專利名稱：一種便攜式自動夾切水果采摘機的制作方法
技術領域：
本發明涉及水果采摘技術，特別涉及一種便攜式自動夾切水果采摘機。
背景技術：
目前，水果采摘的設備的自動化程度較低，其采摘效率也低，因而自動化 的機械采摘設備有很好的應用前景。就目前出現的水果采摘機構而言，多數具 備電機驅動或者氣力、液壓驅動的結構，而采用這些結構的采摘設備結構大多 較為復雜，需要復雜的傳動機構，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，采摘頭為柱狀結構，柱面上設有若干凸起的齒條，動力源為電源，電源 通過導線與電機相連接。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動的電機帶動下轉動，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 時電機設置在采摘頭的空腔內，而且它的輸出端還設有行星減速器，這就增加 了其結構的復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采摘和輸送，它具有可以連 續作業，采摘、輸送包裝可自動完成的優點，但是需要添加額外的驅動以及送 風機構，對環境(雨水、灰塵等)的適應性也較差，而且對于水果類的采摘， 實用性不高。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種便于攜帶，能夠實現水 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。本發明通過以下技術方案實現 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、傳動機構和驅動機構，所述采摘機構上設有果梗撿測器， 所述驅動機構上設有相應的測控電路；所述驅動機構為電動方式的驅動機構， 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分別 設有對應的夾持電機和切割電機；所述驅動機構及測控電路均設于采摘桿體的 把手端。
所述采摘機構包括并列與傳動機構連接的夾持組件和切割組件；夾持組件 包括兩個成角度設置的夾持柄以及設于夾角端的夾持復位彈簧，夾持組件的夾 角端與傳動機構的一組鋼絲繩連接；切割組件包括兩個成角度設置的切割柄以 及設于夾角端的切割復位彈簧，切割組件的夾角端與傳動機構的另一組鋼絲繩 連接；所述果梗檢測器安裝于采摘機構的一個夾持柄上。
所述傳動機構包括分別與夾持組件和切割組件對應的兩組鋼絲繩，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 繩外套有導管，導管設于采摘桿體內。
所述夾持電機或切割電機的驅動電路中既設有內置電源，也設有外接電源 的插座。
所述驅動電路的測控開關設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。 所述采摘機構固定于與采摘桿體相連的安裝板上。 所述采摘機構的夾持柄開口端為夾緊果梗用的齒形結構。 本發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位彈簧的彈力作用下處于張開 狀態(初始狀態)，切割組件的切割柄在切割復位彈簧的彈力作用下處于張開 狀態(初始狀態)；操作者把夾持柄和切割柄移動到果梗之間，當果梗檢測器 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，使對應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，使對應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，切斷測控開關，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位彈簧的彈力作用下恢復初始狀態，夾持柄在夾持復位彈 簧的彈力作用下也恢復初始狀態，經對應的鋼絲繩拉動，夾持巻筒和切割巻筒 也轉回到初始位置；完成后，操作者只需將采摘機構移動到另外一個待釆摘的 水果果梗之間，即可執行下一輪的采摘作業。
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)至施密特觸發器，果梗信號經施密特觸發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動電路接通或斷開，從而實現自動 夾切的水果采摘過程。
與上述現有技術相比，本發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時，只需操作者移動采摘桿體，使 設于其末端的采摘機構接近果梗，系統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， 節省成本。
2、 本便攜式自動夾切水果采摘機作業時，其夾持和切割的工作由測控電 路根據果梗檢測器的輸入信號自動執行，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動力源均內置于采摘桿體的 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生的扭矩；傳動機 構安裝在中空圓柱型采摘桿體的內部，其結構簡單，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動機構釆用電動裝置，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 置電池充電，無污染，適應性強。
圖1為本便攜式自動夾切水果采摘機的結構示意圖。
圖2為本便攜式自動夾切水果采摘機的采摘機構結構示意圖。
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
下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實 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、傳動機構和驅動機構，其中采摘機構上設有果梗檢測器l，驅動機 構上設有相應的測控電路13;驅動機構為電動方式的驅動機構，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內分 別設有對應的夾持電機21和切割電機20;整個驅動機構及測控電路13均設 于采摘桿體9的把手端。
采摘機構包括并列與傳動機構連接的夾持組件3和切割組件2;如圖2所 示，夾持組件3包括兩個成角度設置的夾持柄16以及設于夾角端的夾持復位 彈簧19，夾持組件3的夾角端與傳動機構的一組鋼絲繩7連接；切割組件2 包括兩個成角度設置的切割柄17以及設于夾角端的切割復位彈簧18,切割組 件2的夾角端與傳動機構的另一組鋼絲繩5連接；果梗檢測器1安裝于采摘機 構的一個夾持柄16上。
如圖1所示，傳動機構包括分別與夾持組件3和切割組件2對應的兩組鋼 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外部分別套有導管8和6，導管8和 6均設于采摘桿體9內。
夾持電機21或切割電機20的驅動電路中既設有內置電源14，也設有外 接電源的插座15;驅動電路的測控開關12設于采摘桿體9把手端的外表面。
以上結構中，采摘桿體9為中空的圓柱體；采摘機構固定于與采摘桿體9 相連的安裝板4上；采摘機構的夾持柄16的開口端為夾緊果梗用的齒形結構。
本發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在夾持復位彈簧19的彈力作用 下處于張開狀態(初始狀態)，切割組件2的切割柄17在切割復位彈簧18的 彈力作用下處于張開狀態(初始狀態)；操作者把夾持柄16和切割柄17移動
到果梗之間，當果梗檢測器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，使對應的鋼絲繩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，使對應的鋼絲繩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，切斷測控開關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在切割復位彈簧18的彈力 作用下恢復初始狀態，夾持柄16在夾持復位彈簧19的彈力作用下也恢復初始 狀態，經對應的鋼絲繩拉動，夾持巻筒11和切割巻筒10也轉回到初始位置； 完成后，操作者只需將采摘機構移動到另外一個待采摘的水果果梗之間，即可 執行下一輪的采摘作業。
其中，測控電路的工作原理如圖3所示，圖中I與果梗感應器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)至施密特觸發器，果 梗信號經施密特觸發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動電路接通或斷開，從 而實現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 管導通，并進而使電磁鐵的線圈導通，形成磁力，使得與C^連接的夾持電機 的驅動電路處于導通狀態，實現自動夾持；PIN7導通后延時1S輸出高電平至 PIN8， PIN8輸出為5V的高電平時，使三極管導通，并進而使電磁鐵的線圈 導通，形成磁力，使得與02逢接的切割電機處于導通狀態，實現自動切割。
如上所述，便可較好地實現本發明，上述實施例僅為本發明的較佳實施例， 并非用來限定本發明的實施范圍；即凡依本發明內容所作的均等變化與修飾， 都為本發明權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權利要求
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、傳動機構和驅動機構，其特征在于，所述采摘機構上設有果梗檢測器，所述驅動機構上設有相應的測控電路；所述驅動機構為電動方式的驅動機構，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分別設有對應的夾持電機和切割電機；所述驅動機構及測控電路均設于采摘桿體的把手端。
2、 根據權利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述采摘機構包括并列與傳動機構連接的夾持組件和切割組件；夾持組件包括 兩個成角度設置的夾持柄以及設于夾角端的夾持復位彈簧，夾持組件的夾角端 與傳動機構的一組鋼絲繩連接；切割組件包括兩個成角度設置的切割柄以及設 于夾角端的切割復位彈簧，切割組件的夾角端與傳動機構的另一組鋼絲繩連 接；所述果梗檢測器安裝于采摘機構的一個夾持柄上。
3、 根據權利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述傳動機構包括分別與夾持組件和切割組件對應的兩組鋼絲繩，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 套有導管，導管設于采摘桿體內。
4、 根據權利要求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動電路中既設有內置電源，也設有外接電源的插 座。
5、 根據權利要求4所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于，所述驅動電路的測控開關設于采摘桿體把手端的外表面。
6、 根據權利要求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、 根據權利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述采摘機構固定于與采摘桿體相連的安裝板上。
8、 根據權利要求l所述一種便攜式自動夾切水果采摘機，其特征在于， 所述采摘機構的夾持柄開口端為夾緊果梗用的齒形結構。
全文摘要
本發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、傳動機構和驅動機構，采摘機構上設有果梗檢測器，驅動機構上設有相應的測控電路；驅動機構為電動方式的驅動機構，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分別設有對應的夾持電機和切割電機；驅動機構及測控電路均設于采摘桿體的把手端。本發明的采摘機作業時，只需操作者移動采摘桿體，使設于其末端的采摘機構接近果梗，系統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，節省成本；其夾持和切割的工作由測控電路根據果梗檢測器的輸入信號自動執行，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 優先權日2009年7月9日
發明者劉天湖 申請人:華南農業大學