一種機械化水果采摘收集運輸系統及方法技術方案

本發明專利技術公開一種機械化水果采摘收集運輸系統及方法，其系統包括末端采摘裝置、伸長臂、伸長臂座、進料斗、輸送裝置、拖斗和移動裝置，拖斗設于移動裝置上，進料斗設于移動裝置一側的前方，進料斗和拖斗之間通過輸送裝置連接，伸長臂一端通過伸長臂座固定于移動裝置上，伸長臂另一端設置末端采摘裝置；其方法是用戶驅動移動裝置移動并尋找適合采收的果實，然后通過伸長臂將末端采摘裝置送至果實處，通過末端采摘裝置摘下果實并抱住送至進料斗，果實進入進料斗后通過輸送裝置送至拖斗。本發明專利技術實現了集水果的采摘、收集和運輸于一體的機械化作業，有效提高水果采集運輸的機械化程度，提高水果采摘效率的同時，也提高了果實采摘的準確率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及水果采摘
，特別涉及ー種適用于大型果實采摘的機械化水果采摘收集運輸系統及方法。
技術介紹
在水果生產作業中，果實采摘約占整個作業量的30 50%，由于采摘作業環境和作業對象的復雜性，雖然陸續有采摘自動化的技術方案提出，但并未出現廣泛應用的水果采收自動化技木。實際上，目前大多數的水果采收作業并未實現機械化。在水果采收過程中，除了把水果摘下來，還要把水果收集并運輸至儲存處，這就要求采收作業的機械化除了采摘作業的機械化，還應包括收集和運輸的機械化。隨著我國經濟的快速發展、城鎮化的快速推進，農業勞動カ將逐漸向社會其他產業轉移，農業勞動カ資源不足的問題將逐漸暴露出來。水果采摘、收集和運輸工作的機械化能夠降低果農的勞動強度、提高勞動生產率和產品質量，保證適時采收，具有很大的發展潛力。而就水果采收作業而言，目前出現的水果采摘執行器多是針對小型果實的采摘而提出的，如公開號為US5428947的美國專利所公開的水果采摘器、申請號為US19970931108的美國專利所公開的水果采摘器、申請號為US19990473439的美國專利所公開的果實采摘機等，都只適用于小型果實的采摘，而針對大型或較重的水果(如成串的香蕉或成串的椰子等)，目前并沒有專用的采摘設備。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，針對大型果實，提供一種機械化程度高，且采摘效率高、采摘準確的機械化水果采摘收集運輸系統。本專利技術的另ー目的在于提供一種通過上述系統實現的機械化水果采集運輸方法。本專利技術的技術方案為一種機械化水果采摘收集運輸系統，包括末端采摘裝置、イ申長臂、伸長臂座、進料斗、輸送裝置、拖斗和移動裝置，拖斗設于移動裝置上，進料斗設于移動裝置ー側的前方，進料斗和拖斗之間通過輸送裝置連接，伸長臂一端通過伸長臂座固定于移動裝置上，伸長臂另一端設置末端采摘裝置。所述末端采摘裝置包括支撐主體、支撐主體控制組件、抓臂組件、夾頭組件和切割組件，支撐主體呈“7”字形，支撐主體包括相連接的水平件和豎直件，支撐主體控制組件設于支撐主體的外側面，抓臂組件設于支撐主體的豎直件底部，夾頭組件設于支撐主體的豎直件中部，切割組件設于支撐主體的水平件上。所述支撐主體中，水平件為下方開ロ的中空盒狀結構，豎直件垂直設于水平件一 端，切割組件設于水平件內；豎直件為中空盒狀結構，豎直件相対的兩側面上分別設有通槽；支撐主體控制組件設于水平件和豎直件的連接處外側面上；所述夾頭組件包括兩個固定板和兩組夾頭活動組件，兩個固定板并列穿過豎直件相對兩側面上的通槽，兩組夾頭活動組件分別設于固定板的兩端；各夾頭活動組件分別包括擺臂、夾頭和第一液壓缸，擺臂一端鉸接于兩個固定板之間，擺臂另一端與夾頭鉸接，第一液壓缸一端與夾頭鉸接，第一液壓缸另一端通過第一銷軸與支撐主體的豎直件鉸接；所述抓臂組件包括抓臂安裝架和兩組抓臂活動組件，抓臂安裝架穿過豎直件相對兩側面上的通槽并固定于豎直件底部，兩組抓臂活動組件分別設于抓臂安裝架的兩端；各抓臂活動組件分別包括抓臂和第二液壓缸，第二液壓缸一端與抓臂鉸接，第二液壓缸另一端與豎直件鉸接，抓臂與抓臂安裝架鉸接；所述支撐主體控制組件包括支撐主體連接支架、調整支撐主體旋轉度的擺動油缸、擺動油缸支撐支架和調整支撐主體傾斜角度的第三液壓缸,支撐主體連接支架和擺動油缸支撐支架均呈“L”形，支撐主體連接支架的豎直部分與支撐主體固定連接，擺動油缸的底面與支撐主體連接支架的水平部分連接，擺動油缸的頂面與擺動油缸支撐支架的水平部分連接，擺動油缸支撐支架的水平部分上設有與伸長臂連接用的第一突起，擺動油缸支撐支架的豎直部分上設有連接第三液壓缸用的第二突起；所述切割組件包括鏈鋸支撐板、鏈鋸和第四液壓缸，鏈鋸設于鏈鋸支撐板上，第四液壓缸一端與鏈鋸支撐板鉸接，第四液壓缸另一端與支撐主體的水平件鉸接。所述夾頭的一端設有隔離盤，在采摘過程中，隔離盤插入到待剪切的果實和其他果實之間的區域，將待剪切的果實推向兩個夾頭之間的區域的同時，把待剪切的果實與其他果實隔離開來；夾頭的表面為弧柱形，夾頭的表面分布有多個凸釘。所述伸長臂為三段彎折結構，包括依次連接的上臂、中臂和下臂，上臂一端與中臂連接，上臂另一端與末端采摘裝置連接，下臂一端與中臂連接，下臂另一端與伸長臂座連接;下臂包括平行設置的左下臂體和右下臂體，左下臂體和右下臂體的一端與伸長臂座鉸接，左下臂體和右下臂體的另一端與中臂鉸接；下臂上還設有第五液壓缸，第五液壓缸的一端與伸長臂座鉸接，第五液壓缸的另一端與下臂中部鉸接；中臂包括平行設置的左中臂體和右中臂體，左中臂體和右中臂體的一端與下臂鉸接，左中臂體和右中臂體的另一端與上臂鉸接；中臂上還設有第六液壓缸，第六液壓缸的一端與下臂中部鉸接，第六液壓缸的另一端與中臂中部鉸接；上臂為管狀結構，上臂一端與中臂鉸接，上臂另一端與末端采摘裝置鉸接；上臂上設有第七液壓缸和第三液壓缸，第七液壓缸一端與中臂中部鉸接，第七液壓缸另一端與上臂中部鉸接，第三液壓缸一端與上臂中部鉸接，第三液壓缸另一端與末端采摘裝置鉸接。所述伸長臂座包括下臂支撐座和主支撐座，下臂支撐座與下臂兩側連接，主支撐座固定于移動裝置上，下臂支撐座上設有第三突起，第三突起通過第八液壓缸與主支撐座鉸接。其中，第五液壓缸控制下臂與伸長臂座之間的角度，第六液壓缸控制下臂與中臂之間的角度，第七液壓缸控制中臂與上臂之間的角度，第三液壓缸控制上臂與末端采摘裝置之間的角度，第八液壓缸控制下臂支撐座與主支撐座之間的角度。所述進料斗是頂面和后端都敞開的殼式結構，進料斗的前端為傾斜面，進料斗的后端與輸送裝置連接；進料斗設于移動裝置的右側前方，伸長臂及末端采摘裝置設于進料斗上方。所述輸送裝置包括輸送帶和兩個側板，輸送帶兩端分別與進料斗和拖斗連接，兩個側板分別設于輸送帶的左右兩側。為了使該系統的自動化程度更完善，可在輸送裝置上設置多個傳感器，通過傳感器檢測是否有果實需要輸送，再啟動輸送帶，使其運行將果實送至拖斗。所述移動裝置為汽車，拖斗設于汽車的底盤車架上。本專利技術根據上述系統可實現ー種機械化水果采摘收集運輸方法，包括以下步驟(I)用戶驅動移動裝置移 動，尋找適合采收的果實；(2)當發現適合采收的果實時，通過移動裝置的移動，整個機械化水果采摘收集運輸系統被移動至采收作業區域；該采收作業區域的范圍根據果實的實際生長狀況而定，一般為伸長臂展開后，末端采摘裝置可采摘到果實的范圍內；(3)用戶啟動伸長臂，通過伸長臂的動作，將末端采摘裝置送至果實處；(4)末端采摘裝置先將果實抱住，然后切割果實上相應的樹枝，從而將果實分離；該過程中，末端采摘裝置靠近待剪切的果實后，先通過支撐主體控制組件調整支撐主體的旋轉度和傾斜度，接著通過抓臂組件抱住果實，通過夾頭組件夾住果實上方的樹枝，最后通過切割組件將樹枝切斷；(5)果實采摘完成后，通過伸長臂的動作，末端采摘裝置將果實送至進料斗，末端采摘裝置復位，果實落入進料斗，并通過輸送裝置送至拖斗，至此完成果實的采集；(6)當拖斗內儲滿果實或采集到的果實需要及時送至儲存處時，通過移動裝置的移動，將果實送至儲存處。本專利技術相對于現有技術，具有以下有益效果本機械化水果采摘收集運輸系統及方法實現了集水果的采摘、收集和運輸于一體的機械化作業，有效提高水果采集運輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
所要求保護的范圍所涵蓋。權利要求1.一種機械化水果采摘收集運輸系統，其特征在于，包括末端采摘裝置、伸長臂、伸長臂座、進料斗、輸送裝置、拖斗和移動裝置，拖斗設于移動裝置上，進料斗設于移動裝置ー側的前方，進料斗和拖斗之間通過輸送裝置連接，伸長臂一端通過伸長臂座固定于移動裝置上，伸長臂另一端設置末端采摘裝置。2.根據權利要求I所述ー種機械化水果采摘收集運輸系統，其特征在于，所述末端采摘裝置包括支撐主體、支撐主體控制組件、抓臂組件、夾頭組件和切割組件，支撐主體呈“7”字形，支撐主體包括相連接的水平件和豎直件，支撐主體控制組件設于支撐主體的外側面，抓臂組件設于支撐主體的豎直件底部，夾頭組件設于支撐主體的豎直件中部，切割組件設于支撐主體的水平件上。3.根據權利要求2所述ー種機械化水果采摘運輸系統，其特征在于,所述支撐主體中，水平件為下方開ロ的中空盒狀結構，豎直件垂直設于水平件一端，切割組件設于水平件內；豎直件為中空盒狀結構，豎直件相対的兩側面上分別設有通槽；支撐主體控制組件設于水平件和豎直件的連接處外側面上； 所述夾頭組件包括兩個固定板和兩組夾頭活動組件，兩個固定板并列穿過豎直件相對兩側面上的通槽，兩組夾頭活動組件分別設于固定板的兩端；各夾頭活動組件分別包括擺臂、夾頭和第一液壓缸，擺臂一端鉸接于兩個固定板之間，擺臂另一端與夾頭鉸接，第一液壓缸一端與夾頭鉸接，第一液壓缸另一端通過第一銷軸與支撐主體的豎直件鉸接； 所述抓臂組件包括抓臂安裝架和兩組抓臂活動組件，抓臂安裝架穿過豎直件相對兩側面上的通槽并固定于豎直件底部，兩組抓臂活動組件分別設于抓臂安裝架的兩端；各抓臂活動組件分別包括抓臂和第二液壓缸，第二液壓缸一端與抓臂鉸接，第二液壓缸另一端與豎直件鉸接，抓臂與抓臂安裝架鉸接； 所述支撐主體控制組件包括支撐主體連接支架、調整支撐主體旋轉度的擺動油缸、擺動油缸支撐支架和調整支撐主體傾斜角度的第三液壓缸，支撐主體連接支架和擺動油缸支撐支架均呈“L”形，支撐主體連接支架的豎直部分與支撐主體固定連接，擺動油缸的底面與支撐主體連接支架的水平部分連接，擺動油缸的頂面與擺動油缸支撐支架的水平部分連接，擺動油缸支撐支架的水平部分上設有與伸長臂連接用的第一突起，擺動油缸支撐支架的豎直部分上設有連接第三液壓缸用的第二突起； 所述切割組件包括鏈鋸支撐板、鏈鋸和第四液壓缸，鏈鋸設于鏈鋸支撐板上，第四液壓缸一端與鏈鋸支撐板鉸接，第四液壓缸另一端與支撐主體的水平件鉸接。4.根據權利要求3所述ー種機械化水果采摘收集運輸系統，其特征在于，所述夾頭的一端設有隔離盤；夾頭的表面為弧柱形，夾頭的表面分布有多個凸釘。5.根據權利要求3所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉天湖，
申請(專利權)人：華南農業大學，
類型：發明
國別省市：