苹果采摘机的转动升降采摘机构的制作方法

本实用新型涉及水果采摘技术领域，具体是一种苹果采摘机的转动升降采摘机构。

背景技术：

目前在苹果果园采摘时，人工采摘苹果的工人们拿着果篮手动进行采摘，过高的果子还要用梯子，手摘下来的苹果还要投进篮子里，人工步骤流程繁琐。经过果园实地考察，发现有以下几个问题：

(1)工人们使用手采摘苹果，次数频繁容易造成手伤和手臂劳累，以及腿脚的不适。

(2)苹果生长的不同高度，工人们解决对高峰苹果的采摘方式是用梯子，很不方便也保证不了安全性。

(3)手摘的苹果堆积进果篮损伤了苹果的质量。

采用人工采摘，不仅效率低，劳动量大，采摘时需要用到梯子，果园的土地凹凸不平程度，对人工采摘安全不能保障，同时长时间人工抬头采摘水果对工人的颈椎也有伤害，手采摘水果的时候难免会触碰到树干，梯子架在树干上的采摘有风险，针对以上的问题，需要一种全新的采摘机构，满足日常采摘工作要求。

技术实现要素：

本实用新型要解决上述现有技术存在的问题，提供一种苹果采摘机的转动升降采摘机构，解决目前传统采摘效率低、效果差的问题。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案：这种苹果采摘机的转动升降采摘机构，包括有可移动的移动推车，移动推车上设有转动控制装置、升降采摘装置和缓冲卡位装置，转动控制装置包括竖直转动连接在移动推车尾端的第一转动杆，第一转动杆底端同步竖直转动连接有位于第一转动杆前方的第二转动杆，第二转动杆顶部固定有转动盘，转动盘上转动连接有转动上下角度可调的固定板。这样设置后，为了使升降采摘装置左右向的角度可调节，当操作者操作第一转动杆时，第二转动杆和转动盘随之在转动，实现升降采摘装置的转动效果，而固定板上下转动角度可调，使升降采摘装置具有一定的前后倾角能力，适应更多采摘情况和环境。

升降采摘装置包括有自动升降的升降支架，升降支架顶端固定有采摘器和识别苹果的摄像头，摄像头固定在采摘器直线后方，采摘器由上下两片转动连接的咬合片组成，咬合片为弧形片结构且咬合端部呈尖端化。根据果农栽培苹果树的不同高度，升降支架可以将采摘器送到靠近苹果的位置和高度，苹果准确高度位置由摄像头定位，苹果进入到采摘器的咬合片内后，咬合片转动夹断果柄，实现采摘功能。

缓冲卡位装置包括有竖直设置的缓冲管，缓冲管顶部通过漏斗结构连接在采摘器出口下方，缓冲管内沿管路从上到下间隔交错设有阻挡杆，缓冲管底部出口端连接有横向传送的连接管，连接管下方转动连接有设有一组圆周均匀排布的卡位板，卡位板延伸到连接管内且转动面位于苹果经过路线上。苹果被采摘之后大约从两米高度掉下，由于重力下落速度快，如果直接下落苹果会被损坏，缓冲管通过漏斗结构与采摘器连接在一起，而缓冲管采用弹性轻质的塑胶材料，其优点是疲劳强度高，耐老化性能好，可以循环承受苹果下落的冲击力度，缓冲管内上下交错的阻挡杆能对下落的苹果进行降速，这样当苹果下落之后，经过多次的缓冲作用之后，苹果速度减慢，保证了果体完整，最后苹果滚落到连接管内并将其导向尾端出口；连接管内的卡位板依次转动做到控制苹果按照掉落次序单独导出，方便后续收集包装。

作为本实用新型的进一步改进，移动推车底部设有水平横置的四边形支架，四边形支架为连杆转动连接形成变形结构，第一转动杆和第二转动杆分别固定连接在四边形支架前后端连杆中心上。四边形支架是转动连接的具有变形能力，第一转动杆转动后四边形支架变形成平行四边形，而第二转动杆在这个过程中也随之同步转动，当操作者操作第一转动杆时，通过与之连接的四边形支架的变形，使车上的转动盘转动角度，并且我们控制四边形支架使得转盘在角度0-180°范围内转动，保证可调节的角度范围尽量大，也解决了采摘过程中存在的“死点”问题，实现升降采摘装置的转动效果。

作为本实用新型的进一步改进，移动推车上设有套在第二转动杆上的水平板，转动盘底部圆周排列有一组滚动部，滚动部底端滚动连接有第一滚珠，第一滚珠底端与水平板表面滚动配合。考虑到如果转动盘完全依靠第二转动杆支撑，无法满足结构稳定的要求，加入水平板后通过滚动部的第一滚珠对转动盘起到支撑作用，且第一滚珠是滚动的，转动盘依靠第一滚珠在水平板上转动滚动，转动效果依然得到保证。

作为本实用新型的进一步改进，固定板前端通过合页转动连接在转动盘上，移动推车上设有升降连接有顶杆，顶杆顶部滚动连接有第二滚珠，第二滚珠顶部顶压在固定板尾端底面上。合页连接使固定板前端转动，顶杆顶部依靠滚珠顶压在固定板尾端底面上，当顶杆升降时固定板会在前后向30-45°范围内转动，使升降采摘装置能转动的同时具有调节前后倾角的能力，此机构具有转向灵活、结构紧凑、不卡位等优点，能适应更多复杂的采摘情况，第二滚珠与固定板之间是点与面的接触，减少了接触面积而且第二滚珠是可滚动的，大大减少了零件磨损，延长零件使用寿命。

作为本实用新型的进一步改进，升降支架由X型连杆结构叠加形成，升降支架底端分别通过滑块滑动连接在固定板上，滑块之间通过正反牙丝杆连接，滑块分别连接在正反牙丝杆两侧的反向螺纹上，正反牙丝杆尾端连接有电机。通过电机带动正反牙丝杆转动，此时滑块在固定板上相向或相背滑动，从而使升降支架实现上升和下降功能。

作为本实用新型的进一步改进，升降支架顶部设有倾斜向上的倾斜部，采摘器位于倾斜部前端，摄像头固定在倾斜部上，咬合片上分别连接有控制转动角度的舵机。采摘器和摄像头倾斜朝上设置可以从下方观察和靠近，减少了周围树枝的干扰后，采摘器靠近苹果更容易，摄像头识别苹果更准确，提高采摘效率；而采摘器由两片1/4弧形的咬合片相咬合而成，上下咬合片之间的间隙不管是咬入苹果还是苹果掉出都能满足要求，舵机控制上下咬合片的转动角度，实现剪断果柄的目的。

作为本实用新型的进一步改进，转动控制装置和升降采摘装置均与PLC控制连接。PLC分别与转动控制装置、升降采摘装置连接，协调各个工序使其相互配合行动。

作为本实用新型的进一步改进，移动推车上固定有托板，托板承托在缓冲管和连接管连接处底部。考虑到缓冲管和连接管连接处是苹果下落冲击较大的区域，长时间使用后，连接处容易损坏，托板可以起到支撑加固的作用，保护连接处，延长使用寿命。

本实用新型有益的效果是：本实用新型的结构合理、紧凑，通过自动采摘代替人工采摘，解决了苹果难采摘的难题，提高苹果的采摘效率，操作安全稳定，保护果子不受损伤并确保苹果新鲜度，降低了劳动强度，使用效果好，适于推广。

附图说明

图1为本实用新型的右视图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为转动盘和固定板部分的结构示意图；

图4为图1中A-A方向的剖视图。

附图标记说明：移动推车1，第一转动杆2，第二转动杆3，转动盘4，固定板5，升降支架6，摄像头7，咬合片8，缓冲管9，阻挡杆10，连接管11，卡位板12，四边形支架13，水平板14，第一滚珠15，顶杆16，第二滚珠17，正反牙丝杆18，舵机19。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

参照附图：本实施例中的这种苹果采摘机的转动升降采摘机构，包括有可移动的移动推车1，移动推车1上设有转动控制装置、升降采摘装置和缓冲卡位装置连接，转动控制装置包括竖直转动连接在移动推车1尾端的第一转动杆2，第一转动杆2底端同步竖直转动连接有位于第一转动杆2前方的第二转动杆3，第二转动杆3顶部固定有转动盘4，转动盘4上转动连接有转动上下角度可调的固定板5。

升降采摘装置包括有自动升降的升降支架6，升降支架6顶端固定有采摘器和识别苹果的摄像头7，摄像头7固定在采摘器直线后方，采摘器由上下两片转动连接的咬合片8组成，咬合片8为弧形片结构且咬合端部呈尖端化。

缓冲卡位装置包括有竖直设置的缓冲管9，缓冲管9顶部通过漏斗结构连接在采摘器出口下方，缓冲管9内沿管路从上到下间隔交错设有阻挡杆10，缓冲管9底部出口端连接有横向传送的连接管11，连接管11下方转动连接有设有一组圆周均匀排布的卡位板12，卡位板12延伸到连接管11内且转动面位于苹果经过路线上。

移动推车1底部设有水平横置的四边形支架13，四边形支架13为连杆转动连接形成变形结构，第一转动杆2和第二转动杆3分别固定连接在四边形支架13前后端连杆中心上。

移动推车1上设有套在第二转动杆3上的水平板14，转动盘4底部圆周排列有一组滚动部，滚动部底端滚动连接有第一滚珠15，第一滚珠15底端与水平板14表面滚动配合。

固定板5前端通过合页转动连接在转动盘4上，移动推车1上设有升降连接有顶杆16，顶杆16顶部滚动连接有第二滚珠17，第二滚珠17顶部顶压在固定板5尾端底面上。

升降支架6由X型连杆结构叠加形成，升降支架6底端分别通过滑块滑动连接在固定板5上，滑块之间通过正反牙丝杆18连接，滑块分别连接在正反牙丝杆18两侧的反向螺纹上，正反牙丝杆18尾端连接有电机。

升降支架6顶部设有倾斜向上的倾斜部，采摘器位于倾斜部前端，摄像头7固定在倾斜部上，咬合片8上分别连接有控制转动角度的舵机19。

转动控制装置和升降采摘装置均与PLC控制连接。

这种苹果采摘机的转动升降采摘机构的工作原理是：

A:推动移动推车1到苹果树下，升降采摘装置的升降支架6启动，摄像头7识别并准确定位苹果高度后，升降支架6高度定位，转动第一转动杆2从而带动第二转动杆3，第二转动杆3带动转动盘4和固定板5转动，实现升降采摘装置转向，调整角度最终选好采摘苹果的位置。

B:采摘器的咬合片8张开并让苹果进入，咬合片8咬合剪断果柄，苹果从采摘器掉出。

C:苹果掉入缓冲管9中，经过阻挡杆10的减速滚落到连接管11内，卡位板12转动一次通过一个苹果。

D:重复上述动作实现循环采摘苹果。

虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。