本發(fā)明涉及一種滾輪人工助力非接觸式機械手櫻桃采摘器，屬于農(nóng)業(yè)機械技術(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，勞動強度大，第二種方式是采用采摘梳，由于櫻桃是含水多、糖分高，采摘時櫻桃位于采摘梳的兩梳齒之間，動力帶動梳齒轉(zhuǎn)動，通過拉拽將櫻桃與果柄分離，櫻桃果柄的抗拉強度遠大于櫻桃的抗拉斷強度，更大于果皮的耐擠破能力，果柄與櫻桃分離時，櫻桃的部分果皮或者果肉脫落，脫落處導致櫻桃養(yǎng)分流失，梳齒對櫻桃果表面的擠壓導致表皮受損，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，氣流不能進入簇擁叢生的果實之間、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，表面產(chǎn)生相對運動，嚴重受損傷櫻桃的表面，第五種方式是震動敲擊式，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械手櫻桃采摘器，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，切刀尖端呈內(nèi)凹的弧形刀，切刀在櫻桃枝條的外表面運動，切斷櫻桃的果柄和枝條上針刺，切刀的切割角度通過螺栓調(diào)整，櫻桃的枝條直徑變化時，通過滾輪壓縮彈簧，進而帶動切刀沿櫻桃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櫻桃的果柄切斷，對櫻桃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械手櫻桃采摘器，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、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，使切刀與櫻桃枝條的外表面呈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轉(zhuǎn)動，帶動滾輪和切刀張開，將滾輪置于櫻桃的枝條上，櫻桃枝條的部分嵌入滾輪的凹槽內(nèi)，滾輪在櫻桃枝條上滾動，當櫻桃的枝條直徑變化時，枝條對滾輪施加作用力，彈簧發(fā)生伸縮，進而帶動切刀運動，切刀的采摘角度不變，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，對手柄施加前進方向的力，滾輪在櫻桃枝條上轉(zhuǎn)動，帶動切刀運動，切刀將櫻桃的果柄切斷，櫻桃落入收集袋中回收，經(jīng)過風力清選將雜質(zhì)去掉。

所述的一種滾輪人工助力非接觸式機械手櫻桃采摘器，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2014202986769、2015206720504、2011205523464和201410485185x，采用梳齒式采摘方式，采摘時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動，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遠大于櫻桃的抗拉力，櫻桃果柄從櫻桃上脫落過程中，會對漿果櫻桃產(chǎn)生撕拉力，導致櫻桃與櫻桃果柄連接處的果肉脫落，因櫻桃是漿果，櫻桃果實中漿液流失，而一種滾輪人工助力非接觸式機械手櫻桃采摘器，能夠?qū)崿F(xiàn)變徑采摘，切刀在櫻桃枝條的外表面運動，切斷櫻桃的果柄，果柄絕大部分留在果實上，櫻桃果實不與切刀接觸，兩者之間無相對運動，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，通過滾輪壓縮彈簧，進而帶動切刀沿櫻桃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，均對櫻桃的表面施加擠壓力，產(chǎn)生相對運動，只能在一個平面上采摘，而氣吸式采摘，氣流不能進入簇擁叢生的果實之間、即使氣流量加大，氣吸式根本無法實現(xiàn)采摘，氣流難以將櫻桃從堅韌的果柄上脫離，氣流式?jīng)Q定著櫻桃的采摘不能實現(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，手舉式電動剪刀也存在櫻桃果柄位于兩個剪刀之間，櫻桃果叢生，每一個生長的角度不同，每次只能剪切一個，存在精準定位技術(shù)問題，勞動強度大，震動敲擊式，是一種破壞性的采摘，對櫻桃樹損傷嚴重，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，由于櫻桃在枝條的生長角度不一致，機器人的手指在采摘方面無論如何也代替不了人，機器人的手指是由金屬材料制成的多關(guān)節(jié)機構(gòu)，沒有形象思維，只是執(zhí)行機械動作，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，櫻桃的生長年限不同，其果柄的抗拉強度不相同，機器人采摘無法辨別櫻桃樹生長年齡，櫻桃的生長位置，機器手與櫻桃總會表面接觸，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櫻桃的果柄，不直接與櫻桃果實的表面接觸，采摘效率低，單個采摘，機器人目前做不到，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，非接觸機械手一次實現(xiàn)多個采摘，切刀與櫻桃果實表面無接觸，滾輪具有浮動仿形功能，變徑采摘，克服了對櫻桃的擠壓現(xiàn)象，機器人目前做不到，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，切刀沿櫻桃枝條的表面運動，切斷櫻桃的果柄，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)明實施例的采摘器的結(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、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械手櫻桃采摘器，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，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與櫻桃枝條2的外表面呈5°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上的鉸接點轉(zhuǎn)動，帶動滾輪6和切刀7張開，將滾輪6置于櫻桃的枝條上，櫻桃枝條2的部分嵌入滾輪6的凹槽內(nèi)，滾輪6在櫻桃枝條2上滾動，當櫻桃的枝條直徑變化時，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固定在櫻桃枝條2上，對手柄1施加前進方向的力，滾輪6在櫻桃枝條2上轉(zhuǎn)動，帶動切刀7運動，切刀7將櫻桃的果柄切斷，同時，切刀7將櫻桃枝條上的切斷，櫻桃落入收集袋中，一個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上的鉸接點轉(zhuǎn)動，帶動滾輪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。