本發(fā)明涉及一種滾輪滑塊人工輔助非接觸式機(jī)械手電動(dòng)櫻桃采摘器，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

櫻桃含糖量高、含水多，屬于漿果，果皮薄，我國的櫻桃采摘由六種方式，第一種方式是直接用手從櫻桃枝條上采摘，采摘效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，第二種方式是采用采摘梳，由于櫻桃是含水多、糖分高，采摘時(shí)櫻桃位于采摘梳的兩梳齒之間，動(dòng)力帶動(dòng)梳齒轉(zhuǎn)動(dòng)，通過拉拽將櫻桃與果柄分離，櫻桃果柄的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于櫻桃的抗拉斷強(qiáng)度，更大于果皮的耐擠破能力，果柄與櫻桃分離時(shí)，櫻桃的部分果皮或者果肉脫落，脫落處導(dǎo)致櫻桃養(yǎng)分流失，梳齒對櫻桃果表面的擠壓導(dǎo)致表皮受損，表面氧化，影響櫻桃的品質(zhì)，是一種破壞性的采摘，第三種方式是氣吸式，氣流不能進(jìn)入簇?fù)韰采墓麑?shí)之間、即使氣流量加大，氣吸式根本無法實(shí)現(xiàn)采摘，氣吸式?jīng)Q定著氣流式的采摘不能實(shí)現(xiàn)，第四種方式是夾持式，表面產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)重受損傷櫻桃的表面，第五種方式是震動(dòng)敲擊式，櫻桃下落過程中，受重力的作用損傷外表面，第六種方式是偏心塊震動(dòng)采摘，是震動(dòng)敲擊式的一種變形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種滾輪滑塊人工輔助非接觸式機(jī)械手電動(dòng)櫻桃采摘器，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，切刀在動(dòng)力的帶動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切刀在貼近櫻桃枝條的外表面運(yùn)動(dòng)，切斷櫻桃的果柄和枝條上針刺，櫻桃的枝條直徑變化時(shí)，通過滾輪壓縮彈簧，進(jìn)而帶動(dòng)切刀沿櫻桃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，通過切刀的刀刃將櫻桃的果柄切斷，殘留的果柄附著在櫻桃果上，無養(yǎng)分流失，對櫻桃的表面無擠壓作用力。

其技術(shù)方案為：一種滾輪滑塊人工輔助非接觸式機(jī)械手電動(dòng)櫻桃采摘器，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、彈簧和切刀和收集袋組成，彈簧為壓簧，伸縮桿的一端與滾輪聯(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，連桿一端通過螺栓固定在伸縮桿上，連桿的另一端通過螺栓與電機(jī)上的聯(lián)接板聯(lián)接，切刀的刀刃呈多個(gè)內(nèi)凹的小圓弧，貼近櫻桃枝條的表面，松開螺栓調(diào)節(jié)切刀與櫻桃枝條的相對位置，在滾輪的外圓面上設(shè)有u形的凹槽，櫻桃枝條的置于u形的凹槽中，田間作業(yè)時(shí)，一只手握住要采摘的櫻桃枝條，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，將滾輪置于櫻桃的枝條上，櫻桃枝條的嵌入滾輪的凹槽內(nèi)，滾輪在櫻桃枝條上滾動(dòng)，當(dāng)櫻桃的枝條直徑變化時(shí)，對滾輪施加作用力，滾輪具有浮動(dòng)仿形功能，壓縮伸縮桿上設(shè)置的彈簧，進(jìn)而帶動(dòng)切刀運(yùn)動(dòng)，切刀始終貼近櫻桃枝條的表面運(yùn)動(dòng)，與櫻桃非接觸，只與櫻桃的果柄和櫻桃枝條表面接觸，解除對手柄的施加壓力，彈簧的作用力將滾輪固定在櫻桃枝條上，打開電源開關(guān)，電機(jī)為微型直流調(diào)速電機(jī)，電機(jī)輸出軸與旋轉(zhuǎn)盤聯(lián)接，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)有偏心的曲柄，旋轉(zhuǎn)盤做圓周運(yùn)動(dòng)，而曲柄做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，曲柄運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)切刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)，人工輔助手柄，滾輪在櫻桃枝條上轉(zhuǎn)動(dòng)，切刀將櫻桃的果柄切斷，櫻桃落入收集袋中。

所述的一種滾輪滑塊人工輔助非接觸式機(jī)械手電動(dòng)櫻桃采摘器，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2014202986769、2015206720504、2011205523464和201410485185x，采用梳齒式采摘方式，采摘時(shí)櫻桃位于采摘梳的兩梳齒之間，采摘梳的梳齒與櫻桃面面接觸，梳齒與櫻桃表面產(chǎn)生相互擠壓力，且櫻桃在梳齒表面運(yùn)動(dòng)，損傷櫻桃表面，損傷的櫻桃表面氧化變黑，影響采摘質(zhì)量和櫻桃的商品品質(zhì)，其次，櫻桃果柄的抗拉力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于櫻桃的抗拉力，櫻桃果柄從櫻桃上脫落過程中，會(huì)對漿果櫻桃產(chǎn)生撕拉力，導(dǎo)致櫻桃與櫻桃果柄連接處的果肉脫落，因櫻桃是漿果，櫻桃果實(shí)中漿液流失，而一種滾輪滑塊人工輔助非接觸式機(jī)械手電動(dòng)櫻桃采摘器，能夠?qū)崿F(xiàn)變徑采摘，切刀在櫻桃枝條的外表面運(yùn)動(dòng)，切斷櫻桃的果柄，果柄絕大部分留在果實(shí)上，櫻桃果實(shí)不與切刀接觸，兩者之間無相對運(yùn)動(dòng)，對櫻桃表面無損傷，且果柄部分留在櫻桃上，現(xiàn)有的采摘技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)，切刀的切割角度通過螺栓調(diào)整，櫻桃的枝條直徑變化時(shí)，通過滾輪壓縮彈簧，進(jìn)而帶動(dòng)切刀沿櫻桃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櫻桃的果柄切斷，對櫻桃果的表面無擠壓作用力，是在櫻桃枝條上的一種滾動(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，其它形式的梳摘、柔性采摘、夾持采摘，均對櫻桃的表面施加擠壓力，產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，只能在一個(gè)平面上采摘，而氣吸式采摘，氣流不能進(jìn)入簇?fù)韰采墓麑?shí)之間、即使氣流量加大，氣吸式根本無法實(shí)現(xiàn)采摘，氣流難以將櫻桃從堅(jiān)韌的果柄上脫離，氣流式?jīng)Q定著櫻桃的采摘不能實(shí)現(xiàn)，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，櫻桃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)且角度不同的櫻桃，難以順利夾持，手舉式電動(dòng)剪刀也存在櫻桃果柄位于兩個(gè)剪刀之間，櫻桃果叢生，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，震動(dòng)敲擊式，是一種破壞性的采摘，對櫻桃樹損傷嚴(yán)重，影響數(shù)木下一年的生長和產(chǎn)量，偏心塊震動(dòng)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)，實(shí)現(xiàn)360度切刀的旋轉(zhuǎn)采摘，由于櫻桃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，櫻桃的生長年限不同，其果柄的抗拉強(qiáng)度不相同，機(jī)器人采摘無法辨別櫻桃樹生長年齡，櫻桃的生長位置，機(jī)器手與櫻桃總會(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櫻桃的果柄，不直接與櫻桃果實(shí)的表面接觸，采摘效率低，單個(gè)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)采摘，切刀與櫻桃果實(shí)表面無接觸，滾輪具有浮動(dòng)仿形功能，變徑采摘，克服了對櫻桃的擠壓現(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，細(xì)節(jié)決定技術(shù)方案的成敗。

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，切刀沿櫻桃枝條的表面運(yùn)動(dòng)，切斷櫻桃的果柄，滾輪具有浮動(dòng)仿形功能，實(shí)現(xiàn)變徑運(yùn)動(dòng)，切刀切斷櫻桃的果柄，對櫻桃果不產(chǎn)生擠壓作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的滾輪滑塊變徑枝條人工輔助非接觸式電動(dòng)櫻桃采摘器結(jié)構(gòu)示意圖。

其中圖中1、手柄2、櫻桃枝條3、支撐桿4、伸縮桿5、彈簧6、滾輪7、切刀8、連桿9、螺栓。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例。

一種滾輪滑塊人工輔助非接觸式機(jī)械手電動(dòng)櫻桃采摘器，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，連桿8一端通過螺栓9固定在伸縮桿4上，連桿8的另一端通過螺栓9與電機(jī)上的聯(lián)接板聯(lián)接，切刀7的刀刃呈多個(gè)小圓弧，貼近櫻桃枝條2的表面，松開螺栓9調(diào)節(jié)切刀7與櫻桃枝條2的相對位置，在滾輪6的外圓面上設(shè)有u形的凹槽，櫻桃枝條2的置于u形的凹槽中，田間作業(yè)時(shí)，一只手握住要采摘的櫻桃枝條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置于櫻桃的枝條上，櫻桃枝條2嵌入滾輪6的凹槽內(nèi)，滾輪6在櫻桃枝條2上滾動(dòng)，當(dāng)櫻桃的枝條直徑變化時(shí)，對滾輪6施加作用力，滾輪6具有浮動(dòng)仿形功能，壓縮伸縮桿4上設(shè)置的彈簧5，進(jìn)而帶動(dòng)切刀7運(yùn)動(dòng)，切刀7的始終貼近櫻桃枝條2的表面運(yùn)動(dòng)，解除對手柄1的施加壓力，彈簧5的作用力將滾輪6固定在櫻桃枝條2上，打開電源開關(guān)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)切刀7往復(fù)運(yùn)動(dòng)，人工輔助手柄1，滾輪6在櫻桃枝條2上轉(zhuǎn)動(dòng)，切刀7將櫻桃的果柄切斷，櫻桃落入收集袋中，一個(gè)櫻桃枝條采摘完成后，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，將櫻桃采摘器從采摘完成的枝條拿走，重復(fù)上述工作過程，依次對其它櫻桃枝條2的采摘。