一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器制造技术

本发明专利技术提供一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，包括手柄、支撑杆、弹簧、采摘器和收集袋，在手柄上固定安装弹簧、支撑杆和采摘器，支撑杆安装在手柄上，且与手柄铰接，采摘器由滚轮、伸缩杆、弹簧和切刀组成，弹簧为压簧，伸缩杆一端与滚轮联接，另一端贯穿弹簧和手柄上设置的通孔并与手柄联接，切刀通过螺栓与伸缩杆联接，切刀的刀尖呈U形状，松开螺栓，转动切刀，使切刀与葡萄枝条的外表面呈0～30°的夹角，在滚轮的外圆面上设有U形的凹槽，对手柄施加前进方向的力，滚轮在葡萄枝条上转动，带动切刀运动，切刀将葡萄的果柄切断，葡萄落入收集袋中回收。

Roller artificial power non-contact mechanical hand grape picking device

The invention provides a non-contact type mechanical hand for a grape picking roller of artificial power, which comprises a handle, a supporting rod, a spring, picking and collecting bag, the handle is fixedly provided with a spring, a supporting rod and picking device, the supporting rod is installed on the handle, and the handle is hinged, picking device is composed of a roller, a telescopic rod, a spring and a cutting knife, spring spring, one end of the telescopic rod is connected with the roller, the other end is provided with through holes through the spring and the handle and the handle is connected by bolts, the cutter and the telescopic rod, the cutter tip is U shape, loosening the bolt and rotating cutter, the cutter and the grapes branches of the outer surface has an angle of 0 degrees to 30 degrees, the roller grooves in the outer circular face is provided with a U shaped the direction of the force applied to the handle, the wheel rotates in grape shoots, drives the cutter movement, cutting the grape fruit stalk is cut off, The grapes were collected in the collection bag.

【技术实现步骤摘要】
一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器
本专利技术涉及一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，属于农业机械

技术介绍
葡萄含糖量高、含水多，属于浆果，果皮薄，国内外的葡萄采摘由两种方式，第一种方式是用剪刀剪断葡萄枝条上果柄，采摘效率低，劳动强度大，第二种方式是采用机械采摘，葡萄在枝条上的生长没有规律可循，不可能生长同一个平面上，高低错落不一，即使实施机械修剪，机械采摘也难以实现，机械采摘无非采用剪刀或旋转刀直接切断葡萄的枝条，机械采摘只能沿同一个平面采摘。
技术实现思路
一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，适合于浆果采摘，包括手柄、支撑杆、弹簧、采摘器和收集袋，手柄上设有弹簧、支撑杆和采摘器，支撑杆与手柄铰接，切刀尖端呈内凹的弧形刀，切刀在葡萄枝条的外表面运动，切断葡萄的果柄和枝条上针刺，切刀的切割角度通过螺栓调整，葡萄的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿葡萄枝条表面的直线平行方向运动，但切刀的切割角度不变，只能通过切刀的刀刃将葡萄的果柄切断，对葡萄果的表面无挤压作用力。其技术方案为：一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，包括手柄、支撑杆、弹簧、采摘器和收集袋，在手柄上固定安装弹簧、支撑杆和采摘器，支撑杆安装在手柄上，且与手柄铰接，采摘器由滚轮、伸缩杆、弹簧、切刀和收集袋组成，弹簧为压簧，伸缩杆一端与滚轮联接，另一端贯穿弹簧和手柄上设置的通孔并与手柄联接，切刀通过螺栓与伸缩杆联接，三角状切刀的刀尖呈U形状，松开螺栓，转动切刀，使切刀与葡萄枝条的外表面呈0～30°的夹角，在滚轮的外圆面上设有U形的凹槽，收集袋一端固定在支撑杆上，另一端固定在三角状切刀的呈U形状端，收集袋内壁上设有柔性材料，田间作业时，一只手握住要采摘的葡萄枝条，另一只手对采摘器的手柄施加压力，手柄克服弹簧的压力绕支撑杆上的铰接点转动，带动滚轮和切刀张开，将滚轮置于葡萄的枝条上，葡萄枝条的部分嵌入滚轮的凹槽内，滚轮在葡萄枝条上滚动，当葡萄的枝条直径变化时，枝条对滚轮施加作用力，弹簧发生伸缩，进而带动切刀运动，切刀的采摘角度不变，与葡萄非接触，只与葡萄的果柄和葡萄枝条表面接触，解除对手柄的施加压力，弹簧的作用力将滚轮固定在葡萄枝条上，对手柄施加前进方向的力，滚轮在葡萄枝条上转动，带动切刀运动，切刀将葡萄的果柄切断，葡萄落入收集袋中回收，经过风力清选将杂质去掉。所述的一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，滚轮和切刀成对设置，滚轮可错位设置，不在同一条铅垂线上排列。专利2015106940195、2016106166777和2015208256374，采用梳齿式采摘方式，采摘时葡萄位于采摘梳的两梳齿之间，采摘梳的梳齿与葡萄面面接触，梳齿与葡萄表面产生相互挤压力，且葡萄在梳齿表面运动，损伤葡萄表面，损伤的葡萄表面氧化变黑，影响采摘质量和葡萄的商品品质，其次，葡萄果柄的抗拉力远远大于葡萄的抗拉力，葡萄果柄从葡萄上脱落过程中，会对浆果葡萄产生撕拉力，导致葡萄与葡萄果柄连接处的果肉脱落，因葡萄是浆果，葡萄果实中浆液流失，而一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，能够实现变径采摘，切刀在葡萄枝条的外表面运动，切断葡萄的果柄，果柄绝大部分留在果实上，葡萄果实不与切刀接触，两者之间无相对运动，对葡萄表面无损伤，且果柄部分留在葡萄上，现有的采摘技术无法实现，切刀的切割角度通过螺栓调整，葡萄的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿葡萄枝条表面的直线平行方向运动，但切刀的切割角度不变，只能通过切刀的尖端的刀刃将葡萄的果柄切断，对葡萄果的表面无挤压作用力，是在葡萄枝条上的一种滚动非接触式采摘，结构不同，原理上不同，滚轮和切刀也可采用单个设置，也可以两个组合在一起使用，灵活方便，另外，机械采摘精确定位难度较大，人工采摘效率低，本申请采摘刀沿枝条表面平行运动，将果柄切断，滚轮在枝条上运动，实现变径采摘，其它形式的梳摘、柔性采摘、夹持采摘，均对葡萄的表面施加挤压力，产生相对运动，只能在一个平面上采摘，而气吸式采摘，气流不能进入簇拥丛生的果实之间、即使气流量加大，气吸式根本无法实现采摘，气流难以将葡萄从坚韧的果柄上脱离，气流式决定着葡萄的采摘不能实现，夹持式采摘，用手高举采摘杆，杆的重心位于中上部，手长时间高举采摘杆产生抖动，视线出现偏差，定位不准确，采摘效率低，葡萄在枝条生长角度各不相同，通过旋转夹持，动态的旋转指去夹持静态且角度不同的葡萄，难以顺利夹持，手举式电动剪刀也存在葡萄果柄位于两个剪刀之间，葡萄果丛生，每一个生长的角度不同，每次只能剪切一个，存在精准定位技术问题，劳动强度大，震动敲击式，是一种破坏性的采摘，对葡萄树损伤严重，影响数木下一年的生长和产量，偏心块震动采摘，是震动敲击式的一种变形，而本申请在向前运动的同时，滚轮也同时能实现在枝条上旋转，所有的葡萄都生长在枝条上，不管是侧枝还是侧枝上的，由果柄与枝条联接，实现360度切刀的旋转采摘，由于葡萄在枝条的生长角度不一致，机器人的手指在采摘方面无论如何也代替不了人，机器人的手指是由金属材料制成的多关节机构，没有形象思维，只是执行机械动作，而果实的采摘没有规律的，不可能沿规定的程序执行，而人是有思维和感知的动物，葡萄的生长年限不同，其果柄的抗拉强度不相同，机器人采摘无法辨别葡萄树生长年龄，葡萄的生长位置，机器手与葡萄总会表面接触，产生夹持力，夹持部位不同，出现滑移，夹持不紧，这一点不容置疑，人工采摘可以用剪刀剪断葡萄的果柄，不直接与葡萄果实的表面接触，采摘效率低，单个采摘，葡萄在枝条上的生长没有规律可循，不可能生长同一个平面上，高低错落不一，葡萄在枝条上的生长位置不同，每个果穗的葡萄数量不同，且簇拥成穗，导致每个果穗的葡萄生长不在同一个平面上，即使实施机械修剪，机械采摘也难以实现，机械采摘无非采用剪刀或旋转刀直接切断葡萄的枝条，机械采摘只能沿同一个平面采摘，机器人目前做不到，而本申请恰恰利用这一点，通过滚轮在枝条滚动，直接剪断果柄，非接触机械手一次实现多个果穗的采摘，即两个以上的果穗采摘，对称的切刀，切刀与葡萄果实表面无接触，滚轮具有浮动仿形功能，变径采摘，克服了对葡萄的挤压现象，机器人目前做不到，现有的技术方案与本申请的技术方案原理上、结构上不同，细节决定技术方案的成败。本专利技术具有以下优点。1、体积小、重量轻，既适应于主干采摘，也适应于侧枝侧枝，操作方便。2、采摘速度快，效率高，切刀沿葡萄枝条的表面运动，切断葡萄的果柄，切刀尖端呈U形状，滚轮具有浮动仿形功能，实现变径运动，切刀倾斜设置，切刀切断葡萄的果柄，对葡萄果不产生挤压作用。附图说明图1是本专利技术实施例的采摘器的结构示意图。其中图中1、手柄2、葡萄枝条3、支撑杆4、伸缩杆5、弹簧6、滚轮7、切刀8、螺栓。具体实施方式实施例1。一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，包括手柄1、支撑杆3、弹簧5、采摘器和收集袋，在手柄1上固定安装弹簧5、支撑杆3和采摘器，支撑杆3安装在手柄1上，且与手柄1铰接，采摘器由滚轮6、伸缩杆4、弹簧5和切刀7和收集袋组成，弹簧5为压簧，伸缩杆4一端与滚轮6联接，另一端贯穿弹簧5和手柄1上设置的通孔并与手柄1联接，切刀7通过螺栓8与伸缩杆4联接，切刀7的刀尖呈U形状，松开螺栓8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，包括手柄（1）、支撑杆（3）、弹簧（5）、采摘器和收集袋，其特征在于：在手柄（1）上固定安装弹簧（5）、支撑杆（3）和采摘器，支撑杆（3）安装在手柄（1）上，且与手柄（1）铰接，采摘器由滚轮（6）、伸缩杆（4）、弹簧（5）、切刀（7）和收集袋组成，弹簧（5）为压簧，伸缩杆（4）一端与滚轮（6）联接，另一端贯穿弹簧（5）和手柄（1）上设置的通孔并与手柄（1）联接，切刀（7）通过螺栓（8）与伸缩杆（4）联接，切刀（7）的刀尖呈U形状，松开螺栓（8），转动切刀（7），使切刀（7）与葡萄枝条（2）的外表面呈0～30°的夹角，在滚轮（6）的外圆面上设有U形的凹槽，田间作业时，一只手握住要采摘的葡萄枝条（2），另一只手对采摘器的手柄（1）施加压力，手柄（1）克服弹簧（5）的压力绕支撑杆（3）上的铰接点转动，带动滚轮（6）和切刀（7）张开，将滚轮（6）置于葡萄的枝条上，葡萄枝条（2）的部分嵌入滚轮（6）的凹槽内，滚轮（6）在葡萄枝条（2）上滚动，当葡萄的枝条直径变化时，对滚轮（6）施加作用力，滚轮（6）具有浮动仿形功能，压缩弹簧（5），进而带动切刀（7）运动，切刀（7）的采摘角度不变，解除对手柄（1）的施加压力，弹簧（5）的作用力将滚轮（6）固定在葡萄枝条（2）上，对手柄（1）施加前进方向的力，滚轮（6）在葡萄枝条（2）上转动，带动切刀（7）运动，切刀（7）将葡萄的果柄切断，葡萄落入收集袋中。...

【技术特征摘要】
1.一种滚轮人工助力非接触式机械手葡萄采摘器，包括手柄（1）、支撑杆（3）、弹簧（5）、采摘器和收集袋，其特征在于：在手柄（1）上固定安装弹簧（5）、支撑杆（3）和采摘器，支撑杆（3）安装在手柄（1）上，且与手柄（1）铰接，采摘器由滚轮（6）、伸缩杆（4）、弹簧（5）、切刀（7）和收集袋组成，弹簧（5）为压簧，伸缩杆（4）一端与滚轮（6）联接，另一端贯穿弹簧（5）和手柄（1）上设置的通孔并与手柄（1）联接，切刀（7）通过螺栓（8）与伸缩杆（4）联接，切刀（7）的刀尖呈U形状，松开螺栓（8），转动切刀（7），使切刀（7）与葡萄枝条（2）的外表面呈0～30°的夹角，在滚轮（6）的外圆面上设有U形的凹槽，田间作业时，一只手握住要采摘的葡萄枝条（2），另一只手对采摘器的手柄（...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂海燕，郭志东，
申请(专利权)人：淄博职业学院，
类型：发明
国别省市：山东,37