一种菠萝采摘装置的制作方法

本实用新型涉及菠萝采摘装置的技术领域，尤其涉及一种菠萝采摘装置。

背景技术：

菠萝作为热带名果，目前种植地区和国家约有70个，菠萝作为特色热带水果受到全世界的喜爱，我国菠萝的主要的种植地为广东、海南、广西、云南、福建和台湾等。在台湾，菠萝是重要的经济果树；在海南，菠萝是种植面积和产量仅次于香蕉和芒果的第三大水果，并且摘季节性较强，只有半个月左右的收获期，而且这时正是劳动力紧张的时候，为了改善和解决劳动力资源不够的问题，菠萝采摘机械的研制是广大菠萝种植户的迫切需要。

国内外对于菠萝采摘装置的研究为数不多，大部分都是采用机械抓取和拧断的，但是由于菠萝区别于别的果蔬，它的质量较大，机械臂的抓取成为难题，拧不断，抓不住，叶子挡住机械臂一直是菠萝采摘所面临的问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种菠萝采摘装置，可以罩住和切断菠萝的茎秆。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种菠萝采摘装置，包括第一级支撑板、安装在第一级支撑板上的旋转电机、位于第一级支撑板下方的同步带轮机构、与第一级支撑板固定连接的第二级支撑板、竖直设置的第一丝杆和第二丝杆、套装在第一丝杆上的第一螺母、套装在第二丝杆上的第二螺母、第三级支撑板、框架、安装在第三级支撑板上的步进电机、安装在步进电机输出端上的圆盘、安装在框架下部的快门机构、连杆机构；第一级支撑板、第二级支撑板、第三级支撑板从上往下依次设置，同步带轮机构包括主动轮、第一从动轮、第二从动轮；主动轮安装在旋转电机的输出端上，第一从动轮套装在第一丝杆上，第二从动轮套装在第二丝杆上，第一丝杆和第二丝杆均贯穿第二级支撑板和第三级支撑板，第一螺母和第二螺母均固定在第三级支撑板上，第三级支撑板固定在框架的上端，连杆机构的上端连接在圆盘上，连杆机构的下端连接在快门机构上。

进一步的是：同步带机构还包括皮带；皮带绕过主动轮、第一从动轮、第二从动轮，主动轮、第一从动轮、第二从动轮呈三角形分布；第一丝杆和第二丝杆位于第一级支撑板的下方，第一丝杆和第二丝杆处于第二级支撑板的对角位置。

进一步的是：菠萝采摘装置还包括两个推力轴承，安装在第二级支撑板上的两个推力轴承分别套装在第一丝杆和第二丝杆上。

进一步的是：菠萝采摘装置还包括由铝型材制成的连接件，连接件的上端通过螺钉固定在第一级支撑板上，连接件的下端通过螺钉固定在第二级支撑板上。

进一步的是：菠萝采摘装置还包括两组呈对角分布的导杆机构，导杆机构包括第一光轴和第一法兰，第一光轴的上端通过第一法兰固定在第二级支撑板上，第一光轴的下端贯穿第三级支撑板；两组导杆机构、第一丝杆、第二丝杆呈矩形分布。

进一步的是：圆盘位于第三级支撑板的下方，步进电机的输出端穿过第三级支撑板并连接在圆盘上；连杆机构有多个，多个连杆机构沿着圆周方向均匀分布，连接机构包括竖直设置的第二光轴和安装在光轴上下两端的第二法兰，位于第二光轴上端的第二法兰固定在圆盘上，位于第二光轴下端的第二法兰固定在快门机构上。

进一步的是：菠萝采摘装置还包括位于快门机构上方的限位圆环，限位圆环位于框架的内部，第二光轴穿过限位圆环。

进一步的是：快门机构包括多根光杆和由上往下依次设置的顶盘、多组切刀组件、底盘；底盘固定在框架的下部，底盘上设有容纳菠萝的中心孔，底盘上设有多个沿着圆周方向阵列且与底盘中心孔相切的直线滑槽；多组切刀组件沿着圆周方向阵列，一组切刀组件包括从上往下依次设置的压片、刀片、刀垫，刀垫包括一体结构的刀垫头和刀垫本体，压片、刀片、刀垫本体均呈三角形，刀垫本体的上端面设有突起，刀片和压片依次卡紧在突起上，相邻的两个刀垫本体的侧边相互接触，刀垫头的下端设有沿着直线滑槽滑动的滑柱，一根光杆固定在一个刀垫头上；呈圆环状的顶盘设有多个沿着圆周方向阵列的弧形槽，一根光杆穿过一个弧形槽，连杆机构的下端固定在顶盘上。

进一步的是：框架包括中心镂空的上架体、中心镂空的下架体、四根竖直分布的铝材杆；四根铝材杆分布在上架体和下架体的四个角落，铝材杆的上端与上架体相固定，铝材杆的下端与下架体相固定。

总的说来，本实用新型具有如下优点：

菠萝采摘装置可以实现菠萝切割和抓住不掉落的效果，较于其他夹取式的采摘机构，可以更加稳定的切割不会掉落。本菠萝采摘装置的旋转电机、丝杆等可以使得框架上下移动，进而带动剪切装置(快门机构)上下移动；步进电机通过圆盘和连杆机构可以驱动快门机构的旋转开合，达到果实切除的目的。

附图说明

图1是本菠萝采摘装置的立体图。

图2是本菠萝采摘装置的主视图。

图3是框架上部的结构示意图。

图4是框架及框架内部的结构示意图。

图5是快门机构的装配图，底盘呈圆形。

图6是快门机构的爆炸图，底盘呈方形。

图7是切刀组件的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本实用新型做进一步详细的说明。

为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：

1为旋转电机，2为同步带轮机构，3为第一级支撑板，4为第二级支撑板，5为第三级支撑板，6为框架，7为快门机构，8为第一丝杆，9为第一螺母，10为第二丝杆，11为第二螺母，12为推力轴承，13为第一光轴，14为第一法兰，15为连接件，16为限位圆环，17为第二光轴，18为步进电机，19为圆盘，20为第二法兰，2-1为主动轮，2-2为第一从动轮，2-3为第二从动轮，2-4为皮带，6-1为上架体，6-2为铝材杆，6-3为下架体，7-1为顶盘，7-2为压片，7-3为刀片，7-4为刀垫，7-5为底盘，7-6为光杆，7-7为顶盘上的弧形槽，7-8为刀垫本体上的突起，7-9为底盘的中心孔，7-10为底盘的直线滑槽，7-11为切刀组件，7-12为刀垫本体，7-13为刀垫头。

结合图1和图2所示，一种菠萝采摘装置，包括第一级支撑板、旋转电机、位于第一级支撑板下方的同步带轮机构、与第一级支撑板固定连接的第二级支撑板、竖直设置的第一丝杆和第二丝杆、套装在第一丝杆上的第一螺母、套装在第二丝杆上的第二螺母、第三级支撑板、框架、安装在第三级支撑板上的步进电机、安装在步进电机输出端上的圆盘、安装在框架下部的快门机构、连杆机构。

结合图1和图3所示，第一级支撑板、第二级支撑板、第三级支撑板从上往下依次设置。旋转电机安装在第一级支撑板的上端面。同步带轮机构位于第一级支撑板的下方且位于第二级支撑板的上方，同步带轮机构包括均水平布置的主动轮、第一从动轮、第二从动轮、皮带；皮带绕过主动轮、第一从动轮、第二从动轮。同步带轮机构水平设置，即皮带在水平面上运转，主动轮、第一从动轮、第二从动轮均在水平面上旋转。

结合图1和图3所示，主动轮安装在旋转电机的输出端上，第一从动轮套装在第一丝杆上，第二从动轮套装在第二丝杆上，第一从动轮可以带动第一丝杆旋转，第二从动轮可以带动第二丝杆旋转。第一丝杆和第二丝杆位于第一级支撑板的下方，第一丝杆和第二丝杆均不与第一级支撑板接触，第一丝杆和第二丝杆均贯穿第二级支撑板和第三级支撑板进而伸入框架的内部，第一丝杆和第二丝杆的下端均位于框架的中部。主动轮、第一从动轮、第二从动轮呈三角形分布，即在三角形的三个顶点处；第一丝杆和第二丝杆处于第二级支撑板的对角位置，即第一丝杆和第二丝杆竖直穿过第二级支撑板和第三级支撑板的对角位置。第一螺母和第二螺母为精密螺母，第一螺母和第二螺母均固定在第三级支撑板上，第三级支撑板固定在框架的上端，圆盘位于框架内的上部，圆盘位于第三级支撑板的下方，连杆机构的上端连接在圆盘上，连杆机构的下端连接在快门机构上。

结合图4所示，框架包括中心镂空的上架体、中心镂空的下架体、四根竖直分布的铝材杆。上架体和下架体都是由四根水平的铝材杆依次首尾连接形成的，轮廓形状为矩形。四根竖直的铝材杆分布在上架体和下架体的四个角落，铝材杆的上端与上架体相固定，铝材杆的下端与下架体相固定。

结合图5、图6和图7所示，快门机构也可以叫旋转开合机构，快门机构可以采用其他现有的类似技术，实现切断菠萝茎秆的目的。快门机构是一种向中心旋转开合的机构，快门机构内设有刀片，旋转快门机构时，刀片会向中心旋转闭合，从而切断里面的物体；反向旋转快门机构时，刀片会旋转张开。一种快门机构的结构是：快门机构安装在下架体上，快门机构包括多根光杆和由上往下依次设置的顶盘、多组切刀组件、底盘。底盘的形状可以根据实际情况设置，图5的底盘是圆形的，底盘固定在框架的下部(下架体上)，底盘上设有容纳菠萝的中心孔，底盘上设有多个沿着圆周方向阵列且与底盘中心孔相切的直线滑槽，即直线滑槽与底盘中心孔的边缘相切。多组切刀组件沿着圆周方向阵列，一组切刀组件包括从上往下依次设置的压片、刀片、刀垫。刀垫包括一体结构的刀垫头和刀垫本体。压片、刀片、刀垫本体均呈三角形，刀垫本体的上端面设有三个突起，三个突起分别在刀垫本体的三个顶点的边缘处，刀片和压片的三个顶点的边缘处则相应的设有卡口，然后刀片和压片依次卡紧在突起上。相邻的两个刀垫本体的侧边相互接触，对于两个相邻的刀垫本体来说，在快门机构旋转闭合和张开的过程中，相邻的两个刀垫本体的侧边一直是接触的，当快门机构处于完全闭合状态时，刀垫本体的一个顶点位于某个圆的圆心上，刀垫本体的两条边为该圆的半径。刀垫头的下端设有沿着直线滑槽滑动的滑柱，光杆和刀垫头的数量是对应的，一根光杆固定在一个刀垫头上，光杆与刀垫头是过盈配合。呈圆环状的顶盘设有多个沿着圆周方向阵列的弧形槽，一根光杆穿过一个弧形槽，连杆机构的下端固定在顶盘上。

结合图1和图3所示，菠萝采摘装置还包括两个推力轴承，安装在第二级支撑板上的两个推力轴承分别套装在第一丝杆和第二丝杆上。推力轴承可以承受第一丝杆和第二丝杆与第二级支撑板的轴向力，同时可以减少与第二级支撑板之间摩擦。

结合图1和图3所示，菠萝采摘装置还包括由铝型材制成的连接件，连接件的上端通过螺钉固定在第一级支撑板上，连接件的下端通过螺钉固定在第二级支撑板上。可以实现第一级支撑板和第二级支撑板的相对固定。

结合图1和图3所示，菠萝采摘装置还包括两组呈对角分布的导杆机构，导杆机构包括第一光轴和第一法兰，第一光轴的上端通过第一法兰固定在第二级支撑板上，第一光轴的下端贯穿第三级支撑板，第一光轴的下端固定在底盘上；两组导杆机构、第一丝杆、第二丝杆呈矩形分布，即分布在矩形的四个角落。导杆机构可以起到限位导向作用，可以限制框架只能上下移动。

圆盘位于第三级支撑板的下方，步进电机的输出端穿过第三级支撑板并连接在圆盘上；连杆机构有多个，多个连杆机构沿着圆周方向均匀分布，连接机构包括竖直设置的第二光轴和安装在光轴上下两端的第二法兰，位于第二光轴上端的第二法兰固定在圆盘上，位于第二光轴下端的第二法兰固定在快门机构上。

菠萝采摘装置还包括位于快门机构上方的限位圆环，限位圆环位于框架的内部，所有的第二光轴穿过限位圆环，限位圆环位于第二光轴的中间部位。

菠萝采摘装置可以将菠萝采摘下来，即剪断菠萝的茎秆。本菠萝采摘装置的原理：旋转电机旋转，带动主动轮旋转，然后主动轮通过皮带驱动第一从动轮和第二从动轮同步旋转，第一从动轮和第二从动轮分别带动第一丝杆和第二丝杆旋转，进而第一螺母和第二螺母沿着竖直方向运动，第一螺母和第二螺母又是固定在第三级支撑板上的，第三级支撑板又是固定在框架上的，从而可以驱动框架上下移动，进而菠萝可以从底盘的中心孔进入框架的内部，从而实现罩住菠萝的功能，使得菠萝不会脱落，而限位圆环刚好卡在菠萝的上部，从而可以对菠萝起到限位作用。框架罩住菠萝之后，步进电机工作，步进电机带动圆盘旋转，圆盘通过连杆机构带动顶盘旋转，光杆可以在顶盘的弧形槽内滑动，顶盘的旋转通过光杆驱动刀垫头沿着底盘的直线滑槽滑动，从而实现刀垫本体的旋转闭合和张开，从而实现切断菠萝的茎秆。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。