丝杆位置的上下面上以及安装架与旋转支架相铰接处均设有极限位置开关，所述控制箱上设有手动开关。

优选的，还包括圆筒磁铁，所述支撑管内安装有圆筒磁铁，所述圆筒磁铁有两个，异极相吸面对立安装，另一端分别与左右的手柄拉杆相连接。

优选的，所述左右连杆的短边前下端面上分别连接有左压菠萝叶子架和右压菠萝叶子架，所述左压菠萝叶子架和右压菠萝叶子架为半圆环状，上下位置互相错开，合拢状态时不会阻碍切刀切割果梗。

本发明通过设置剪切电机、升降齿轮电机和旋转齿轮电机，设置控制箱实现按钮式半自动采摘菠萝，采摘机构通过手柄拉杆带动切刀切断果梗，并用装菠萝架夹住菠萝，齿轮齿条结合磁铁吸力保持夹持状态直至将菠萝放入装菠萝框内，可减轻人工的劳动，提高菠萝采摘的效率。整个设备体积小，成本低，适合推广应用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是采摘机构和旋转机构的具体结构示意图。

图3是控制模块示意图。

图4是工作过程示意图。

图中，1-采摘机构、2-采摘动力机构、3-旋转机构、4-机架、5-装菠萝框、6-控制箱、7-红外感应装置、11-手柄拉杆、12-支撑管、13-圆筒磁铁、14-切刀、15-固定架、16-菠萝、17-装菠萝架、18-左压菠萝叶子架、19-右压菠萝叶子架、21-剪切电机、22-齿轮、23-齿条、24-采摘固定杆、31-旋转支架、32-安装架、33-丝杆、34-升降齿轮、35-升降齿轮电机、36-旋转齿轮、37-旋转齿轮电机、41-驱动电机、42-前轮、43-底座、44-电池组、45-驱动电机开关、46-转向齿轮装置、47-后轮、48-连接架、49-座椅。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1-4为本发明的优选方案，包括采摘机构1、采摘动力机构2、旋转机构3、机架4、装菠萝框5、控制箱6和红外感应装置7。

机架4用于安装采摘机构1、采摘动力机构2、旋转机构3等其他部件，同时也是行走装置，行走依靠电机带动行走，是由驱动电机41、前轮42、底座43、电池组44、驱动电机开关45、转向齿轮装置46、后轮47、连接架48及座椅49等组成的动力驱动行走装置,其工作原理与常见动力行走装置相同，其中后轮47为转向轮，通过转向齿轮装置46控制转向，行走装置也可采用汽油或柴油机提供动力，本实施例中，电池组44同时也为其他部件提供电源。

采摘机构1包括手柄拉杆11、支撑管12、圆筒磁铁13、切刀14、固定架15、装菠萝架17、左压菠萝叶子架18和右压菠萝叶子架19，手柄拉杆11有两个，一左一右安装在支撑管12的两端，所述支撑管12是中空的，内部嵌套安装有圆筒磁铁13，所述圆筒磁铁13有两个，异极相吸面对立安装，另一端分别与左右的手柄拉杆1相连接。手柄拉杆11拉动圆筒磁铁13在支撑管12内滑动。

支撑管12的上下侧圆弧面上开有滑槽，可在滑槽中看见圆筒磁铁13的移动，固定架15位于支撑管12的下方，穿过滑槽与圆筒磁铁13相连接。固定架15是方形支架，由左右连杆组成，左右连杆均为l形，短边前端处装有切刀14，切刀14有两片，刀口相对一左一右配合安装。安装装菠萝架17安装在左右连杆的长边内侧，装菠萝架17为两扇半椭圆弧面的框架组成，对接后形状与菠萝16的形状相近，下方留有圆孔，可将菠萝16整个包裹在内，留出果梗。

固定架15的左右连杆短边前下端面上分别连接有左压菠萝叶子架18和右压菠萝叶子架19，左压菠萝叶子架18和右压菠萝叶子架19为半圆环状，上下位置互相错开，合拢状态时不会阻碍切刀4切割果梗。

本实施例中，采摘动力机构2采用齿轮齿条形式，包括剪切电机21、齿轮22、齿条23和采摘固定杆24，剪切电机21为正反转电机，安装在采摘固定杆24的上端面，采摘固定杆24的前端与采摘机构2的支撑管12的侧面相焊接，剪切电机21与电池组44和控制箱6相连，剪切电机21的电机输出轴与齿轮22的中心相连，带动齿轮22转动，齿轮22与齿条23啮合，带动齿条23水平往复运动。齿条23有两条，一端分别与齿轮22的上下切面啮合，另一端设有连杆，穿过滑槽121与左右手柄拉杆11的内侧上端面相连接。

采摘动力机构2也可采用拉绳牵引装置，或者曲柄滑块机构等机构代替，只要能实现圆筒磁铁13的开合即可。

旋转机构3是将采摘下的菠萝移至箩筐上方的装置，包括旋转支架31、安装架32、丝杆33、升降齿轮34、升降齿轮电机35、旋转齿轮36、旋转齿轮电机37，旋转支架31为t形支架，旋转支架31的下支脚一侧装有丝杆33，在采摘固定杆24的后端开有螺母孔，丝杆33穿过螺母孔后与旋转支架31的下支脚相连。旋转支架31的上表面上安装有升降齿轮34、升降齿轮电机35、旋转齿轮36以及旋转齿轮电机37，升降齿轮34和旋转齿轮36均为圆锥齿轮组，可将电机输出轴水平方向的转动转变为竖直方向的转动。升降齿轮电机35和旋转齿轮电机37分别与电池组44和控制箱6相连。升降齿轮电机35带动升降齿轮34转动，丝杆33的上端与升降齿轮34相连，在升降齿轮电机35的带动下实现丝杆33的升降，从而带动采摘动力机构2升降。旋转支架31上还铰接有安装架32与机架4相连，为使转动力矩较大，优选将安装架32设置在旋转支架31的上支脚后侧。安装架32与机架4的安装位置根据箩筐位置和旋转支架31的长度确定。

装菠萝框5设置在机架4的前端，采摘机构1将菠萝16摘下后，旋转机构3升起转动至装菠萝框5上方，采摘机构1松开将菠萝16投入装菠萝框5中。

控制箱6设置在座椅49前，箱内为控制电路，外设操作面板，驱动电机开关45、剪切电机21、升降齿轮电机35和旋转齿轮电机37的正反转启停按钮均设置在操作面板上。

为保证切刀14能准确切到菠萝梗，且剪切位置在最靠近菠萝梗的最高位置，在安装切刀14的固定架15下端面上安装有红外感应装置7，红外感应装置7与电池组44及控制箱6内部的控制电路相连。

剪切电机21的对接齿轮22上、旋转支架31安装丝杆33位置的上下面上以及安装架32与旋转支架31相铰接处均设有极限位置开关，正反转至碰到极限位置开关时电机即停止。控制箱6上设有手动开关，用于对准菠萝时校正位置使用。

图3是本实施例的控制模块示意图，三组动作电机连接电池组44和控制箱6内的控制电路，红外感应装置7连接控制电路，图4是本实施例的工作过程示意图，如图所示，当红外感应装置7定位到梗最高位置时，会发出警示声，控制电路发出信号给剪切电机21，剪切电机21带动齿轮22逆时针旋转，切刀14切断梗，齿轮22碰到右位置开关，剪切电机21停止转动。控制电路发出信号给升降齿轮电机35，通过圆锥齿轮即升降齿轮34传动使螺母上升，从而带动采摘机构1和采摘动力机构2升起，碰到上位置开关时，升降齿轮电机35停止转动。控制电路发出信号给旋转齿轮电机37，通过圆锥齿轮即旋转齿轮36的传动，将装有菠萝的采摘机构1和采摘动力机构2旋转至装菠萝框5的上方，反向启动，齿轮顺时针旋转，松开切刀14，让菠萝落入装菠萝框5中，碰到左位置开关时剪切电机21停止转动，完成一次采摘动作。机架1的行走机构行走至下一个菠萝位置，同时旋转齿轮电机37反向启动，左压菠萝叶子架18和右压菠萝叶子架19与菠萝圆心接近一直线时，打开手动开关，点动控制调整，升降齿轮电机35反向启动，圆锥齿轮即升降齿轮34传动使螺母下降，碰到下位置开关时，升降齿轮电机35停止，完成下降，开始下一次采摘。

采摘机构1工作顺序为，剪切电机21带动齿轮22，齿条23将手柄拉杆11向外拉，圆筒磁铁13在手柄拉杆1的带动下互相远离，带动固定架15的左右连杆往相反的两侧运动，装菠萝架17以及左压菠萝叶子架18和右压菠萝叶子架19打开，将菠萝16从上到下套入装菠萝架17中，左压菠萝叶子架18和右压菠萝叶子架19将菠萝叶压倒，切刀14对准果梗，剪切电机21反转将左右手柄拉杆11往中间拉拢，左右连杆带动切刀14切菠萝梗，圆筒磁铁13可在切完后保持相吸状态，防止菠萝16掉落。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本发明的保护范围。