專利名稱：一種便攜式自動夾切水果采摘機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水果采摘技術(shù)，特別涉及一種便攜式自動夾切水果采摘機。
背景技術(shù)：
目前，水果采摘的設(shè)備的自動化程度較低，其采摘效率也低，因而自動化 的機械采摘設(shè)備有很好的應(yīng)用前景。就目前出現(xiàn)的水果采摘機構(gòu)而言，多數(shù)具 備電機驅(qū)動或者氣力、液壓驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，而采用這些結(jié)構(gòu)的采摘設(shè)備結(jié)構(gòu)大多 較為復(fù)雜，需要復(fù)雜的傳動機構(gòu)，增加了能量的損耗而且成本一般較高、實用
性差、維護困難。例如中國專利200810060259.乂公開了一種果實采摘器，它 由動力源、撐桿及設(shè)置在撐桿頂部的采摘部組成，采摘部由電機與采摘頭連接 而成，采摘頭為柱狀結(jié)構(gòu)，柱面上設(shè)有若干凸起的齒條，動力源為電源，電源 通過導(dǎo)線與電機相連接。這種果實采摘器雖然有效的解決了手提式采摘機存在 的壽命短、采摘頭較大，在樹枝較密的地方使用困難、效率較低的問題，但是 由于其采摘頭是在電源驅(qū)動的電機帶動下轉(zhuǎn)動，因此需要提供額外的電源，增 加了能量的消耗，此外電源和電機之間的連線也限制了采摘器的便捷移動；同 時電機設(shè)置在采摘頭的空腔內(nèi)，而且它的輸出端還設(shè)有行星減速器，這就增加 了其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度以及維護的難度；此外，由于水果種類繁多，大小不一，
需要不同類型的采摘頭，而齒條的更換不易，這使其在通用性上也有一定局限 性。另外，中國專利200420050927.8公開了一種采用氣力傳送裝置的采摘器， 該采摘器利用采摘輪組和壓縮氣流進行棉花的連續(xù)采摘和輸送，它具有可以連 續(xù)作業(yè)，采摘、輸送包裝可自動完成的優(yōu)點，但是需要添加額外的驅(qū)動以及送 風(fēng)機構(gòu)，對環(huán)境(雨水、灰塵等)的適應(yīng)性也較差，而且對于水果類的采摘， 實用性不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便于攜帶，能夠?qū)崿F(xiàn)水 果果梗自動識別、夾持和切割的便攜式自動夾切水果采摘機。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn) 一種便攜式自動夾切水果采摘機，包括依 次連接的采摘機構(gòu)、傳動機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，所述采摘機構(gòu)上設(shè)有果梗撿測器， 所述驅(qū)動機構(gòu)上設(shè)有相應(yīng)的測控電路；所述驅(qū)動機構(gòu)為電動方式的驅(qū)動機構(gòu)， 包括分別用于纏繞鋼絲繩的夾持巻筒和切割巻筒，夾持巻筒和切割巻筒內(nèi)分別 設(shè)有對應(yīng)的夾持電機和切割電機；所述驅(qū)動機構(gòu)及測控電路均設(shè)于采摘桿體的 把手端。
所述采摘機構(gòu)包括并列與傳動機構(gòu)連接的夾持組件和切割組件；夾持組件 包括兩個成角度設(shè)置的夾持柄以及設(shè)于夾角端的夾持復(fù)位彈簧，夾持組件的夾 角端與傳動機構(gòu)的一組鋼絲繩連接；切割組件包括兩個成角度設(shè)置的切割柄以 及設(shè)于夾角端的切割復(fù)位彈簧，切割組件的夾角端與傳動機構(gòu)的另一組鋼絲繩 連接；所述果梗檢測器安裝于采摘機構(gòu)的一個夾持柄上。
所述傳動機構(gòu)包括分別與夾持組件和切割組件對應(yīng)的兩組鋼絲繩，鋼絲繩 的一端與夾持組件或切割組件連接，另一端與夾持巻筒或切割巻筒連接；鋼絲 繩外套有導(dǎo)管，導(dǎo)管設(shè)于采摘桿體內(nèi)。
所述夾持電機或切割電機的驅(qū)動電路中既設(shè)有內(nèi)置電源，也設(shè)有外接電源 的插座。
所述驅(qū)動電路的測控開關(guān)設(shè)于采摘桿體把手端的外表面。 所述采摘桿體為中空的圓柱體。 所述采摘機構(gòu)固定于與采摘桿體相連的安裝板上。 所述采摘機構(gòu)的夾持柄開口端為夾緊果梗用的齒形結(jié)構(gòu)。 本發(fā)明的便攜式自動夾切水果采摘機使用時，其工作過程為操作者手持 采摘桿體的把手端，夾持組件的夾持柄在夾持復(fù)位彈簧的彈力作用下處于張開 狀態(tài)(初始狀態(tài))，切割組件的切割柄在切割復(fù)位彈簧的彈力作用下處于張開 狀態(tài)(初始狀態(tài))；操作者把夾持柄和切割柄移動到果梗之間，當(dāng)果梗檢測器 檢測到果梗，則輸出果梗信號給測控電路；測控電路接收果梗信號后，輸出第 一組信號使夾持電機帶動夾持巻筒旋轉(zhuǎn)，使對應(yīng)的鋼絲繩纏繞在夾持巻筒上， 從而拉動夾持柄閉合，夾住果梗；夾持柄夾住果梗后，測控電路輸出第二組信 號使切割電機帶動切割巻筒旋轉(zhuǎn)，使對應(yīng)的鋼絲繩纏繞在切割巻筒上，拉動切 割柄閉合，切斷果梗；水果被摘離果樹后，夾在夾持柄之間，操作者把水果移 動到果籃內(nèi)，切斷測控開關(guān)，測控電路輸出第三組信號使夾持電機和切割電機 的電源均被切斷，夾持電機與夾持巻筒、切割電機與切割巻筒之間的扭矩消失，此時切割柄在切割復(fù)位彈簧的彈力作用下恢復(fù)初始狀態(tài)，夾持柄在夾持復(fù)位彈 簧的彈力作用下也恢復(fù)初始狀態(tài)，經(jīng)對應(yīng)的鋼絲繩拉動，夾持巻筒和切割巻筒 也轉(zhuǎn)回到初始位置；完成后，操作者只需將采摘機構(gòu)移動到另外一個待釆摘的 水果果梗之間，即可執(zhí)行下一輪的采摘作業(yè)。
其中，測控電路的工作原理為果梗檢測器檢測到果梗后，輸出果梗信號 (低電平信號)至施密特觸發(fā)器，果梗信號經(jīng)施密特觸發(fā)器處理后輸入至單片 機，在單片機的控制下輸出控制信號，控制電磁鐵線圈的接通或斷開，進而通 過磁力的作用使得夾持電機或切割電機的驅(qū)動電路接通或斷開，從而實現(xiàn)自動 夾切的水果采摘過程。
與上述現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本便攜式自動夾切水果采摘機作業(yè)時，只需操作者移動采摘桿體，使 設(shè)于其末端的采摘機構(gòu)接近果梗，系統(tǒng)將自動完成對被采摘水果果梗的識別、 夾持和切割的操作，因而可以大幅度降低水果采摘的勞動強度，提高采摘效率， 節(jié)省成本。
2、 本便攜式自動夾切水果采摘機作業(yè)時，其夾持和切割的工作由測控電 路根據(jù)果梗檢測器的輸入信號自動執(zhí)行，自動化程度高。
3 、本便攜式自動夾切水果采摘機的傳動機構(gòu)動力源均內(nèi)置于采摘桿體的 把手端，能有效減小操作時采摘桿體相對于把手端由重力產(chǎn)生的扭矩；傳動機 構(gòu)安裝在中空圓柱型采摘桿體的內(nèi)部，其結(jié)構(gòu)簡單，有利于采摘機的便捷移動， 除了可以用于平地果林的水果采摘，也適用于山地等多種地形的果林水果采 摘。
4、本便攜式自動夾切水果采摘機的驅(qū)動機構(gòu)釆用電動裝置，動力源是電 能，允許連接的電源包括蓄電池、充電電池、直流變送器等，并且可以對其內(nèi) 置電池充電，無污染，適應(yīng)性強。


圖1為本便攜式自動夾切水果采摘機的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本便攜式自動夾切水果采摘機的采摘機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本便攜式自動夾切水果采摘機的測控電路原理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明的實 施方式不限于此。
實施例
本實施例一種便攜式自動夾切水果采摘機，如圖1所示，包括依次連接的 采摘機構(gòu)、傳動機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，其中采摘機構(gòu)上設(shè)有果梗檢測器l，驅(qū)動機 構(gòu)上設(shè)有相應(yīng)的測控電路13;驅(qū)動機構(gòu)為電動方式的驅(qū)動機構(gòu)，包括分別用 于纏繞鋼絲繩的夾持巻筒11和切割巻筒10，夾持巻筒11和切割巻筒10內(nèi)分 別設(shè)有對應(yīng)的夾持電機21和切割電機20;整個驅(qū)動機構(gòu)及測控電路13均設(shè) 于采摘桿體9的把手端。
采摘機構(gòu)包括并列與傳動機構(gòu)連接的夾持組件3和切割組件2;如圖2所 示，夾持組件3包括兩個成角度設(shè)置的夾持柄16以及設(shè)于夾角端的夾持復(fù)位 彈簧19，夾持組件3的夾角端與傳動機構(gòu)的一組鋼絲繩7連接；切割組件2 包括兩個成角度設(shè)置的切割柄17以及設(shè)于夾角端的切割復(fù)位彈簧18,切割組 件2的夾角端與傳動機構(gòu)的另一組鋼絲繩5連接；果梗檢測器1安裝于采摘機 構(gòu)的一個夾持柄16上。
如圖1所示，傳動機構(gòu)包括分別與夾持組件3和切割組件2對應(yīng)的兩組鋼 絲繩7和5，鋼絲繩的一端與夾持組件3或切割組件2連接，另一端與夾持巻 筒11或切割巻筒10連接；鋼絲繩7和5外部分別套有導(dǎo)管8和6，導(dǎo)管8和 6均設(shè)于采摘桿體9內(nèi)。
夾持電機21或切割電機20的驅(qū)動電路中既設(shè)有內(nèi)置電源14，也設(shè)有外 接電源的插座15;驅(qū)動電路的測控開關(guān)12設(shè)于采摘桿體9把手端的外表面。
以上結(jié)構(gòu)中，采摘桿體9為中空的圓柱體；采摘機構(gòu)固定于與采摘桿體9 相連的安裝板4上；采摘機構(gòu)的夾持柄16的開口端為夾緊果梗用的齒形結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的便攜式自動夾切水果采摘機使用時，其工作過程為操作者手持
采摘桿體9的把手端，夾持組件3的夾持柄16在夾持復(fù)位彈簧19的彈力作用 下處于張開狀態(tài)(初始狀態(tài))，切割組件2的切割柄17在切割復(fù)位彈簧18的 彈力作用下處于張開狀態(tài)(初始狀態(tài))；操作者把夾持柄16和切割柄17移動
到果梗之間，當(dāng)果梗檢測器1檢測到果梗，則輸出果梗信號給測控電路13;
測控電路13接收果梗信號后，輸出第一組信號使夾持電機21帶動夾持巻筒11旋轉(zhuǎn)，使對應(yīng)的鋼絲繩7纏繞在夾持巻筒11上，從而拉動夾持柄16閉合， 夾住果梗；夾持柄16夾住果梗后，測控電路13輸出第二組信號使切割電機 20帶動切割巻筒10旋轉(zhuǎn)，使對應(yīng)的鋼絲繩5纏繞在切割巻筒10上，拉動切 割柄17閉合，切斷果梗；水果被摘離果樹后，夾在夾持柄16之間，操作者把 水果移動到果籃內(nèi)，切斷測控開關(guān)12，測控電路13輸出第三組信號使夾持電 機21和切割電機20的電源均被切斷，夾持電機21與夾持巻筒U、切割電機 20與切割巻筒10之間的扭矩消失，此時切割柄17在切割復(fù)位彈簧18的彈力 作用下恢復(fù)初始狀態(tài)，夾持柄16在夾持復(fù)位彈簧19的彈力作用下也恢復(fù)初始 狀態(tài)，經(jīng)對應(yīng)的鋼絲繩拉動，夾持巻筒11和切割巻筒10也轉(zhuǎn)回到初始位置； 完成后，操作者只需將采摘機構(gòu)移動到另外一個待采摘的水果果梗之間，即可 執(zhí)行下一輪的采摘作業(yè)。
其中，測控電路的工作原理如圖3所示，圖中I與果梗感應(yīng)器1連接，Oi 與夾持電機21連接，02與切割電機20連接。；由一個非接觸傳感器構(gòu)成的 果梗撿測器檢測到果梗后，輸出果梗信號(低電平信號)至施密特觸發(fā)器，果 梗信號經(jīng)施密特觸發(fā)器處理后輸入至單片機(其輸入端口為PIN5)，在單片機 的控制下從PIN7、 PIN8兩個端口輸出控制信號，控制電磁鐵線圈的接通或斷 開，進而通過磁力的作用使得夾持電機或切割電機的驅(qū)動電路接通或斷開，從 而實現(xiàn)自動夾切的水果采摘過程。本實施例的芯片采用型號為SN2602的芯片， 以夾持和切割的過程為例，如圖3所示，PIN7輸出為5V的高電平時，使三極 管導(dǎo)通，并進而使電磁鐵的線圈導(dǎo)通，形成磁力，使得與C^連接的夾持電機 的驅(qū)動電路處于導(dǎo)通狀態(tài)，實現(xiàn)自動夾持；PIN7導(dǎo)通后延時1S輸出高電平至 PIN8， PIN8輸出為5V的高電平時，使三極管導(dǎo)通，并進而使電磁鐵的線圈 導(dǎo)通，形成磁力，使得與02逢接的切割電機處于導(dǎo)通狀態(tài)，實現(xiàn)自動切割。
如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明，上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例， 并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾， 都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1、一種便攜式自動夾切水果采摘機，包括依次連接的采摘機構(gòu)、傳動機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于，所述采摘機構(gòu)上設(shè)有果梗檢測器，所述驅(qū)動機構(gòu)上設(shè)有相應(yīng)的測控電路；所述驅(qū)動機構(gòu)為電動方式的驅(qū)動機構(gòu)，包括分別用于纏繞鋼絲繩的夾持卷筒和切割卷筒，夾持卷筒和切割卷筒內(nèi)分別設(shè)有對應(yīng)的夾持電機和切割電機；所述驅(qū)動機構(gòu)及測控電路均設(shè)于采摘桿體的把手端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述采摘機構(gòu)包括并列與傳動機構(gòu)連接的夾持組件和切割組件；夾持組件包括 兩個成角度設(shè)置的夾持柄以及設(shè)于夾角端的夾持復(fù)位彈簧，夾持組件的夾角端 與傳動機構(gòu)的一組鋼絲繩連接；切割組件包括兩個成角度設(shè)置的切割柄以及設(shè) 于夾角端的切割復(fù)位彈簧，切割組件的夾角端與傳動機構(gòu)的另一組鋼絲繩連 接；所述果梗檢測器安裝于采摘機構(gòu)的一個夾持柄上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述傳動機構(gòu)包括分別與夾持組件和切割組件對應(yīng)的兩組鋼絲繩，鋼絲繩的一 端與夾持組件或切割組件連接，另一端與夾持巻筒或切割巻筒連接；鋼絲繩外 套有導(dǎo)管，導(dǎo)管設(shè)于采摘桿體內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述夾持電機或切割電機的驅(qū)動電路中既設(shè)有內(nèi)置電源，也設(shè)有外接電源的插 座。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于，所述驅(qū)動電路的測控開關(guān)設(shè)于采摘桿體把手端的外表面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述采摘桿體為中空的圓柱體。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述采摘機構(gòu)固定于與采摘桿體相連的安裝板上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述采摘機構(gòu)的夾持柄開口端為夾緊果梗用的齒形結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種便攜式自動夾切水果采摘機，包括依次連接的采摘機構(gòu)、傳動機構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)，采摘機構(gòu)上設(shè)有果梗檢測器，驅(qū)動機構(gòu)上設(shè)有相應(yīng)的測控電路；驅(qū)動機構(gòu)為電動方式的驅(qū)動機構(gòu)，包括分別用于纏繞鋼絲繩的夾持卷筒和切割卷筒，夾持卷筒和切割卷筒內(nèi)分別設(shè)有對應(yīng)的夾持電機和切割電機；驅(qū)動機構(gòu)及測控電路均設(shè)于采摘桿體的把手端。本發(fā)明的采摘機作業(yè)時，只需操作者移動采摘桿體，使設(shè)于其末端的采摘機構(gòu)接近果梗，系統(tǒng)將自動完成對被采摘水果果梗的識別、夾持和切割的操作，因而可以大幅度降低水果采摘的勞動強度，提高采摘效率，節(jié)省成本；其夾持和切割的工作由測控電路根據(jù)果梗檢測器的輸入信號自動執(zhí)行，自動化程度高。
文檔編號G05B19/042GK101601345SQ200910040990
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者劉天湖 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)