一種大棚壟作式草莓采摘裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種大棚壟作式草莓采摘裝置及方法，箱體后側(cè)壁固接垂直的拎桿下端，拎桿中部可旋轉(zhuǎn)地連接搖桿，搖桿下端伸在箱體內(nèi)且與位于箱體內(nèi)的推桿后端固接，推桿前端固接位于推桿前部的圓盤一側(cè)面；軸平行于箱體底壁并穿過圓盤中心；軸的兩端分別通過一個(gè)階梯軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接箱體的左、右內(nèi)側(cè)壁，階梯軸中間段為方軸，方軸上配合套有第一搖臂的下端，第一搖臂的上端固接第二搖臂的一端，第二搖臂的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接?xùn)艡?，柵欄上部位置處設(shè)置左右橫向?qū)к?，滑塊式刀片在導(dǎo)軌中左右運(yùn)動(dòng)且滑塊式刀片通過聯(lián)動(dòng)桿連接于轉(zhuǎn)盤的盤面上，轉(zhuǎn)盤的中心連接微型電機(jī)的輸出軸；采摘過程既方便又省時(shí)省力，一次動(dòng)作可采摘多個(gè)草莓。
【專利說明】一種大棚壟作式草莓采摘裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)用生產(chǎn)輔助器械，特別是一種應(yīng)用于大棚壟作式草莓的采摘裝置。【背景技術(shù)】
[0002]草莓采摘工作在整個(gè)草莓產(chǎn)業(yè)中占有重要地位，目前絕大多數(shù)還采用人工作業(yè)。人工采摘草莓時(shí)，需要彎腰或蹲在地上進(jìn)行操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大；盛果期的草莓果實(shí)成熟，采摘周期短，工作量大，因此研發(fā)草莓采摘裝置成為亟待解決的問題。
[0003]專利申請?zhí)枮镃N200710000804.1，名稱為“一種壟作栽培草莓自動(dòng)采摘裝置”，采用4自由度的龍門結(jié)構(gòu)跨行收獲，但占用空間大，操作復(fù)雜，采摘效果不好。國內(nèi)外也有草莓采摘機(jī)器人,普遍采用多目機(jī)器視覺系統(tǒng),導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，整體機(jī)構(gòu)龐大,工作過程中占用較多行走空間，影響種植密度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有的草莓采摘裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造加工困難以及價(jià)格昂貴等問題，本發(fā)明提供一種大棚壟作式草莓采摘裝置及草莓采摘方法，結(jié)構(gòu)簡單且容易實(shí)現(xiàn)，采摘人員不用彎腰就能很方便地大量采摘壟坡和壟上的草莓。
[0005]本發(fā)明一種大棚壟作式草莓采摘裝置采用的技術(shù)方案是:下部有一個(gè)上側(cè)和前側(cè)均是敞口的箱體，箱體后側(cè)壁固接垂直的拎桿下端，拎桿中部可旋轉(zhuǎn)地連接搖桿，搖桿端向上直至操作近手端，搖桿下端伸在箱體內(nèi)且與位于箱體內(nèi)的推桿后端固接，推桿前端固接位于推桿前部的圓盤一側(cè)面；軸平行于箱體底壁并穿過圓盤中心；軸的兩端分別通過一個(gè)階梯軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接箱體的左、右內(nèi)側(cè)壁，階梯軸有三段，一段與軸固定連接，中間段為方軸，方軸上配合套有 第一搖臂的下端，另一段與箱體間隙配合；第一搖臂的上端固接第二搖臂的一端，第二搖臂的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接?xùn)艡冢瑬艡谂c第二搖臂之間以螺栓螺母鎖緊；箱體的底壁前端滑動(dòng)連接可卸外延板；柵欄上部位置處設(shè)置左右橫向?qū)к?，滑塊式刀片在導(dǎo)軌中左右運(yùn)動(dòng)且滑塊式刀片通過聯(lián)動(dòng)桿連接于轉(zhuǎn)盤的盤面上，轉(zhuǎn)盤的中心連接微型電機(jī)的輸出軸，微型電機(jī)固定在柵欄上方中點(diǎn)處；拎桿上端設(shè)有控制微型電機(jī)的開關(guān)。
[0006]本發(fā)明一種大棚壟作式草莓采摘裝置的草莓采摘方法采用的技術(shù)方案是包括:A、當(dāng)采摘壟坡上的草莓時(shí)，向前推動(dòng)搖桿的上端，搖桿的下端帶動(dòng)推桿向后運(yùn)動(dòng)，圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)軸與第一搖臂、第二搖臂、柵欄形成整體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)柵欄底部與箱體底壁前端的可卸外延板接觸時(shí)到達(dá)極限位置，草莓莖處于柵欄中；此時(shí)摁下開關(guān)，開啟微型電機(jī)，使滑塊式刀片橫向運(yùn)動(dòng)，切割草莓莖，草莓被切割下后落入箱體中:B、當(dāng)采摘壟上草莓時(shí)，在箱體的底壁前端的左右兩側(cè)固接一個(gè)呈倒L型的定軌桿，定軌桿的垂直邊垂直于箱體底壁、定軌桿的水平邊朝箱體后方延伸，卸掉可卸外延板和卸除柵欄與搖臂之間的鎖緊螺栓螺母，向前推動(dòng)搖桿的上端，柵欄底部先定軌桿的水平邊接觸，繼續(xù)推動(dòng)搖桿，柵欄上部傾斜，運(yùn)動(dòng)繼續(xù)，柵欄底部刺入箱體內(nèi)部，當(dāng)柵欄運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，柵欄與箱體平行，此時(shí)，柵欄托住或懸掛草莓；摁下開關(guān)，開啟微型電機(jī)，滑塊式刀片橫向運(yùn)動(dòng)切割草莓莖，被柵欄懸掛住的草莓落入箱體中，向后拉搖桿，軸與第一搖臂、第二搖臂順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，被柵欄托住的草莓滾入箱體中。
[0007]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，具有的優(yōu)點(diǎn)是:
1、該大棚壟作式草莓采摘裝置可以大量采摘壟坡和壟上的草莓，結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)構(gòu)較易實(shí)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)主要?jiǎng)恿鬏敒槭謩?dòng)式搖桿傳動(dòng)，只需微型電機(jī)作為切割草莓莖的動(dòng)力輸入，節(jié)能環(huán)保。
[0008]2、該大棚壟作式草莓采摘裝置中的主要零部件易于加工而且成本較低，推廣較為方便。
[0009]3、采摘過程既方便又省時(shí)省力，使用時(shí)不需要彎腰就能進(jìn)行采摘，采摘效果優(yōu)良，一次動(dòng)作可采摘多個(gè)草莓。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是大棚壟作式草莓生長位置示意圖；
圖2是本發(fā)明所述一種大棚壟作式草莓采摘裝置在壟坡采摘草莓時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明所述一種大棚壟作式草莓采摘裝置在壟上采摘草莓時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖2和圖3中軸9、第一搖臂7和箱體I連接結(jié)構(gòu)分解放大圖；
圖5是圖2中箱體I與可卸外延板14滑動(dòng)連接結(jié)構(gòu)分解放大圖；
圖6是圖2和圖3中柵欄12與刀片13、微型電機(jī)16等部件的連接結(jié)構(gòu)放大示意圖； 圖7是本發(fā)明所述一種大棚壟作式草莓采摘裝置在采摘壟坡草莓時(shí)的局部工作狀態(tài)
圖；
圖8、圖9、圖10均是本發(fā)明所述一種大棚壟作式草莓采摘裝置在采摘壟上草莓時(shí)的局部工作狀態(tài)圖。
[0011]圖中:1.箱體；2.憐桿；3.螺栓；4.開關(guān)；5.搖桿；6.推桿；7.第一搖臂；8.第二搖臂；9.軸；10.圓盤；11.螺栓螺母；12.柵欄；13.滑塊式刀片；14.可卸外延板；15.電機(jī)固定板；16.微型電機(jī)；17.支撐板；18.轉(zhuǎn)盤；19.聯(lián)動(dòng)桿；20.定軌桿；21.階梯軸。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見圖1，大棚壟作式草莓，在壟坡和壟上都生長了草莓，壟坡是斜面，壟上是水平的平面。本發(fā)明草莓采摘裝置能對壟坡和壟上的草莓都進(jìn)行采摘。圖1中未畫出壟上叢生的草莓莖葉。
[0013]參見圖2和圖3，本發(fā)明草莓采摘裝置的下部有一個(gè)上側(cè)和前側(cè)均是敞口的箱體1，箱體I的后側(cè)壁面固定連接垂直的拎桿2，拎桿2的下端與箱體I固定，上端向上直至人工操作的近手端。拎桿2中部通過螺栓3可旋轉(zhuǎn)地連接搖桿5，螺栓3為搖桿5提供運(yùn)動(dòng)支點(diǎn)。
[0014]搖桿5上端直至人工操作的近手端，搖桿5下端伸在箱體I內(nèi)，與位于箱體I內(nèi)的推桿6的后端固定鉚接，推桿6的前端固定連接位于推桿6前部的圓盤10的一側(cè)面上,推桿6與圓盤10的固定連接處要靠近圓盤10的外徑。圓盤10的圓心處固定焊接軸9，軸9穿過圓盤10的中心，軸9的兩端分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在箱體I的左、右內(nèi)側(cè)壁上。軸9平行于箱體I底壁，并距箱體I底面有一段距離，使圓盤10運(yùn)動(dòng)時(shí)與箱體I不發(fā)生干涉。[0015]在拎桿2的近手端處安裝開關(guān)4，開關(guān)4固定在拎桿2上，開關(guān)4中裝有兩粒紐扣電池。
[0016]參見圖2、圖3和圖4所示，軸9的兩端與箱體I的左、右內(nèi)側(cè)壁之間各通過一個(gè)階梯軸21可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接。兩個(gè)階梯軸21都分為三段，一段通過螺紋與軸9上開有的螺紋孔固定連接，旋入軸9的螺紋孔中；階梯軸21中間段為方軸，在方軸上套上第一搖臂7的下端，第一搖臂7的下端開有方孔，中間段的方軸與方孔間隙配合；階梯軸21另一段與箱體I上開有的圓孔間隙配合，使軸9、階梯軸21可在箱體I的圓孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，軸9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)第一搖臂7的下端轉(zhuǎn)動(dòng)，第一搖臂7的下端轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與箱體I內(nèi)側(cè)壁不接觸。第一搖臂7的上端固定連接第二搖臂8的一端，并通過螺母鎖緊，并且第一搖臂7和第二搖臂8之間形成一固定角度，針對不同角度的壟坡，第一搖臂7和第二搖臂8之間的角度可以根據(jù)不同角度的壟坡通過調(diào)節(jié)螺母確定。第二搖臂8的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接?xùn)艡?2，使柵欄12可沿第二搖臂8的另一端上下轉(zhuǎn)動(dòng)。第二搖臂8與柵欄12連接時(shí)，可在柵欄12左右兩側(cè)各固定一個(gè)軸，在搖臂8上開相應(yīng)的圓孔，軸與圓孔間隙配合，使柵欄12可在搖臂8上轉(zhuǎn)動(dòng)，通過螺栓螺母11將柵欄12與搖臂8鎖緊。
[0017]參見圖2和圖5，箱體I的底壁前端滑動(dòng)連接可卸外延板14，可卸外延板14與箱體I的底壁平行，滑動(dòng)連接時(shí)，在箱體I的底壁上開有槽，可卸外延板14在槽中滑動(dòng)，從而能夠從箱體I中卸下。
[0018]如圖6所示，在柵欄12上部位置處設(shè)置左右橫向?qū)к?，?dǎo)軌上安裝滑塊式刀片13，滑塊式刀片13可在導(dǎo)軌中左右運(yùn)動(dòng)?；瑝K式刀片13通過聯(lián)動(dòng)桿19連接轉(zhuǎn)盤18的盤面上，形成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)盤18的中心通過花鍵連接微型電機(jī)16的輸出軸。微型電機(jī)16通過電機(jī)固定板15固定在支撐板17上，支撐板17通過螺栓固定在柵欄12上方中點(diǎn)處。微型電機(jī)16為直流減速電機(jī)，轉(zhuǎn)速為每分鐘60轉(zhuǎn)。
[0019]開關(guān)4中裝有的兩粒`紐扣電池控制微型電機(jī)16的工作。摁下開關(guān)4，微型電機(jī)14帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤18轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤18轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)聯(lián)動(dòng)桿19推拉滑塊式刀片13在導(dǎo)軌中左右橫向運(yùn)動(dòng)，完成切割草莓莖干的動(dòng)作。
[0020]本發(fā)明草莓采摘裝置包括兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程:抓取草莓過程和刀片切斷草莓莖過程。由搖桿5、推桿6、圓盤10、軸9、搖臂7、搖臂8、柵欄12等這些部件組成一套完整的運(yùn)動(dòng)過程，這一運(yùn)動(dòng)過程負(fù)責(zé)將草莓莖攏入柵欄12中，方便柵欄12上的滑塊式刀片13進(jìn)行切割。具體是:
如圖7和圖2所示，當(dāng)采摘壟坡上的草莓時(shí)，向前推動(dòng)搖桿5的上端，搖桿5的下端帶動(dòng)推桿6向后運(yùn)動(dòng)，圓盤10由于推桿6的約束，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)軸9與搖臂7、搖臂
8、柵欄12形成整體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)柵欄12底部與箱體I底壁前端的可卸外延板14接觸時(shí)，運(yùn)動(dòng)到達(dá)極限位置，此時(shí)壟坡上草莓莖干處于柵欄12之中。
[0021]如圖8和如圖3所示，當(dāng)采摘壟上草莓時(shí)，在箱體I的底壁前端的左右兩側(cè)，通過螺栓連接一個(gè)呈倒L型的定軌桿20，定軌桿20距離箱體I前端、左右側(cè)邊都有一定余量，左右兩端對稱分布。倒L型的定軌桿20的垂直邊垂直于箱體I底壁，與箱體I底壁通過螺栓連接，倒L型定軌桿20的水平邊朝箱體I后方延伸。定軌桿20連接好后，卸掉可卸外延板14和卸除柵欄12與搖臂8之間的鎖緊螺栓螺母11，卸除可卸外延板14可使裝置前部順利進(jìn)入莖葉叢生的壟上，柵欄12失去螺栓螺母11的鎖緊約束，由于重力作用，柵欄12自然向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)柵欄12向下運(yùn)動(dòng)至極限位置時(shí)，柵欄12與箱體I底部平行，。定軌桿20支撐在柵欄12下，定軌桿20可對柵欄12起支撐作用。當(dāng)柵欄12在隨第一搖臂7和第二搖臂8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定軌桿20可對柵欄12的位置進(jìn)行約束，使其有固定運(yùn)動(dòng)軌跡。具體參見圖9所示，當(dāng)?shù)谝粨u臂7和第二搖臂8隨軸9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柵欄12底部先與定軌桿20接觸；當(dāng)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于定軌桿20對柵欄12底部有約束，柵欄12底部開始向后傾斜，并逐漸向后傾斜至箱體I內(nèi)部空間。如圖10所示，當(dāng)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至極限位置，因?yàn)榈诙u臂8與定軌桿20的約束，柵欄12轉(zhuǎn)動(dòng)到與箱體I底壁平行，并距箱體I底壁一段距離，此動(dòng)作可將壟上草莓及其莖托起，并且此高度草莓落下，對草莓傷害很小。
[0022]本發(fā)明草莓采摘裝置使用時(shí)，當(dāng)采摘壟坡上草莓時(shí)，先由操作者將壟坡上草莓托在箱體I的可卸外延板14上，向前推動(dòng)搖桿5，從而帶動(dòng)推桿6向后運(yùn)動(dòng)，圓盤10由于推桿6的約束，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而軸9與第一搖臂7、第二搖臂8、柵欄12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖7所示。當(dāng)柵欄12轉(zhuǎn)動(dòng)到其底部與可卸外延板14接觸時(shí)，運(yùn)動(dòng)達(dá)到極限位置，此時(shí)，草莓莖處于柵欄12中。再摁下開關(guān)4，開啟微型電機(jī)16，使滑塊式刀片13橫向運(yùn)動(dòng)，切割草莓莖，草莓被切割下后落入箱體I中，如此完成壟坡上草莓的采摘。當(dāng)采摘壟上草莓時(shí)，操作者安裝上定軌桿20，卸掉可卸外延板14和卸除柵欄12與第二搖臂8之間的鎖緊螺栓螺母11。操作者將整個(gè)裝置鏟入壟中，從而用箱體I底壁前部托住草莓及其莖。向前推動(dòng)搖桿5，柵欄12底部先與定軌桿20的水平邊接觸；繼續(xù)推動(dòng)搖桿5，柵欄12底部由于受到定軌桿20的約束,上部開始傾斜。運(yùn)動(dòng)繼續(xù),如圖9所示，柵欄12底部開始刺入箱體I內(nèi)部。如圖10所示，柵欄12運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，由于第二搖臂8與定軌桿20的約束，柵欄12與箱體I平 行。此時(shí)，柵欄12可托住草莓，也可懸掛草莓。摁下開關(guān)4，開啟微型電機(jī)16，滑塊式刀片13橫向運(yùn)動(dòng),切割草莓莖,被柵欄12懸掛住的草莓落入箱體I中。最后向后拉搖桿5,軸9與第一搖臂7、第二搖臂8順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，撤出箱體1，從而被柵欄12托住的草莓滾入箱體I中，如此便完成壟上草莓的采摘。
【權(quán)利要求】
1.一種大棚壟作式草莓采摘裝置，下部有一個(gè)上側(cè)和前側(cè)均是敞口的箱體(1)，箱體(I)后側(cè)壁固接垂直的拎桿(2)下端，其特征是:拎桿(2)中部可旋轉(zhuǎn)地連接搖桿(5)，搖桿(5)上端向上直至操作近手端，搖桿(5)下端伸在箱體(1)內(nèi)且與位于箱體(1)內(nèi)的推桿(6)后端固接，推桿(6)前端固接位于推桿(6)前部的圓盤(10)—側(cè)面；軸(9)平行于箱體(I)底壁并穿過圓盤(10)中心；軸(9)的兩端分別通過一個(gè)階梯軸(21)可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接箱體(I)的左、右內(nèi)側(cè)壁，階梯軸(21)有三段，一段與軸(9 )固定連接，中間段為方軸，方軸上配合套有第一搖臂(7)的下端，另一段與箱體(1)間隙配合；第一搖臂(7)的上端固接第二搖臂(8)的一端，第二搖臂(8)的另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接?xùn)艡?12)，柵欄(12)與第二搖臂(8)之間以螺栓螺母(11)鎖緊；箱體(1)的底壁前端滑動(dòng)連接可卸外延板(14);柵欄(12)上部位置處設(shè)置左右橫向?qū)к?，滑塊式刀片(13)在導(dǎo)軌中左右運(yùn)動(dòng)且滑塊式刀片(13)通過聯(lián)動(dòng)桿(19)連接于轉(zhuǎn)盤(18)的盤面上，轉(zhuǎn)盤(18)的中心連接微型電機(jī)(16)的輸出軸，微型電機(jī)(16)固定在柵欄(12)上方中點(diǎn)處；憐桿(2)上端設(shè)有控制微型電機(jī)(16)的開關(guān)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大棚壟作式草莓采摘裝置，其特征是:第一搖臂(7)的上端和第二搖臂(8)的一端之間有一固定角度，這一固定角度根據(jù)不同角度的壟坡通過調(diào)節(jié)確定。
3.—種如權(quán)利要求1所述大棚壟作式草莓采摘裝置的草莓采摘方法，其特征是包括: A、當(dāng)采摘壟坡上的草莓時(shí)，向前推動(dòng)搖桿(5)的上端，搖桿(5)的下端帶動(dòng)推桿(6)向后運(yùn)動(dòng)，圓盤(10)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)軸(9)與第一搖臂(7)、第二搖臂(8)、柵欄(12)形成整體逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)柵欄(12)底部與箱體(1)底壁前端的可卸外延板(14)接觸時(shí)到達(dá)極限位置，草莓莖處于柵欄(1 2)中；此時(shí)摁下開關(guān)(4)，開啟微型電機(jī)(16)，使滑塊式刀片(13)橫向運(yùn)動(dòng)切割草莓莖，草莓被切割下后落入箱體(1)中: B、當(dāng)采摘壟上草莓時(shí)，在箱體(1)的底壁前端的左右兩側(cè)固接一個(gè)呈倒L型的定軌桿(20)，定軌桿(20)的垂直邊垂直于箱體(1)底壁、定軌桿(20)的水平邊朝箱體(1)后方延伸，卸掉可卸外延板(14)和卸除柵欄(12)與搖臂(8)之間的鎖緊螺栓螺母(11)，向前推動(dòng)搖桿(5)的上端，柵欄(12)底部先定軌桿(20)的水平邊接觸，繼續(xù)推動(dòng)搖桿(5)，柵欄(12)上部傾斜，運(yùn)動(dòng)繼續(xù)，柵欄(12)底部刺入箱體(1)內(nèi)部，當(dāng)柵欄(12)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)，柵欄(12)與箱體(1)平行，此時(shí)柵欄(12)托住或懸掛草莓；摁下開關(guān)(4)，開啟微型電機(jī)(16),滑塊式刀片(13)橫向運(yùn)動(dòng)切割草莓莖,被柵欄(12)懸掛住的草莓落入箱體(1)中，向后拉搖桿(5)，軸(9)與第一搖臂(7)、第二搖臂(8)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，被柵欄(12)托住的草莓滾入箱體(1)中。
【文檔編號】A01D46/00GK103766073SQ201410051007
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】李仲興, 李重重, 杜學(xué)達(dá), 陳望, 江洪 申請人:江蘇大學(xué)