专利名称：一种便携式自动夹切水果采摘机的制作方法
技术领域：
本发明涉及水果采摘技术，特别涉及一种便携式自动夹切水果采摘机。
背景技术：
目前，水果采摘的设备的自动化程度较低，其采摘效率也低，因而自动化 的机械采摘设备有很好的应用前景。就目前出现的水果采摘机构而言，多数具 备电机驱动或者气力、液压驱动的结构，而采用这些结构的采摘设备结构大多 较为复杂，需要复杂的传动机构，增加了能量的损耗而且成本一般较高、实用
性差、维护困难。例如中国专利200810060259.乂公开了一种果实采摘器，它 由动力源、撑杆及设置在撑杆顶部的采摘部组成，采摘部由电机与采摘头连接 而成，采摘头为柱状结构，柱面上设有若干凸起的齿条，动力源为电源，电源 通过导线与电机相连接。这种果实采摘器虽然有效的解决了手提式采摘机存在 的寿命短、采摘头较大，在树枝较密的地方使用困难、效率较低的问题，但是 由于其采摘头是在电源驱动的电机带动下转动，因此需要提供额外的电源，增 加了能量的消耗，此外电源和电机之间的连线也限制了采摘器的便捷移动；同 时电机设置在采摘头的空腔内，而且它的输出端还设有行星减速器，这就增加 了其结构的复杂程度以及维护的难度；此外，由于水果种类繁多，大小不一， 需要不同类型的采摘头，而齿条的更换不易，这使其在通用性上也有一定局限 性。另外，中国专利200420050927.8公开了一种采用气力传送装置的釆摘器， 该采摘器利用采摘轮组和压縮气流进行棉花的连续采摘和输送，它具有可以连 续作业，采摘、输送包装可自动完成的优点，但是需要添加额外的驱动以及送 风机构，对环境(雨水、灰尘等)的适应性也较差，而且对于水果类的采摘， 实用性不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种便于携带，能够实现水 果果梗自动识别、夹持和切割的便携式自动夹切水果采摘机。本发明通过以下技术方案实现 一种便携式自动夹切水果采摘机，包括依 次连接的采摘机构、传动机构和驱动机构，所述采摘机构上设有果梗检测器， 所述驱动机构上设有相应的测控电路；所述驱动机构为气动方式的驱动机构， 包括切割气缸和夹持气缸，切割气缸、夹持气缸分别通过对应的切割电磁阀、 夹持电磁阀与气罐、气泵依次连接；所述切割气缸和夹持气缸设于采摘杆体的 把手端，所述气罐、气泵和测控电路设于采摘机体内。
所述采摘机构包括并列与传动机构连接的夹持组件和切割组件；夹持组件 包括两个成角度设置的夹持柄以及设于夹角端的夹持复位弹簧，夹持组件的夹 角端与传动机构的一组钢丝绳连接；切割组件包括两个成角度设置的切割柄以 及设于夹角端的切割复位弹簧，切割组件的夹角端与传动机构的另一组钢丝绳 连接；所述果梗检测器安装于采摘机构的一个夹持柄上。
所述传动机构包括分别与夹持组件和切割组件对应的两组钢丝绳，钢丝绳 的一端与夹持组件或切割组件连接，另一端与夹持气缸或切割气缸的活塞连 接；钢丝绳外套有导管，导管设于采摘杆体内。
所述测控电路的输出端设有测控线束插头，测控线束插头安装于采摘机体 外表面，其相应的测控线束插座设于采摘杆体的把手端外表面。
所述采摘杆体为中空的圆柱体。
所述采摘机构固定于与采摘杆体相连的安装板上。
所述采摘机构的夹持柄开口端为夹紧果梗用的齿形结构。
所述采摘机体上设有方便携带用的背带。
所述气泵的驱动电路电源采用蓄电池。
本发明的便携式自动夹切水果采摘机使用时，其工作过程为操作者把采 摘机体的背带绑在肩上，手持采摘杆体的把手端，夹持组件的夹持柄在夹持复 位弹簧的作用下处于张开状态(初始状态)，切割组件的切割柄在切割复位弹 簧的作用下处于张开状态(初始状态)；接通气泵驱动电路的电源开关，气泵 旋转，使气罐充满气体并维持一定气压；操作者使夹持组件的夹持柄和切割组 件的切割柄移动到待采摘水果的果梗之间；当果梗检测器检测到果梗，则输出 果梗信号给测控电路，测控电路输出第一组信号给夹持电磁阀，夹持电磁阀打 开使夹持气缸的上腔充入气体，夹持气缸内的活塞往下运动，带动对应的钢丝 绳往下运动，从而拉动夹持柄闭合，夹住果梗；夹持柄夹住果梗后，测控电路 输出第二组信号给切割电磁阀，切割电磁阀打开使切割气缸的上腔充入气体，切割气缸内的活塞往下运动，带动相应的钢丝绳往下运动，从而拉动切割柄闭
合，切断果梗；水果被摘离果树后，夹在夹持柄之间，操作者把水果移动到果 篮，按下控制按钮，测控电路检测到控制按钮的按下信号后，分别输出第三组 信号给夹持电磁阀和切割电磁阀，使夹持气缸和切割气缸的活塞均往上运动， 回到初始位置，此时切割柄在切割复位弹簧的弹力作用下恢复到初始状态，夹 持柄在夹持复位弹簧的弹力作用下也恢复到初始状态；完成后，操作者只需把 采摘机构移动到另外一个待采摘的水果果梗之间，即可执行下一轮的采摘作 业。
其中，测控电路的工作原理为果梗检测器检测到果梗后，输出果梗信号 (低电平信号)至施密特触发器，果梗信号经施密特触发器处理后输入至单片 机，在单片机的控制下输出控制信号，使夹持电磁阀或切割电磁阀的驱动电路 接通(接通时为高电平信号)或断开(断开时为低电平信号)，从而实现自动 夹切的水果采摘过程。
与上述现有技术相比，本发明具有以下有益效果
1、 本便携式自动夹切水果采摘机作业时，只需操作者移动采摘杆体，使 设于其末端的采摘机构接近果梗，系统将自动完成对被采摘水果果梗的识别、 夹持和切割的操作，因而可以大幅度降低水果采摘的劳动强度，提高采摘效率， 节省成本。
2、 本便携式自动夹切水果采摘机作业时，其夹持和切割的工作由测控电 路根据果梗检测器的输入信号自动执行，自动化程度高。
3 、本便携式自动夹切水果采摘机的传动机构动力源均内置于采摘杆体的 把手端，能有效减小操作时采摘杆体相对于把手端由重力产生的扭矩；传动机 构安装在中空圆柱型采摘杆体的内部，其结构简单，有利于采摘机的便捷移动， 除了可以用于平地果林的水果采摘，也适用于山地等多种地形的果林水果采 摘。
4、本便携式自动夹切水果采摘机的驱动机构采用气动装置，其运动速度 快，可大幅度提高水果采摘速度。
图1为本便携式自动夹切水果采摘机的结构示意图。图2为本便携式自动夹切水果采摘机的采摘机构结构示意图。 图3为本便携式自动夹切水果采摘机的测控电路原理图。
具体实施例方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实 施方式不限于此。
实施例
本实施例一种便携式自动夹切水果采摘机，如图1所示，包括依次连接的 采摘机构、传动机构和驱动机构，其中采摘机构上设有果梗检测器l，驱动机 构上设有相应的测控电路16;驱动机构为气动方式的驱动机构，包括切割气 缸11和夹持气缸10，切割气缸ll、夹持气缸IO分别通过对应的切割电磁阀 26、夹持电磁阀12与气罐15、气泵18依次连接；切割气缸11和夹持气缸10 设于采摘杆体9的把手端，气罐15、气泵18和测控电路16设于采摘机体19 内。
采摘机构包括并列与传动机构连接的夹持组件3和切割组件2;如图2所 示，夹持组件3包括两个成角度设置的夹持柄22以及设于夹角端的夹持复位 弹簧24，夹持组件3的夹角端与传动机构的一组钢丝绳7连接；切割组件2 包括两个成角度设置的切割柄23以及设于夹角端的切割复位弹簧25，切割组 件2的夹角端与传动机构的另一组钢丝绳5连接；果梗检测器1安装于采摘机 构的一个夹持柄22上。
如图1所示，传动机构包括分别与夹持组件3和切割组件2对应的两组钢 丝绳7和5，钢丝绳的一端与夹持组件3或切割组件2连接，另一端与夹持气 缸10或切割气缸11的活塞连接；钢丝绳7和5外部分别套有导管8和6，导 管8和6均设于采摘杆体9内部。
测控电路16的输出端设有测控线束插头14，测控线束插头14安装于采 摘机体19外表面，其相应的测控线束插座13设于采摘杆体9的把手端外表面。
其中采摘杆体9为中空的圆柱体；采摘机构固定于与采摘杆体9相连的安 装板4上；采摘机构的夹持柄22开口端为夹紧果梗用的齿形结构；采摘机体 19上设有方便携带用的背带17;气泵18的驱动电路电源21采用蓄电池。
本实施例的便携式自动夹切水果采摘机使用时，其工作过程为操作者把
采摘机体19的背带17绑在肩上，手持采摘杆体9的把手端，夹持组件3的夹持柄22在夹持复位弹簧24的作用下处于张开状态(初始状态)，切割组件2 的切割柄23在切割复位弹簧25的作用下处于张开状态(初始状态)；接通气 泵18驱动电路的电源开关20，气泵18旋转，使气罐15充满气体并维持一定 气压；操作者使夹持组件3的夹持柄22和切割组件2的切割柄23移动到待采 摘水果的果梗之间；当果梗检测器1检测到果梗，则输出果梗信号给测控电路 16，测控电路16输出第一组信号给夹持电磁阀12，夹持电磁阀12打开使夹 持气缸10的上腔充入气体，夹持气缸10内的活塞往下运动，带动对应的钢丝 绳7往下运动，从而拉动夹持柄22闭合，夹住果梗；夹持柄22夹住果梗后， 测控电路16输出第二组信号给切割电磁阀26，切割电磁阀26打开使切割气 缸ll的上腔充入气体，切割气缸ll内的活塞往下运动，带动相应的钢丝绳5 往下运动，从而拉动切割柄23闭合，切断果梗；水果被摘离果树后，夹在夹 持柄22之间，操作者把水果移动到果篮，按下控制按钮，测控电路16检测到 控制按钮的按下信号后，分别输出第三组信号给夹持电磁阀12和切割电磁阀 26，使夹持气缸10和切割气缸11的活塞均往上运动，回到初始位置，此时切 割柄23在切割复位弹簧25的弹力作用下恢复到初始状态，夹持柄22在夹持 复位弹簧27的弹力作用下也恢复到初始状态；完成后，操作者只需把采摘机 构移动到另外一个待采摘的水果果梗之间，即可执行下一轮的采摘作业。
其中，测控电路的工作原理如图3所示，图中I与果梗感应器1连接，Ot 与夹持电磁阀12连接，02与切割电磁阀26连接；由一个非接触传感器构成 的果梗检测器检测到果梗后，输出果梗信号(低电平信号)至施密特触发器， 果梗信号经施密特触发器处理后输入至单片机(其输入端口为PIN5)，在单片 机的控制下从PIN7、 PIN8两个端口输出控制信号，使夹持电磁阀或切割电磁 阀的驱动电路接通(接通时为高电平信号)或断开(断开时为低电平信号)， 从而实现自动夹切的水果采摘过程。本实施例的芯片采用型号为SN2602的芯 片，以夹持和切割的过程为例，如图3所示，PIN7输出为5V的高电平时，经 三极管和光耦触发24V的夹持电磁阀控制电路导通，感应线圈形成磁场，使 得与Ch连接的夹持电磁阀处于规定的工作位，实现自动夹持；PIN7导通后延 时1S输出高电平至PIN8， PIN8输出为5V的高电平时，经三极管和光耦触发 24V的切割电磁阀控制电路导通，感应线圈形成磁场，使得与02连接的切割 电磁阀处于规定的工作位，实现自动切割。如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，
并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰， 都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1、一种便携式自动夹切水果采摘机，包括依次连接的采摘机构、传动机构和驱动机构，其特征在于，所述采摘机构上设有果梗检测器，所述驱动机构上设有相应的测控电路；所述驱动机构为气动方式的驱动机构，包括切割气缸和夹持气缸，切割气缸、夹持气缸分别通过对应的切割电磁阀、夹持电磁阀与气罐、气泵依次连接；所述切割气缸和夹持气缸设于采摘杆体的把手端，所述气罐、气泵和测控电路设于采摘机体内。
2、 根据权利要求l所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于， 所述采摘机构包括并列与传动机构连接的夹持组件和切割组件；夹持组件包括 两个成角度设置的夹持柄以及设于夹角端的夹持复位弹簧，夹持组件的夹角端 与传动机构的一组钢丝绳连接；切割组件包括两个成角度设置的切割柄以及设 于夹角端的切割复位弹簧，切割组件的夹角端与传动机构的另一组钢丝绳连 接；所述果梗检测器安装于采摘机构的一个夹持柄上。
3、 根据权利要求l所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于， 所述传动机构包括分别与夹持组件和切割组件对应的两组钢丝绳，钢丝绳的一 端与夹持组件或切割组件连接，另一端与夹持气缸或切割气缸的活塞连接；钢 丝绳外套有导管，导管设于采摘杆体内。
4、 根据权利要求1所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于， 所述测控电路的输出端设有测控线束插头，测控线束插头安装于采摘机体外表 面，其相应的测控线束插座设于采摘杆体的把手端外表面。
5、 根据权利要求l所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于， 所述采摘杆体为中空的圆柱体。
6、 根据权利要求l所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于， 所述采摘机构固定于与采摘杆体相连的安装板上。
7、 根据权利要求l所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于，所述采摘机构的夹持柄开口端为夹紧果梗用的齿形结构。
8、 根据权利要求1所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于， 所述采摘机体上设有方便携带用的背带。
9、 根据权利要求1所述一种便携式自动夹切水果采摘机，其特征在于， 所述气泵的驱动电路电源采用蓄电池。
全文摘要
本发明提供一种便携式自动夹切水果采摘机，包括依次连接的采摘机构、传动机构和驱动机构，采摘机构上设有果梗检测器，驱动机构上设有相应的测控电路；驱动机构为气动方式的驱动机构，包括切割气缸和夹持气缸，切割气缸、夹持气缸分别通过对应的切割电磁阀、夹持电磁阀与气罐、气泵依次连接；切割气缸和夹持气缸设于采摘杆体的把手端，气罐、气泵和测控电路设于采摘机体内。本发明的采摘机作业时，只需操作者移动采摘杆体，使采摘机构接近果梗，系统将自动完成对被采摘水果果梗的识别、夹持和切割的操作，因而可以大幅度降低水果采摘的劳动强度，提高采摘效率，节省成本；其夹持和切割的工作由测控电路自动执行，自动化程度高。
文档编号G05B19/042GK101601346SQ20091004099
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者刘天湖 申请人:华南农业大学