桑叶采摘装置的制作方法

本实用新型涉及农用机械领域，特别涉及一种桑叶采摘装置。

背景技术：

种桑养蚕是“周期短、平稳、快速”项目，是贫困地区脱贫致富有效快捷的途径。近年来，桑蚕生产已成为我国部分地区重要的农业支柱产业。随着全国桑蚕产业的不断壮大，需要依靠充足的人力和物力来保障。特别是在桑叶采摘环节上，因为桑田地形复杂，桑株生长高矮不一及采摘的特殊性，目前市面上均未实现机械化采摘，仍由人工来完成，大大增加了养殖成本和制约发展规模。部分养殖户由于缺少人力，不得已而缩小规模。严重影响桑蚕产业的发展。

技术实现要素：

本实用新型提供一种桑叶采摘装置，用以解决目前采集桑叶仍由人工来完成，大大增加了养殖成本和制约发展规模，部分养殖户由于缺少人力，不得已而缩小规模，严重影响桑蚕产业的发展的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种桑叶采摘装置，包括采摘器；

所述采摘器包括支座、转动连接器、外管套；

所述外管套由第一半弧和第二半弧组合成一个完整的管状结构，外管套上沿着圆心均匀分布有多个切割电动机，所述切割电动机的转轴上固定设置有锯片；所述切割电动机与所述外管套的管壁固定连接，所述锯片位于外管套内；

所述支座通过转动连接器与所述外管套转动连接，且支座、第一半弧和第二半弧均能够以转动连接器为圆心独立转动；

所述转动连接器上面固定设置有桑株到位检测传感器，用于检测被采摘桑株是否进入到外管套内；

所述第一半弧上部还设置有桑叶检测传感器，用于检测桑株顶部叶子以判断采摘器是否已经移动到桑株的顶端；

所述支座上固定设置有外管套张合装置，用于控制所述第一半弧和第二半弧沿着所述转动连接器转动实现外管套的张合动作。

外管套未放入桑株时第一半弧和第二半弧处于张开状态，放入桑株后桑株到位检测传感器检测到有桑株，则控制系统控制第一半弧和第二半弧闭合，然后切割电动机带动锯片高速旋转，此时移动采摘器即可沿着桑株从下往上进行桑叶剪切，当到达桑株顶部后，桑叶检测传感器失去信号，控制系统控制切割电动机停止并打开外管套，从而完成桑叶采摘的工作。该方案结构简单，设计巧妙，能够自动识别桑株顶部，保证嫩叶不被剪切。

优选地，所述转动连接器包括连接器转轴和套设在连接器转轴上并能够自由转动的三个轴套，第一个轴套与所述支座一端焊接，第二个轴套与所述第一半弧焊接，第三个轴套与所述第二半弧焊接；

所述外管套张合装置包括第一推拉装置和第二推拉装置；

所述第一推拉装置一端与所述支座固定连接，第一推拉装置的另一端与所述第二半弧铰接；

所述第二推拉装置一端与所述支座固定连接，第二推拉装置的另一端与所述第一半弧铰接；

所述第一推拉装置和第二推拉装置包括电磁铁、直线电机或直线气缸；

所述采摘器还包括定位管套，所述定位管套由第一定位半弧和第二定位半弧构成一个完整的管状结构；

第一定位半弧通过第一固定筋板与所述第一半弧内壁固定连接；

第二定位半弧通过第二固定筋板与所述第二半弧内壁固定连接；定位管套能够将桑株包围并保护其不会被锯片伤害，同时也能保护细小的嫩叶。

所述锯片一部分位于所述定位管套的上方。

优选地，所述锯片的表面与所述管套的轴心延长线呈15~30°夹角。倾斜的锯片能更容易的对准叶茎，进行切割，完整保留整张叶片。

优选地，还包括第一直线运动机构，所述第一直线运动机构包括机构底座、机构导轨、传动件、第一电机、第一直线运动滑块以及限位传感器；

所述机构底座一端固定设置有第一电机，第一电机与所述传动件连接，传动件与所述第一直线运动滑块连接，机构底座上固定设置有机构导轨，第一直线运动滑块可滑动设置在机构导轨上；

所述限位传感器包括上限位传感器和下限位传感器，所述上限位传感器固定设置在所述机构底座的上端，所述下限位传感器固定设置在所述机构底座的下端；

所述传动件包括传动丝杆、传动皮带。

优选地，还包括第二直线运动机构和车体，所述第二直线运动机构固定设置在所述车体上，所述第一直线运动机构固定在所述第二直线运动机构的运动部，通过控制第二直线运动机构能够实现第一直线运动机构的提升或下降操作。第二直线运动机构可以实现对不同高度的桑株进行初调，使得采摘器能够刚好位于桑株底部。

优选地，所述车体包括门架、第一车梁、第二车梁、第一车轮、第二车轮、车轮驱动装置、集叶板、拨株装置、第一减震器、第二减震器；

所述门架为门框形结构，门架底端两侧对称铰接有第一车梁和第二车梁；

第一车梁通过第一减震器与门架一侧连接，第二车梁通过第二减震器与门架另一侧连接；采用门框结构的门架，能够方便运行在一排排桑株之间，不受其高度影响。

第一车梁一端设置有第一车轮，第二车梁一端设置有第二车轮，第二车梁一端的上方固定设置有车轮驱动装置，车轮驱动装置与所述第二车轮连接；

门架内侧对称固定设置有集叶板，门架内侧固定设置有拨株装置，该拨株装置位于所述集叶板的下方；集叶板用于接挡被剪落的桑叶，方便用户收集，拨株装置用于将已经完成采摘的桑株及时推出收集区以防止其卷入设备影响操作。

门架后两侧还分别固定设置有所述第二直线运动机构；

所述第二直线运动机构包括第二直线运动导轨、第二直线运动滑块、固定支架、滑轮、第一卷轮、卷轮转轴、第二卷轮以及电动绞盘；

所述第二直线运动导轨一侧与所述门架固定连接，第二直线运动导轨上可滑动设置有第二直线运动滑块，第二直线运动滑块一侧固定设置有固定支架，固定支架上固定设置有所述第一直线运动机构；

第二直线运动导轨顶部固定设置有滑轮，门架顶部两侧分别设置有第一卷轮和第二卷轮，卷轮转轴穿设在第一卷轮和第二卷轮之间，所述卷轮转轴为方轴；

电动绞盘固定设置在所述第一车梁上，电动绞盘上缠绕有第一钢丝绳，该钢丝绳绕过第二卷轮、滑轮与第二直线运动滑块固定连接；

第一卷轮上固定绕设有第二钢丝绳，该钢丝绳绕过另一个滑轮与滑块固定连接。

优选地，所述车轮驱动装置为减速电动机，所述减速电动机输出轴固定设置有主动链轮，第二车轮的转轴一端固定设置有从动链轮，主动链轮通过链条与所述从动链轮连接。

优选地，所述集叶板端部设置成圆弧倒角。圆弧倒角便于在车体行进时将桑株收拢到车体中间位置以便于采集。

优选地，所述拨株装置包括拨株支架、拨株电机、拨株皮带轮、拨株皮带、拨片；

所述拨株支架固定设置在所述门架内侧，拨株支架两端分别转动设置有一个拨株皮带轮，拨株支架一端固定设置有拨株电机，拨株电机的转轴与其中一个拨株皮带轮固定连接，两个拨株皮带轮支架套设有拨株皮带，拨株皮带上固定设置有多个拨片；

所述拨株皮带及拨片采用橡胶材质制成，拨株皮带及拨片采用柔软的橡胶材质制成不会损伤桑株。

优选地，所述第二车梁一端还固定设置有把手，把手上固定设置有操控盒，操控盒内设置有用于控制所述桑叶采摘装置的控制系统；

所述第一车梁内侧对称设置有电池支架，电池支架上可拆卸放置有蓄电池；

所述固定支架对称固定设置有两套第一直线运动机构；

所述门架外侧沿着车体前后方向固定设置有遮挡板。

本实用新型有益效果包括：结构巧妙，操作方便，效率高，稳定性好，重量轻，便于运输。

附图说明

图1是本实用新型提供的第一实施例中采摘器的总体结构示意图；

图2是本实用新型提供的第一实施例中采摘器另一个视角的示意图；

图3是本实用新型提供的第一实施例中采摘器的俯视图；

图4是本实用新型提供的第一实施例中采摘器张开状态的俯视图；

图5是本实用新型提供的第一实施例中采摘器张开状态时另一个视角的示意图；

图6是本实用新型提供的第二实施例结构示意图；

图7是本实用新型提供的第三实施例中车体的结构示意图；

图8是本实用新型提供的第三实施例中第二直线运动机构和车体的结构示意图；

图9是本实用新型提供的第三实施例中车体另一个视角的结构示意图；

图10是本实用新型提供的第三实施例中拨株装置的结构示意图；

图11是本实用新型提供的第三实施例总体结构示意图；

图12是本实用新型提供的第四实施例总体结构示意图。

图中，各个标号分别表示：

采摘器1、支座10、转动连接器11、外管套12、定位管套13、第一推拉装置100、第二推拉装置101、第一半弧120、第二半弧121、切割电动机122、桑叶检测传感器123、桑株到位检测传感器124、第一定位半弧130、第二定位半弧131、锯片1220、第一固定筋板1300、第二固定筋板1310；

第一直线运动机构2、底座20、机构导轨21、传动件22、第一电机23、第一直线运动滑块24、上限位传感器25、下限位传感器26；

第二直线运动机构3、第二直线运动导轨30、第二直线运动滑块31、固定支架32、滑轮33、第一卷轮34、卷轮转轴35、第二卷轮36、电动绞盘37；

车体4、门架40、第一车梁41、第二车梁42、第一车轮43、第二车轮44、车轮驱动装置45、集叶板46、拨株装置47、第一减震器48、第二减震器49、从动链轮440、主动链轮450、拨株支架470、拨株电机471、拨株皮带轮472、拨株皮带473、拨片474；

蓄电池5；

遮挡板6；

把手7；

操控盒8。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的图1~12，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1~5所示，一种桑叶采摘装置，至少包括一个采摘器1，该采摘器1可以手持或者设置在带有网兜的杆状结构上使用。采摘器1包括支座10、转动连接器11、外管套12。外管套12由第一半弧120和第二半弧121组合成一个完整的管状结构，其中第一半弧120的高度高于第二半弧121的高度，外管套12上沿着圆心均匀分布有4个切割电动机122，切割电动机122的转轴上固定设置有锯片1220，切割电动机122与外管套12的管壁固定连接，锯片1220位于外管套12内，锯片1220的表面与管套12的轴心延长线呈15~30°夹角，采用倾斜的锯片能更容易的对准叶茎，进行切割，完整保留整张叶片。

支座10通过转动连接器11与外管套12转动连接。具体地，转动连接器11包括连接器转轴和套设在连接器转轴上并能够自由转动的三个轴套，第一个轴套与支座10一端焊接，第二个轴套与第一半弧120焊接，第三个轴套与第二半弧121焊接，其总体效果是：支座10、第一半弧120和第二半弧121均能够以转动连接器11为圆心独立转动。

转动连接器11上面固定设置有桑株到位检测传感器124，用于检测被采摘桑株是否进入到外管套12内。桑株到位检测传感器124可以采用非接触或接触式检测传感器，非接触式传感器如红外传感器、激光传感器或者超声波传感器等，接触式传感器包括微动行程开关、触动开关等，只要能够将桑株靠近或接近的信号转换成电信号即可，具体形式此处不做限定，本实施例优选采用微动行程开关。

第一半弧120上部设置有桑叶检测传感器123，该桑叶检测传感器123安装位置应高于第二半弧121的高度，以防传感器受到第二半弧121的干扰，该传感器用于检测桑株顶部叶子以判断采摘器1是否已经移动到桑株的顶端，该传感器主要采用非接触式传感器，优选具有漫反射的光电传感器。

支座10上固定设置有外管套张合装置，用于控制第一半弧120和第二半弧121沿着转动连接器11转动实现外管套12的张合动作。具体地，外管套张合装置包括第一推拉装置100和第二推拉装置101。第一推拉装置100一端与支座10固定连接，第一推拉装置100的另一端与第二半弧121铰接；第二推拉装置101一端与支座10固定连接，第二推拉装置101的另一端与第一半弧120铰接。第一推拉装置100和第二推拉装置101可以采用电磁铁（及电磁铁推杆）、直线电机或直线气缸等能够完成直线运动的机构，具体形式此处不做限定。

为了保证被采摘的桑株不会被锯片伤害，同时也能保护细小的嫩叶，采摘器1还设置有定位管套13，定位管套13由第一定位半弧130和第二定位半弧131构成一个完整的管状结构，第一定位半弧130通过第一固定筋板1300与第一半弧120内壁固定连接，第二定位半弧131通过第二固定筋板1310与第二半弧121内壁固定连接，锯片1220一部分位于定位管套13的上方。

使用时，可以将采摘器1握在手中或者安装在带有桑叶收集网兜的杆状物体上，然后移动采摘器1靠近桑株的底部。外管套12、定位管套13未放入桑株时第一半弧120和第二半弧121处于张开状态（可以是通过外管套张合装置实现张开或者通过在转动连接器上设置扭簧实现张开，此处不做限定），将桑株放入采摘器中，并使得桑株到位检测传感器124检测到有桑株，桑叶检测传感器123也感应到有信号，这时控制系统控制第一半弧120和第二半弧121闭合，同时也带动第一定位半弧130和第二定位半弧131闭合形成管状，将桑株进行包围，接着切割电动机122带动锯片1220高速旋转，此时移动采摘器1即可沿着桑株从下往上进行桑叶剪切，当到达桑株顶部后，桑叶检测传感器123失去信号，控制系统控制切割电动机122停止并打开外管套12，从而完成桑叶采摘的工作。该方案结构简单，设计巧妙，能够自动识别桑株顶部，保证株梢嫩叶不被剪切。

实施例二

在上述的实施例一种，虽然至少包括一个采摘器的桑叶采摘装置能够实现了电动采摘，但是还需要人工手持采摘器沿着桑株自下而上移动，增加了不少劳动强度，为了解决这个问题，本实施例在实施例一的基础上进行了改进，其改进如图6所示，一种桑叶采摘装置，将实施例一所述的采摘器1固定设置在第一直线运动机构2上，实现采摘器1能够自动沿着桑株自下而上的移动。具体地，第一直线运动机构2包括机构底座20、机构导轨21、传动件22、第一电机23、第一直线运动滑块24以及限位传感器。机构底座20一端固定设置有第一电机23，第一电机23与丝杆形式的传动件22连接，传动件22与第一直线运动滑块24连接，第一直线运动滑块24上固定有支座10，机构底座20上固定设置有机构导轨21，第一直线运动滑块24可滑动设置在机构导轨21上。限位传感器包括上限位传感器25和下限位传感器26，上限位传感器25固定设置在机构底座20的上端，下限位传感器26固定设置在机构底座20的下端。本实施例中传动件22采用的是传动丝杆，但是其变形方式还可以是同步带等传送皮带方式，均为本实用新型的构思。

采摘时，将第一直线运动机构2固定在能够移动的装置上，然后推动该装置靠近桑株，并按照实施例一的方式将桑株放入采摘器1中，当采摘器1上的桑株到位检测传感器124检测到有桑株，桑叶检测传感器123也感应到有信号，这时控制系统控制第一半弧120和第二半弧121闭合，同时也带动第一定位半弧130和第二定位半弧131闭合形成管状，将桑株进行包围，接着切割电动机122带动锯片1220高速旋转，此时第一直线运动机构2带动采摘器1沿着桑株从下往上进行桑叶剪切，当到达桑株顶部后，桑叶检测传感器123失去信号，控制系统控制切割电动机122、第一电机23停止运行，并打开外管套12，从而完成桑叶采摘的工作。需要采摘器1复位时可以手动按钮或自动复位进行操作。该方案在实施例一的基础上增加了能够自动沿着桑株移动的直线运动机构，结构简单，效率有所提高。

实施例三

为了进一步提高采摘的效率，本实施例在实施例二的基础上增设了第二直线运动机构3和车体4。如图7~11所示，第二直线运动机构3固定设置在车体4上，第一直线运动机构2固定在第二直线运动机构3的运动部，通过控制第二直线运动机构3能够实现第一直线运动机构2的提升或下降操作。第二直线运动机构3可以实现对不同高度的桑株进行初调，使得采摘器能够刚好位于桑株底部。

具体地，车体4包括门架40、第一车梁41、第二车梁42、第一车轮43、第二车轮44、车轮驱动装置45、集叶板46、拨株装置47、第一减震器48、第二减震器49。门架40为门框形结构，门架40底端两侧对称铰接有第一车梁41和第二车梁42。第一车梁41通过第一减震器48与门架40一侧连接，第二车梁42通过第二减震器49与门架40另一侧连接。采用门框结构的门架40，能够方便运行在一排排桑株之间，不受其高度影响。第一车梁41一端设置有第一车轮43，第二车梁42一端设置有第二车轮44，第二车梁42一端的上方固定设置有车轮驱动装置45，车轮驱动装置45与第二车轮44连接。门架40内侧对称固定设置有集叶板46，门架40内侧固定设置有拨株装置47，该拨株装置47位于集叶板46的下方。集叶板46用于接挡被剪落的桑叶，方便用户收集，拨株装置47用于将已经完成采摘的桑株及时推出收集区以防止其卷入设备影响操作。拨株装置47包括拨株支架470、拨株电机471、拨株皮带轮472、拨株皮带473、拨片474；拨株支架470固定设置在门架40内侧，拨株支架470两端分别转动设置有一个拨株皮带轮472，拨株支架470一端固定设置有拨株电机471，拨株电机471的转轴与其中一个拨株皮带轮472固定连接，两个拨株皮带轮472支架套设有拨株皮带473，拨株皮带473上固定设置有多个拨片474；拨株皮带473及拨片474采用橡胶材质制成，拨株皮带473及拨片474采用柔软的橡胶材质制成不会损伤桑株。门架40后两侧还分别固定设置有第二直线运动机构3。

第二直线运动机构3包括第二直线运动导轨30、第二直线运动滑块31、固定支架32、滑轮33、第一卷轮34、卷轮转轴35、第二卷轮36以及电动绞盘37。第二直线运动导轨30一侧与门架40固定连接，第二直线运动导轨30上可滑动设置有第二直线运动滑块31，第二直线运动滑块31一侧固定设置有固定支架32，固定支架32上固定设置有第一直线运动机构2。第二直线运动导轨30顶部固定设置有滑轮33，门架40顶部两侧分别设置有第一卷轮34和第二卷轮36，卷轮转轴35穿设在第一卷轮34和第二卷轮36之间，卷轮转轴35为方轴，采用方轴能够使得第一卷轮34和第二卷轮36同步转动避免滑块升降不同步导致卡死现象。电动绞盘37固定设置在第一车梁41上，电动绞盘37上缠绕有第一钢丝绳，该钢丝绳绕过第二卷轮36、滑轮33与第二直线运动滑块31固定连接。电动绞盘37可以采用现有的汽车电动绞盘。第一卷轮34上固定绕设有第二钢丝绳，该钢丝绳绕过另一个滑轮与滑块固定连接。

上述，车轮驱动装置45为减速电动机，减速电动机输出轴固定设置有主动链轮450，第二车轮44的转轴一端固定设置有从动链轮440，主动链轮450通过链条与从动链轮440连接；

集叶板46端部设置成圆弧倒角，圆弧倒角便于在车体行进时将桑株收拢到车体中间位置以便于采集。

图11是本实施例的总体结构示意图，图中固定支架32对称设置有一套第一直线运动机构2和采摘器1。进行桑叶采摘时，首先将车体4沿着桑株排列方向行进，并使车体4中心对准桑株，以及调整第二直线运动机构3使得采集器1的高度正好与桑株根部接近。由于两侧集叶板46的作用，桑株通过弧形结构后向采摘器1靠拢，于此同时受到底部拨株装置47中拨片474的波动向车体4内部移动，当桑株到达采集器1位置时，人工将桑株送入采集器1内，桑株到位检测传感器124检测到有桑株，桑叶检测传感器123也感应到有信号，这时控制系统控制第一半弧120和第二半弧121闭合，同时也带动第一定位半弧130和第二定位半弧131闭合形成管状，将桑株进行包围，接着切割电动机122带动锯片1220高速旋转，此时第一直线运动机构2带动采摘器1沿着桑株从下往上进行桑叶剪切，当到达桑株顶部后，桑叶检测传感器123失去信号，控制系统控制切割电动机122、第一电机23停止运行，并打开外管套12，被切割的桑叶掉落到两侧集叶板46上，集叶板上的桑叶由人工收集打包，从而完成桑叶采摘的工作。该方案进一步提高了采摘的效率，减少了人工劳动强度。

实施例四

实施例三虽然相对应实施例二效率更高，人工劳动强度有所减小，但是在实践过程中发现桑株容易被卷入车体或者车轮内，导致桑株受伤或者影响采摘，另外由于没有专门设计的推拉装置，操作也不是很方便，在桑株比较密集的地方采摘器的数量明显不够用。针对上述问题，本实施例在实施例三的基础上进一步改进，如图12所示。

在实施例三的基础上，第二车梁42一端固定设置有把手7，把手7上固定设置有操控盒8，操控盒8内设置有用于控制桑叶采摘装置的控制系统，能够实现车体的前进或后退以及第二直线运动机构3的升降，第一直线运动机构2复位等操作。第一车梁41内侧对称设置有电池支架，电池支架上可拆卸放置有蓄电池5，蓄电池5用于为装置提供电源。为了进一步提高采摘效率，固定支架32对称固定设置有两套第一直线运动机构2。当然，本实施例只是设置了4套采摘器，采摘器的数量可以根据具体情况增减，此处不做限定。另外，为了防止桑株伸入车体或者车轮中，门架40外侧沿着车体前后方向固定设置有遮挡板6。

通过上述改进后，装置在桑株林中行进更自如，操作更为便捷。