一种拧断式采摘装置的制作方法

本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其是涉及一种拧断式采摘装置。

背景技术：

我国是果品生产大国，同时也是水果消费大国，中国果品的生产总量居世界前列，在水果的生产作业中，收获采摘是整个生产中最耗时最费力的一个环节。因此，研究开发机械技术辅助采摘水果等农作物具有重要的意义。

由于我国果林一般分布在地势不平坦的山地，采摘者主要使用徒手采摘的方式采摘水果，主要是使用采果剪采摘，这种方式需要采摘者一手抓住果实，一手拿采果剪，配合操作剪断果梗；或者直接双手紧握并转动果实以实现果梗分离。但是，徒手采摘的方式采摘速度慢、效率低、劳动强度大。现有技术中利用手持掰果装置代替人手操作采摘果实，即利用手持掰果装置的夹持部将水果夹紧后，通过单手或双手用力将水果的果梗掰断；但是，在采摘过程中，对于一些果梗较为粗壮或者果实较大的水果，仅凭采摘者单手或双手施加的力，水果易在夹持部中滑动并脱离，难以将其果梗折断。目前，市场上也出现了一些自动化采摘手，其能够通过智能识别定位果梗的位置，然后驱动机械装置将果梗剪断，但是，这种自动化设备不仅价格昂贵，而且受限于室外环境，果梗的定位识别效率低，进而导致自动化切割的准确率低。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种拧断式采摘装置，其同时具备夹取果实和拧断果梗的功能，其结构设计巧妙，能够提高采摘效率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种拧断式采摘装置，包括夹取机构和扭转机构，所述夹取机构包括传动单元、第一手爪和第二手爪，所述传动单元控制所述第一手爪和第二手爪相向运动和相背运动；所述扭转机构包括第一传送带单元和第二传送带单元，所述第一传送带单元设置在所述第一手爪上，所述第二传送带单元设置在所述第二手爪上，所述第一传送带单元与所述第二传送带单元运动方向相反。

相对于现有技术，本实用新型提供了一种拧断式采摘装置，其通过设计夹取机构可以实现对果实等农作物的夹取动作，同时，通过设计扭转机构实现掰断果梗的动作，巧妙利用第一传送带单元和第二传送带单元运动方向相反的特点，进而给已夹紧在第一手爪和第二手爪之间的果实提供一个扭转力，进而带动果实转动并将其果梗拧断。本实用新型的拧断式采摘装置结构设计巧妙，能够实现精准夹取和精准拧断果梗的功能，提高了采摘效率。

进一步地，第一传送带单元/第二传送带单元包括传送带、主动轮、从动轮和驱动电机，所述传送带套设在所述主动轮和从动轮上，所述驱动电机的机轴与所述主动轮固定连接。第一传送带单元和第二传送带单元均设有传送带，且通过驱动电机使主动轮和从动轮之间的传送带转动，当第一传送带单元和第二传送带单元的传送带运动方向相反时，会产生两个方向相反的摩擦力，宏观上表现为给果实提供了一个扭转力，进而实现拧断果梗的动作。

进一步地，第一传送带单元/第二传送带单元还包括调整弹簧，所述调整弹簧的一端固定在所述第一手爪/第二手爪上，所述调整弹簧的另一端与所述从动轮的轴固定连接，且所述从动轮活动套设在所述从动轮的轴上并可相对转动；所述第一手爪和第二手爪上分别设置有调节槽，所述从动轮的轴设置在所述调节槽中并可沿其滑动，进而调节所述从动轮与所述主动轮之间的距离。由于果实的大小、尺寸是不均匀的，本实用新型设置了调整弹簧和调节槽，当果实较大时，果实会将传送带向外撑开，使得调整弹簧拉伸且从动轮在调节槽中向着主动轮的方向移动，进而将传送带调整为适应果实大小的位置。

进一步地，所述第一传送带单元/第二传送带单元还包括挡轮和惰轮，所述挡轮和惰轮设置在所述主动轮和所述从动轮之间，所述挡轮靠近所述第一手爪/第二手爪的内侧设置，所述惰轮靠近第一手爪/第二手爪的外侧设置。所述挡轮的作用是对传送带进行限位，防止夹取果实时，传送带向第一手爪/第二手爪外侧位移过大，导致传送带接触不到第一手爪和第二手爪之间的果实；所述惰轮的作用是保证传送带的安装位置，由于第一手爪和第二手爪上的传送带在夹取果实时其内侧带会向外凸，设置惰轮可以将传送带的外侧带向外凸，防止传送带的内侧带向外凸时与传送带的外侧带接触而影响传动。

进一步地，所述第一传送带单元的驱动电机与所述第二传送带单元的驱动电机的转动方向相反。两个驱动电机的运动方向相反，进而使得两条传送带的运动方向相反。

进一步地，所述传送带沿着所述第一手爪/第二手爪的长度方向设置，且所述第一传送带单元的传送带与第二传送带单元的传送带相对设置。两条传送带相对设置，能够保证当果实夹取在第一手爪和第二手爪之间时，两条传送带均与果实接触。

进一步地，所述第一手爪上设有两个第一传送带单元，且两个第一传送带单元相互平行；所述第二手爪上设有两个第二传送带单元，且两个第二传送带单元相互平行。在同一个手爪上设置两个传送带单元，在拧断果梗的过程中，果实的受力更加均匀，提高拧断的效率。

进一步地，所述传动单元包括传动电机、蜗杆、蜗轮、第一传动轮和第二传动轮，所述蜗杆与所述传动电机的机轴固定连接，所述蜗轮与所述蜗杆啮合，所述第一传动轮与所述蜗轮同轴固定连接；所述第一传动轮设置在所述第一手爪的端部，所述第二传动轮设置在所述第二手爪的端部，所述第一传动轮与所述第二传动轮啮合。通过设置传动单元，利用涡轮蜗杆的啮合以及第一传动轮和第二传动轮的啮合，可以将传动电机提供的动力通过涡轮蜗杆进行传动，当传动电机正向运动时，蜗轮蜗杆以及第一传动轮和第二传动轮啮合传动，进而使得第一手爪和第二手爪相向运动，完成夹取果实的动作；当传动电机反向运动时，蜗轮蜗杆以及第一传动轮和第二传动轮啮合反向传动，进而使得第一手爪和第二手爪相背运动，完成松开果实的动作。

进一步地，所述第一传动轮和第二传动轮为具有双层结构的齿轮。将第一传动轮/第二传动轮设置为双层结构，可以提高所述第一传动轮/第二传动轮的承载能力。

进一步地，所述第一手爪和第二手爪均为弧形手爪，且所述第一手爪和所述第二手爪相向运动闭合时形成一包围结构。将第一手爪和第二手爪设置为弧形手爪，其依据果实的形状进行设计，可以在夹取果实时对果实进行充分包裹。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1为本实用新型实施例的拧断式采摘装置的整体结构图；

图2为本实用新型实施例的拧断式采摘装置的部分结构图。

附图标记说明：

30-基座、12-第一手爪、13-第二手爪、111-传动电机、112-蜗杆、113-蜗轮、114-第一传动轮、115-第二传动轮、211-传送带、212-主动轮、213-从动轮、214-驱动电机、215-惰轮、216-挡轮、217-调整弹簧、218-调节槽。

具体实施方式

本实用新型提供了一种拧断式采摘装置，包括夹取机构和扭转机构；所述夹取机构用于将果实夹紧，所述扭转机构用于将果实的果梗拧断。

请参阅图1，所述夹取机构包括传动单元、第一手爪和第二手爪，所述传动单元控制所述第一手爪和第二手爪相向运动和相背运动；具体地，所述传动单元包括传动电机、蜗杆、蜗轮、第一传动轮和第二传动轮；在本实施例中，所述传动电机设置在一基座上，所述蜗杆的前端可转动地设置在所述基座上，所述蜗杆的后端与所述传动电机的机轴固定连接，所述蜗轮位于所述蜗杆的一侧，且所述蜗轮与所述蜗杆相互啮合，由此，所述传动电机转动时可以带动所述蜗杆转动，进而带动所述蜗轮转动；所述第一传动轮设置在所述第一手爪的端部，所述第二传动轮设置在所述第二手爪的端部，所述第一传动轮位于所述蜗轮的上方，且所述第一传动轮与所述蜗轮同轴固定连接，即所述蜗轮与所述第一传动轮可以同时同向转动；所述第二传动轮通过一转轴可转动地安装在所述基座上，所述第二传动轮位于所述第一传动轮的一侧，且所述第一传动轮与所述第二传动轮啮合；作为优选地，所述第一传动轮和第二传动轮均为具有双层结构的齿轮，且该双层结构的齿轮中，上、下两层齿轮的直径相同，使得第一传动轮中的上、下层齿轮分别与所述第二传动轮中的上、下层齿轮啮合。当传动电机正向运动时，带动蜗杆在原位转动，所述蜗杆带动所述蜗轮正向转动，进而带动第一传动轮和第二传动轮的转动，使得第一手爪和第二手爪相向运动，完成夹取果实的动作；同理，当传动电机反向转动时，蜗轮蜗杆以及第一传动轮和第二传动轮啮合反向转动，使得第一手爪和第二手爪相背运动，完成松开果实的动作。

进一步地，所述第一手爪和第二手爪均为弧形手爪，且所述第一手爪和所述第二手爪相向运动闭合时形成一包围结构，该包围结构可以将果实充分包裹和夹紧。

所述扭转机构包括第一传送带单元和第二传送带单元，所述第一传送带单元设置在所述第一手爪上，所述第二传送带单元设置在所述第二手爪上，所述第一传送带单元与所述第二传送带单元运动方向相反。具体地，所述第一传送带单元包括传送带、主动轮、从动轮、驱动电机、惰轮、挡轮、调整弹簧和调节槽；所述传送带同时套设在所述主动轮和从动轮上，所述驱动电机的机轴与所述主动轮固定连接，所述惰轮和挡轮设置在所述主动轮和从动轮之间；在本实施例中，所述主动轮设置在第一手爪上靠近第一传动轮的一端，所述从动轮设置在第一手爪上远离第一传动轮的一端，所述惰轮设置在主动轮和从动轮之间，并位于所述第一手爪外侧，所述挡轮设置在主动轮和从动轮之间且位于第一手爪的内侧；所述挡轮的作用是对传送带进行限位，防止夹取果实时，传送带向第一手爪/第二手爪外侧位移过大，导致传送带接触不到第一手爪和第二手爪之间的果实；所述惰轮的作用是保证传送带的安装位置，由于第一手爪和第二手爪上的传送带在夹取果实时其内侧带会向外凸，设置惰轮可以将传送带的外侧带向外凸，防止传送带的内侧带向外凸时与传送带的外侧带接触而影响传动。进一步地，所述主动轮与所述从动轮之间的距离可调节，具体地，所述调整弹簧的一端固定在第一手爪上远离第一传动轮的一端，所述调整弹簧的另一端与所述从动轮的轴固定连接，且所述从动轮活动套设在所述从动轮的轴上并可相对转动；所述第一手爪上开设有调节槽，所述调节槽呈长条状，作为优选地，所述调节槽的弧度与第一手爪的弧度相同，所述从动轮的轴设置在所述调节槽中，使得所述从动轮位于所述调节槽的上方；由于调整弹簧具备一定弹性，使得所述从动轮的轴可在所述调节槽中滑动，进而可以调节所述从动轮与所述主动轮之间的距离；由于果实的大小、尺寸是不均匀的，本实用新型设置了调整弹簧和调节槽，当果实较大时，果实会将传送带向外撑开，使得调整弹簧拉伸且从动轮在调节槽中向着主动轮的方向移动，进而将传送带调整为适应果实大小的位置。在本实施例中，所述第一手爪上设有两个第一传送带单元，且两个第一传送带单元相互平行，进而使得两个第一传送带单元的传送带在第一手爪上呈上、下排列状态。

所述第二传送带单元的结构与第一传送带单元相同，其区别仅在于，所述第二传送带单元设置在第二手爪上，且所述第二传送带单元中驱动电机的转动方向与所述第一传送带单元相反。第一传送带单元和第二传送带单元的传送带分别沿着第一手爪和第二手爪的长度方向设置，且位于第一手爪和第二手爪的传送带相对设置，当果实夹取在第一手爪和第二手爪之间时，第一手爪和第二手爪上的传送带均能与果实接触。由于第一手爪和第二手爪的传送带运动方向相反，当其与果实接触时，在果实的两个侧面产生了方向相反的摩擦力，进而给果实提供了一个扭转力，最终能将果梗拧断。

使用时，本实用新型的拧断式采摘装置可以实现夹取果实、拧断果梗两个动作。夹取果实是通过夹取机构实现的，具体为，启动传动电机使其反向转动，带动蜗轮蜗杆转动和传动，进而使得第一手爪和第二手爪相背运动，即第一手爪和第二手爪张开，且中部形成一可容纳果实的空间，将待摘取的果实放置在第一手爪和第二手爪之间，再次启动传动电机使其正向转动，第一手爪和第二手爪相向运动并围合将果实夹紧。当果实夹紧在第一手爪和第二手爪之间时，可以进行拧断果梗的动作，这一动作是通过扭转机构实现的，此时，第一手爪和第二手爪上的传送带均于果实接触，同时启动第一传送带单元和第二传送带单元的驱动电机，并使二者的转动方向相反，则位于第一手爪和第二手爪上的传送带运动方向相反，进而给果实提供了一个扭转力，最终能将果梗拧断，完成拧断果梗的动作。最后，再次启动传动电机使其反向运动，第一手爪和第二手爪相背运动，将第一手爪和第二手爪之间的果实松开，完成整个果实摘取的过程。

相对于现有技术，本实用新型提供了一种拧断式采摘装置，其通过设计夹取机构可以实现对果实等农作物的夹取动作，同时，通过设计扭转机构实现掰断果梗的动作，巧妙利用第一传送带单元和第二传送带单元运动方向相反的特点，进而给已夹紧在第一手爪和第二手爪之间的果实提供一个扭转力，进而带动果实转动并将其果梗拧断。本实用新型的拧断式采摘装置结构设计巧妙，能够实现精准夹取和精准拧断果梗的功能，提高了采摘效率。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

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