本發(fā)明涉及一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手李子采摘器，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

李子是一種果肉多果，外表皮碰傷和摔傷后表面氧化變黑，采摘時(shí)盡量避免損傷外表皮，國內(nèi)外的李子采摘由多種方式，第一種方式是人工用手直接抓取李子，李子與果柄分離，采摘效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，第二方式是梳齒式，采摘時(shí)李子位于采摘梳的兩梳齒之間，采摘梳的梳齒與李子表皮接觸，梳齒與李子表面產(chǎn)生相互擠壓力，梳齒轉(zhuǎn)動(dòng)過程中易損傷扎傷李子的表皮，損傷的李子表面氧化變黑，影響采摘質(zhì)量和李子的商品品質(zhì)，第三方式是搖震式，高強(qiáng)度氣流作用于果樹之上，氣流使果樹搖動(dòng)，果實(shí)通過自身的重量以及空氣的沖擊下落，在下落過程中，產(chǎn)生加速度，落地時(shí)相互碰撞，損傷外表皮，通過偏心四桿機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與果實(shí)剛性連接，強(qiáng)行使李子脫落，是一種破壞性的采摘，對李子樹損傷嚴(yán)重，影響數(shù)木下一年的生長和產(chǎn)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手李子采摘器，適合于漿果采摘，包括手柄、支撐桿、彈簧、采摘器和收集袋，手柄上設(shè)有彈簧、支撐桿和采摘器，支撐桿與手柄鉸接，切刀尖端呈內(nèi)凹的弧形刀，切刀在李子枝條的外表面運(yùn)動(dòng)，切斷李子的果柄和枝條上針刺，切刀的切割角度通過螺栓調(diào)整，李子的枝條直徑變化時(shí)，通過滾輪壓縮彈簧，進(jìn)而帶動(dòng)切刀沿李子枝條表面的直線平行方向運(yùn)動(dòng)，但切刀的切割角度不變，只能通過切刀的刀刃將李子的果柄切斷，對李子果的表面無擠壓作用力。

其技術(shù)方案為：一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手李子采摘器，包括手柄、支撐桿、彈簧、采摘器和收集袋，在手柄上固定安裝彈簧、支撐桿和采摘器，支撐桿安裝在手柄上，且與手柄鉸接，采摘器由滾輪、伸縮桿、彈簧、切刀和收集袋組成，彈簧為壓簧，伸縮桿一端與滾輪聯(lián)接，另一端貫穿彈簧和手柄上設(shè)置的通孔并與手柄聯(lián)接，切刀通過螺栓與伸縮桿聯(lián)接，三角狀切刀的刀尖呈u形狀，松開螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)切刀，使切刀與李子枝條的外表面呈0～30°的夾角，在滾輪的外圓面上設(shè)有u形的凹槽，收集袋一端固定在支撐桿上，另一端固定在三角狀切刀的呈u形狀端，收集袋內(nèi)壁上設(shè)有柔性材料，田間作業(yè)時(shí)，一只手握住要采摘的李子枝條，另一只手對采摘器的手柄施加壓力，手柄克服彈簧的壓力繞支撐桿上的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾輪和切刀張開，將滾輪置于李子的枝條上，李子枝條的部分嵌入滾輪的凹槽內(nèi)，滾輪在李子枝條上滾動(dòng)，當(dāng)李子的枝條直徑變化時(shí)，枝條對滾輪施加作用力，彈簧發(fā)生伸縮，進(jìn)而帶動(dòng)切刀運(yùn)動(dòng)，切刀的采摘角度不變，與李子非接觸，只與李子的果柄和李子枝條表面接觸，解除對手柄的施加壓力，彈簧的作用力將滾輪固定在李子枝條上，對手柄施加前進(jìn)方向的力，滾輪在李子枝條上轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)切刀運(yùn)動(dòng)，切刀將李子的果柄切斷，同時(shí)，李子落入收集袋中回收，經(jīng)過風(fēng)力清選將雜質(zhì)去掉。

所述的一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手李子采摘器，滾輪和切刀成對設(shè)置，滾輪可錯(cuò)位設(shè)置，不在同一條鉛垂線上排列。

專利2013205015574，通過動(dòng)靜夾具實(shí)現(xiàn)夾持，采摘時(shí)李子位于采摘梳的兩梳齒之間，采摘梳的梳齒與李子表皮接觸，梳齒與李子表面產(chǎn)生相互擠壓力，梳齒轉(zhuǎn)動(dòng)過程中易損傷扎傷李子的表皮，損傷的李子表面氧化變黑，影響采摘質(zhì)量和李子的商品品質(zhì)，其次，李子果柄粗，纖維多、韌性大，李子果柄從李子上脫落過程中，會(huì)對李子產(chǎn)生撕拉力，導(dǎo)致李子與李子果柄連接處的果肉脫落，李子果實(shí)中養(yǎng)分流失，果肉收縮，失去光澤，重量減輕，最理想的采摘是果柄部分留在李子的果實(shí)上，而一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手李子采摘器，能夠?qū)崿F(xiàn)變徑采摘，切刀在李子枝條的外表面運(yùn)動(dòng)，切斷李子的果柄，果柄絕大部分留在果實(shí)上，李子果實(shí)不與切刀接觸，兩者之間無相對運(yùn)動(dòng)，對李子表面無損傷，且果柄部分留在李子上，現(xiàn)有的采摘技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)，李子的枝條直徑變化時(shí)，通過滾輪壓縮彈簧，進(jìn)而帶動(dòng)切刀沿李子枝條表面的直線平行方向運(yùn)動(dòng)，但切刀的切割角度不變，只能通過切刀的尖端的刀刃將李子的果柄切斷，對李子果的表面無擠壓作用力，在李子枝條上的一種滾動(dòng)非接觸式采摘，結(jié)構(gòu)不同，原理上不同，滾輪和切刀也可采用單個(gè)設(shè)置，也可以兩個(gè)組合在一起使用，靈活方便，另外，機(jī)械采摘精確定位難度較大，人工采摘效率低，本申請采摘刀沿枝條表面平行運(yùn)動(dòng)，將果柄切斷，滾輪在枝條上運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)變徑采摘，其它形式的柔性采摘、夾持采摘，均對李子的表面施加擠壓力，產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，只能在一個(gè)平面上采摘，夾持式采摘，用手高舉采摘桿，桿的重心位于中上部，手長時(shí)間高舉采摘桿產(chǎn)生抖動(dòng)，視線出現(xiàn)偏差，定位不準(zhǔn)確，采摘效率低，李子在枝條生長角度各不相同，通過旋轉(zhuǎn)夾持，動(dòng)態(tài)的旋轉(zhuǎn)指去夾持靜態(tài)且角度不同和不同形狀的的李子，難以順利夾持，手舉式電動(dòng)剪刀，使李子果柄位于兩個(gè)剪刀之間，李子的果實(shí)叢生，每一個(gè)生長的角度不同，每次只能剪切一個(gè)，存在精準(zhǔn)定位技術(shù)問題，勞動(dòng)強(qiáng)度大，搖震式，通過偏心四桿機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與果實(shí)剛性連接，強(qiáng)行使李子脫落，震動(dòng)敲擊式，是一種破壞性的采摘，對李子樹損傷嚴(yán)重，影響數(shù)木下一年的生長和產(chǎn)量，偏心塊搖震采摘，是震動(dòng)敲擊式的一種變形，而本申請?jiān)谙蚯斑\(yùn)動(dòng)的同時(shí)，滾輪也同時(shí)能實(shí)現(xiàn)在枝條上旋轉(zhuǎn)，所有的李子都生長在枝條上，不管是側(cè)枝還是側(cè)枝上的，由果柄與枝條聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)360度切刀的旋轉(zhuǎn)采摘，由于李子在枝條的生長角度不一致，機(jī)器人的手指在采摘方面無論如何也代替不了人，機(jī)器人的手指是由金屬材料制成的多關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)，沒有形象思維，只是執(zhí)行機(jī)械動(dòng)作，而果實(shí)的采摘沒有規(guī)律的，不可能沿規(guī)定的程序執(zhí)行，而人是有思維和感知的動(dòng)物，李子的生長年限不同，其果柄的抗拉強(qiáng)度不相同，機(jī)器人采摘無法辨別李子樹生長年齡，李子的生長位置，機(jī)器手與李子總會(huì)表面接觸，產(chǎn)生夾持力，夾持部位不同，出現(xiàn)滑移，夾持不緊，這一點(diǎn)不容置疑，人工采摘可以用剪刀剪斷李子的果柄，不直接與李子果實(shí)的表面接觸，采摘效率低，單個(gè)采摘，李子在枝條上的生長沒有規(guī)律可循，不可能生長同一個(gè)平面上，高低錯(cuò)落不一，李子在枝條上的生長位置不同，機(jī)械采摘只能沿同一個(gè)平面采摘，機(jī)器人目前做不到，而本申請恰恰利用這一點(diǎn)，通過滾輪在枝條滾動(dòng)，直接剪斷果柄，非接觸機(jī)械手一次實(shí)現(xiàn)多個(gè)果穗的采摘，即兩個(gè)以上的果穗采摘，對稱的切刀，切刀與李子果實(shí)表面無接觸，滾輪具有浮動(dòng)仿形功能，變徑采摘，克服了對李子的擠壓現(xiàn)象，機(jī)器人目前做不到，現(xiàn)有的技術(shù)方案與本申請的技術(shù)方案原理上、結(jié)構(gòu)上不同。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1、體積小、重量輕，既適應(yīng)于主干采摘，也適應(yīng)于側(cè)枝側(cè)枝，操作方便。

2、采摘速度快，效率高，切刀沿李子枝條的表面運(yùn)動(dòng)，切斷李子的果柄，切刀尖端呈u形狀，滾輪具有浮動(dòng)仿形功能，實(shí)現(xiàn)變徑運(yùn)動(dòng)，切刀傾斜設(shè)置，切刀切斷李子的果柄，對李子果不產(chǎn)生擠壓作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的采摘器的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中圖中1、手柄2、李子枝條3、支撐桿4、伸縮桿5、彈簧6、滾輪7、切刀8、螺栓。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1。

一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手李子采摘器，包括手柄1、支撐桿3、彈簧5、采摘器和收集袋，在手柄1上固定安裝彈簧5、支撐桿3和采摘器，支撐桿3安裝在手柄1上，且與手柄1鉸接，采摘器由滾輪6、伸縮桿4、彈簧5和切刀7和收集袋組成，彈簧5為壓簧，伸縮桿4一端與滾輪6聯(lián)接，另一端貫穿彈簧5和手柄1上設(shè)置的通孔并與手柄1聯(lián)接，切刀7通過螺栓8與伸縮桿4聯(lián)接，切刀7的刀尖呈u形狀，松開螺栓8，轉(zhuǎn)動(dòng)切刀7，使切刀7與李子枝條2的外表面呈5°的夾角，在滾輪6的外圓面上設(shè)有u形的凹槽，收集袋呈長條形，收集袋一端固定在支撐桿上，另一端固定在三角狀切刀的呈u形狀端，收集袋內(nèi)壁上設(shè)有柔性材料，田間作業(yè)時(shí)，一只手握住要采摘的李子枝條2，另一只手對采摘器的手柄1施加壓力，手柄1克服彈簧5的壓力繞支撐桿3上的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾輪6和切刀7張開，將滾輪6置于李子的枝條上，李子枝條2的部分嵌入滾輪6的凹槽內(nèi)，滾輪6在李子枝條2上滾動(dòng)，當(dāng)李子的枝條直徑變化時(shí)，對滾輪6施加作用力，滾輪6具有浮動(dòng)仿形功能，壓縮彈簧5，進(jìn)而帶動(dòng)切刀7運(yùn)動(dòng)，切刀7的采摘角度不變，滾輪6和切刀7成對設(shè)置，解除對手柄1的施加壓力，彈簧5的作用力將滾輪6固定在李子枝條2上，對手柄1施加前進(jìn)方向的力，滾輪6在李子枝條2上轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)切刀7運(yùn)動(dòng)，切刀7將李子的果柄切斷，同時(shí)，切刀7將李子枝條上的切斷，李子落入收集袋中，一個(gè)李子枝條采摘完成后，對手柄1施加壓力，手柄1克服彈簧5的壓力繞支撐桿3上的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾輪6和切刀7張開，將李子采摘器從采摘完成的枝條拿走，重復(fù)上述工作過程，依次對其它李子枝條2的采摘。