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

背景技術(shù)：

板栗外殼有許多針刺，目前通常采用以下四種采摘方式，第一種方式是直接用剪刀剪斷板栗的果柄，采摘效率低，勞動強(qiáng)度大，第二種方式是采用采摘梳，由于板栗外殼有許多針刺，采摘時板栗位于采摘梳的兩梳齒之間，動力帶動梳齒轉(zhuǎn)動，通過拉拽將板栗與果柄分離，板栗外殼有許多針刺導(dǎo)致板栗與采摘梳難以脫離，附著在采摘梳表面，難以下落，第三種方式是氣吸式，氣流不能進(jìn)入簇?fù)韰采墓麑嵵g、即使氣流量加大，氣吸式根本無法實現(xiàn)采摘，氣吸式?jīng)Q定著氣流式的采摘不能實現(xiàn)，第四種方式是夾持式，用手高舉采摘桿，桿的重心位于中上部，手長時間高舉采摘桿產(chǎn)生抖動，視線出現(xiàn)偏差，定位不準(zhǔn)確，采摘效率低，勞動強(qiáng)度大，第五種方式是震動敲擊式，是一種破壞性的采摘，對板栗樹損傷嚴(yán)重，影響數(shù)木下一年的生長和產(chǎn)量，第六種方式是偏心塊震動采摘，是震動敲擊式的一種變形。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手板栗采摘器，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，切刀在板栗枝條的外表面運動，切斷板栗的果柄和枝條上針刺，切刀的切割角度通過螺栓調(diào)整，板栗的枝條直徑變化時，通過滾輪壓縮彈簧，進(jìn)而帶動切刀沿板栗枝條表面的直線平行方向運動，但切刀的切割角度不變，只能通過切刀的刀刃將板栗的果柄切斷，對板栗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)械手板栗采摘器，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，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)動切刀，使切刀與板栗枝條的外表面呈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，一只手握住要采摘的板栗枝條，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轉(zhuǎn)動，帶動滾輪和切刀張開，將滾輪置于板栗的枝條上，板栗枝條的部分嵌入滾輪的凹槽內(nèi)，滾輪在板栗枝條上滾動，當(dāng)板栗的枝條直徑變化時，枝條對滾輪施加作用力，彈簧發(fā)生伸縮，進(jìn)而帶動切刀運動，切刀的采摘角度不變，與板栗非接觸，只與板栗的果柄和板栗枝條表面接觸，解除對手柄的施加壓力，彈簧的作用力將滾輪固定在板栗枝條上，對手柄施加前進(jìn)方向的力，滾輪在板栗枝條上轉(zhuǎn)動，帶動切刀運動，切刀將板栗的果柄切斷，板栗落入收集袋中回收。

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

專利201410027348X、2014101845452和2013101813141，采用梳齒式采摘方式，由于板栗外殼有許多針刺，且針刺為勾狀，勾狀針刺使多個板栗連接在一起，采摘時板栗位于采摘梳的兩梳齒之間，動力帶動梳齒轉(zhuǎn)動，通過拉拽將板栗與果柄分離，板栗外殼有許多針刺導(dǎo)致板栗與采摘梳難以脫離，附著在采摘梳的表面，難以下落，而一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手板栗采摘器，能夠?qū)崿F(xiàn)變徑采摘，切刀在板栗枝條的外表面運動，切斷板栗的果柄，果柄絕大部分留在果實上，板栗果實不與切刀接觸，兩者之間無相對運動，對板栗表面無損傷，且果柄部分留在板栗上，現(xiàn)有的采摘技術(shù)無法實現(xiàn)，切刀的切割角度通過螺栓調(diào)整，板栗的枝條直徑變化時，通過滾輪壓縮彈簧，進(jìn)而帶動切刀沿板栗枝條表面的直線平行方向運動，但切刀的切割角度不變，只能通過切刀的尖端的刀刃將板栗的果柄切斷，對板栗果的表面無擠壓作用力，是在板栗枝條上的一種滾動非接觸式采摘，結(jié)構(gòu)不同，原理上不同，滾輪和切刀也可采用單個設(shè)置，也可以兩個組合在一起使用，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動，將果柄切斷，滾輪在枝條上運動，實現(xiàn)變徑采摘，其它形式的梳摘、柔性采摘、夾持采摘，均對板栗的表面施加擠壓力，產(chǎn)生相對運動，只能在一個平面上采摘，而氣吸式采摘，氣流不能進(jìn)入簇?fù)韰采墓麑嵵g、即使氣流量加大，氣吸式根本無法實現(xiàn)采摘，氣流難以將板栗從堅韌的果柄上脫離，氣流式?jīng)Q定著板栗的采摘不能實現(xiàn)，夾持式采摘，用手高舉采摘桿，桿的重心位于中上部，手長時間高舉采摘桿產(chǎn)生抖動，視線出現(xiàn)偏差，定位不準(zhǔn)確，采摘效率低，板栗在枝條生長角度各不相同，通過旋轉(zhuǎn)夾持，動態(tài)的旋轉(zhuǎn)指去夾持靜態(tài)且角度不同的板栗，難以順利夾持，手舉式電動剪刀也存在板栗果柄位于兩個剪刀之間，板栗果叢生，每一個生長的角度不同，每次只能剪切一個，存在精準(zhǔn)定位技術(shù)問題，勞動強(qiáng)度大，震動敲擊式，是一種破壞性的采摘，對板栗樹損傷嚴(yán)重，影響數(shù)木下一年的生長和產(chǎn)量，偏心塊震動采摘，是震動敲擊式的一種變形，而本申請在向前運動的同時，滾輪也同時能實現(xiàn)在枝條上旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)360度切刀的旋轉(zhuǎn)采摘，電機(jī)帶動圓盤鋸，旋轉(zhuǎn)時只能按一個角度旋轉(zhuǎn)，將整個枝條連同板栗一起鋸下，也是一種破壞性采摘，由于板栗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)械動作，而果實的采摘沒有規(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物，板栗的生長年限不同，其果柄的抗拉強(qiáng)度不相同，機(jī)器人采摘無法辨別板栗樹生長年齡，板栗的生長位置，機(jī)器手與板栗總會表面接觸，產(chǎn)生夾持力，夾持部位不同，出現(xiàn)滑移，夾持不緊，這一點不容置疑，人工采摘可以用剪刀剪斷板栗的果柄，不直接與板栗果實的表面接觸，采摘效率低，單個采摘，機(jī)器人目前做不到，而本申請恰恰利用這一點，通過滾輪在枝條滾動，直接剪斷果柄，非接觸機(jī)械手一次實現(xiàn)多個采摘，切刀與板栗果實表面無接觸，滾輪具有浮動仿形功能，變徑采摘，克服了對板栗的擠壓現(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。

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，切刀沿板栗枝條的表面運動，切斷板栗的果柄，切刀尖端呈U形狀，滾輪具有浮動仿形功能，實現(xiàn)變徑運動，切刀傾斜設(shè)置，切刀切斷板栗的果柄，對板栗果不產(chǎn)生擠壓作用。

附圖說明

圖1 是本發(fā)明實施例的采摘器的結(jié)構(gòu)示意圖。

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

具體實施方式

實施例1。

一種滾輪人工助力非接觸式機(jī)械手板栗采摘器，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)動切刀7，使切刀7與板栗枝條2的外表面呈10°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，一只手握住要采摘的板栗枝條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上的鉸接點轉(zhuǎn)動，帶動滾輪6和切刀7張開，將滾輪6置于板栗的枝條上，板栗枝條2的部分嵌入滾輪6的凹槽內(nèi)，滾輪6在板栗枝條2上滾動，當(dāng)板栗的枝條直徑變化時，對滾輪6施加作用力，滾輪6具有浮動仿形功能，壓縮彈簧5，進(jìn)而帶動切刀7運動，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固定在板栗枝條2上，對手柄1施加前進(jìn)方向的力，滾輪6在板栗枝條2上轉(zhuǎn)動，帶動切刀7運動，切刀7將板栗的果柄切斷，同時，切刀7將板栗枝條上的切斷，板栗落入收集袋中，一個板栗枝條采摘完成后，對手柄1施加壓力，手柄1克服彈簧5的壓力繞支撐桿3上的鉸接點轉(zhuǎn)動，帶動滾輪6和切刀7張開，將板栗采摘器從采摘完成的枝條拿走，重復(fù)上述工作過程，依次對其它板栗枝條2的采摘。