菠萝采摘装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910183250.6 (22)申请日 2019.03.11 (71)申请人 广州大学 地址 510000 广东省广州市番禺广州大学 城外环西路230号 (72)发明人 刘长红李创锌黎子良叶土仙 朱亮宇彭绍湖 (74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限 公司 44202 代理人 颜希文郝传鑫 (51)Int.Cl. A01D 45/00(2018.01) (54)发明名称 一种菠萝采摘装置 (57)摘要 本发明涉及一种菠萝采摘装置， 包括安装 架， 安装架的下侧设有行走。

2、轮或行走履带， 安装 架上安装有引导架， 引导架上设有供菠萝树进入 的引导槽， 安装架上还安装有升降机构， 升降机 构用于驱动引导架上下运动， 引导架于引导槽的 一侧设有推力机构， 推力机构包括驱动电机、 平 行四杆机构以及推板， 平行四杆机构包括平行设 置的第一摇杆、 第二摇杆以及连接在第一、 第二 摇杆之间的连杆， 所述第一摇杆背离与连杆连接 的一端与驱动电机的输出轴连接， 所述第二摇杆 背离与连杆连接的一端铰接在引导架上， 所述推 板被平行四杆机构带动， 推动引导槽中的菠萝而 使菠萝从菠萝树上断落。 相比于现有技术中的菠 萝采摘装置， 本发明降低了对菠萝和菠萝树上的 幼苗的损伤。 权利要。

3、求书2页 说明书5页 附图2页 CN 109983916 A 2019.07.09 CN 109983916 A 1.一种菠萝采摘装置， 其特征在于： 包括安装架(1)， 所述安装架(1)的下侧设有行走轮 (3)或行走履带， 所述安装架(1)上安装有引导架(2)， 所述引导架(2)上设有供菠萝树进入 的引导槽(205)， 所述安装架(1)上还安装有升降机构， 所述升降机构用于驱动引导架(2)上 下运动， 以将引导槽(205)调节至与菠萝底部等高位置， 所述引导架(2)于引导槽(205)的一 侧设有推力机构， 所述推力机构包括驱动电机、 平行四杆机构以及推板(18)， 所述平行四杆 机构包括平行。

4、设置的第一摇杆(12)、 第二摇杆(14)以及连接在第一、 第二摇杆之间的连杆 (13)， 所述第一摇杆(12)背离与连杆(13)连接的一端与驱动电机的输出轴连接， 所述第二 摇杆(14)背离与连杆(13)连接的一端铰接在引导架(2)上， 所述推板(18)被平行四杆机构 带动， 用于推动引导槽(205)中的菠萝而使菠萝从菠萝树上断落。 2.根据权利要求1所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述驱动电机为双出轴电机， 所 述平行四杆机构具有两套， 两套平行四杆机构对应连接在双出轴电机的两端输出轴上。 3.根据权利要求2所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 两套平行四杆机构中的第一摇杆 (12)通过。

5、第一连接杆(15)连接， 所述第一连接杆(15)构成第一摇杆(12)与连杆(13)的枢 轴， 两套平行四杆机构中的第二摇杆(14)通过第二连接杆(16)连接， 所述第二连接杆(16) 构成第二摇杆(14)与连杆(13)的枢轴， 所述推板(18)固定连接在第二连接杆(16)上。 4.根据权利要求13任一项所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述升降机构包括双 出轴电机以及分别连接在双出轴电机两端输出轴的传动总成， 所述传动总成包括与双出轴 电机输出轴通过联轴器连接的第一锥齿轮(6)、 与第一锥齿轮(6)啮合的第二锥齿轮(7)、 连 接在第二锥齿轮(7)上的丝杆(8)以及设置在丝杆(8)上的丝杆滑。

6、块(10)， 所述丝杆滑块 (10)与引导架(2)固定连接。 5.根据权利要求4所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述安装架(1)上设有与丝杆平 行的导杆(101)， 所述引导架(2)远离丝杆滑块(10)的一端设有安装架滑块(203)， 所述安装 架滑块(203)套装在导杆(101)上。 6.根据权利要求13任一项所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述引导架(2)包括上 架体(201)和下架体(202)， 所述上架体(201)和下架体(202)位于引导槽(205)槽口的端部 相铰接， 所述上架体(201)和下架体(202)背离引导槽(205)槽口的端部之间设有缓冲弹簧 (203)。 7.根。

7、据权利要求6所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述下架体(202)上连接有引导 板(22)， 用于将菠萝树引导至引导槽(205)内， 所述安装架(1)上设有上下延伸的导杆(21)， 所述引导板(22)沿导杆(21)导向滑动。 8.根据权利要求13任一项所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述引导槽(205)的槽 口设有能够向引导槽(205)内转动的挡板(19)， 所述引导槽(205)内于挡板(19)转动行程内 设有拨片， 所述拨片用于控制推力机构动作， 以使菠萝树进入引导槽(205)时推力机构动作 推断菠萝。 9.根据权利要求13任一项所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述推板(18)具有。

8、用 于包裹菠萝的弧面， 所述弧面上设有防滑纹。 10.根据权利要求13任一项所述的菠萝采摘装置， 其特征在于： 所述菠萝采摘装置还 包括控制系统， 所述控制系统包括红外发射器以及与红外发射器连接的处理器， 所述处理 器与升降机构连接， 所述红外发射器用于检测菠萝底部位置， 所述处理器接收来自红外发 权利要求书 1/2 页 2 CN 109983916 A 2 射器的信号并判断是否需要升降装置动作以将引导槽(205)调节至与菠萝底部等高位置。 权利要求书 2/2 页 3 CN 109983916 A 3 一种菠萝采摘装置 技术领域 0001 本发明涉及水果采摘装置技术领域， 特别是涉及一种菠萝采。

9、摘装置。 背景技术 0002 菠萝， 茎短， 叶多数， 莲座式排列， 剑形， 顶端渐尖， 全缘或有锐齿， 腹面绿色， 背面 粉绿色， 边缘和顶端常带褐红色， 生于花序顶部的叶变小， 常呈红色。 花序于叶丛中抽出， 状 如松球； 苞片基部绿色， 上半部淡红色， 三角状卵形； 萼片宽卵形， 肉质， 顶端带红色； 花瓣长 椭圆形， 端尖， 上部紫红色， 下部白色。 聚花果肉质。 花期夏季至冬季。 中国福建、 广东、 海南、 广西、 云南有栽培。 原产美洲热带地区， 为著名热带水果之一。 0003 目前， 只有少数果农具有半机械式的辅助采摘装置， 国内外菠萝主要以全人工采 摘为主市场上拥有的菠萝采摘机。

10、械尚处于初步发展阶段。 申请公布号为CN109247129A的中 国发明专利申请公开了一种菠萝采摘装置， 该菠萝采摘装置包括安装框架、 抬升装置、 横向 移动装置、 纵向移动装置和摘取装置， 安装框架的下方设置有多个支撑腿柱， 支撑腿柱的下 端均安装有行走轮， 所述支撑腿柱上还平行设置有多个连接杆， 所述抬升装置安装在连接 杆上， 并且抬升装置的输出端与安装框架的底侧连接， 纵向移动装置固定安装在安装框架 上， 横向移动装置连接在纵向移动装置的输出端的下侧， 横向移动装置的输出端上安装有 第一安装板， 安装板上还设置有升降装置， 升降装置的输出端上设置有第二安装板， 摘取装 置安装在第二安装板。

11、上， 第二安装板还有驱动摘取装置旋转的转动装置。 该菠萝采摘装置 通过抓取和拧断的方式， 提高了菠萝的采摘效率。 但是， 菠萝不同于其他果蔬， 其质量大， 该 菠萝采摘装置不易抓取和拧断； 并且该菠萝采摘装置在拧断过程中很有可能伤害菠萝以及 菠萝树上的幼苗。 发明内容 0004 为了解决上述问题， 本发明提供了一种菠萝采摘装置， 以解决现有技术中的菠萝 采摘装置在采摘过程中存在易损伤菠萝和菠萝树上的幼苗的技术问题。 0005 本发明的菠萝采摘装置的技术方案是： 0006 一种菠萝采摘装置包括安装架， 所述安装架的下侧设有行走轮或行走履带， 所述 安装架上安装有引导架， 所述引导架上设有供菠萝树。

12、进入的引导槽， 所述安装架上还安装 有升降机构， 所述升降机构用于驱动引导架上下运动， 以将引导槽调节至与菠萝底部等高 位置， 所述引导架于引导槽的一侧设有推力机构， 所述推力机构包括驱动电机、 平行四杆机 构以及推板， 所述平行四杆机构包括平行设置的第一摇杆、 第二摇杆以及连接在第一、 第二 摇杆之间的连杆， 所述第一摇杆背离与连杆连接的一端与驱动电机的输出轴连接， 所述第 二摇杆背离与连杆连接的一端铰接在引导架上， 所述推板被平行四杆机构带动， 用于推动 引导槽中的菠萝而使菠萝从菠萝树上断落。 0007 其有益效果在于： 本发明的菠萝采摘装置使用时， 升降机构将引导架调节至与菠 萝底部等高。

13、位置， 菠萝采摘装置前行， 前行过程中， 菠萝树进入引导槽内， 驱动电机转动， 驱 说明书 1/5 页 4 CN 109983916 A 4 动平行四杆机构动作， 平行四杆机构带动推杆推动引导槽内的菠萝， 而使菠萝从菠萝树上 断落， 完成菠萝采摘。 相比于现有技术中的菠萝采摘装置， 本发明的菠萝采摘装置采用推断 的方式采摘菠萝， 避免了旋拧菠萝或菠萝树， 降低了对菠萝和菠萝树上的幼苗的损伤。 0008 进一步的， 所述驱动电机为双出轴电机， 所述平行四杆机构具有两套， 两套平行四 杆机构对应连接在双出轴电机的两端输出轴上。 驱动电机为双出轴电机， 两套平行四杆机 构分别连接在双出轴电机的两端输。

14、出轴上， 增强了推板的推力， 有助于将菠萝从菠萝树上 推断。 0009 进一步的， 两套平行四杆机构中的第一摇杆通过第一连接杆连接， 所述第一连接 杆构成第一摇杆与连杆的枢轴， 两套平行四杆机构中的第二摇杆通过第二连接杆连接， 所 述第二连接杆构成第二摇杆与连杆的枢轴， 所述推板固定连接在第二连接杆上。 两套平行 四杆机构之间设置连接杆， 增强了平行四杆机构的结构强度。 0010 进一步的， 所述升降机构包括双出轴电机以及分别连接在双出轴电机两端输出轴 的传动总成， 所述传动总成包括与双出轴电机输出轴通过联轴器连接的第一锥齿轮、 与第 一锥齿轮啮合的第二锥齿轮、 连接在第二锥齿轮上的丝杆以及设。

15、置在丝杆上的丝杆滑块， 所述丝杆滑块与引导架固定连接。 升降机构采用该种形式增强了升降机构的提升力。 0011 进一步的， 所述安装架上设有与丝杆平行的导杆， 所述引导架远离丝杆滑块的一 端设有安装架滑块， 所述安装架滑块套装在导杆上。 设置导杆和滑块， 有助于增强引导架上 下运动过程中的稳定性。 0012 进一步的， 所述引导架包括上架体和下架体， 所述上架体和下架体位于引导槽槽 口的端部相铰接， 所述上架体和下架体背离引导槽槽口的端部之间设有缓冲弹簧。 引导架 包括上架体和下架体， 且上、 下架体一端铰接、 一端设有缓冲弹簧， 有助于降低菠萝在进入 引导槽过程中引导架对菠萝的压力， 有助于。

16、保护菠萝。 0013 进一步的， 所述下架体上连接有引导板， 用于将菠萝树引导至引导槽内， 所述安装 架上设有上下延伸的导杆， 所述引导板沿导杆导向滑动。 引导板有助于菠萝进入引导槽内。 0014 进一步的， 所述引导槽的槽口设有能够向引导槽内转动的挡板， 所述引导槽内于 挡板转动行程内设有拨片， 所述拨片用于控制推力机构动作， 以使菠萝树进入引导槽时推 力机构动作推断菠萝。 便于控制。 0015 进一步的， 所述推板具有用于包裹菠萝的弧面， 所述弧面上设有防滑纹。 推板上设 置弧面和防滑纹， 有助于推动菠萝。 0016 进一步的， 所述菠萝采摘装置还包括控制系统， 所述控制系统包括红外发射器。

17、以 及与红外发射器连接的处理器， 所述处理器与升降机构连接， 所述红外发射器用于检测菠 萝底部位置， 所述处理器接收来自红外发射器的信号并判断是否需要升降装置动作以将引 导槽调节至与菠萝底部等高位置。 菠萝采摘装置设置控制系统， 可实现引导架自动调节， 便 于操作。 附图说明 0017 图1是本发明的菠萝采摘装置的结构示意图； 0018 图2是本发明的菠萝采摘装置去掉安装架后的结构示意图； 0019 图3是本发明的菠萝采摘装置中的引导架的结构示意图； 说明书 2/5 页 5 CN 109983916 A 5 0020 图中： 1-安装架； 101-导杆； 2-引导架； 201-上架体； 202。

18、-下架体； 203-缓冲弹簧； 203-安装架滑块； 205-引导槽； 3-行走轮； 4-第一双出轴电机； 5-联轴器； 6-第一锥齿轮； 7- 第二锥齿轮； 8-丝杆； 9-卧式轴承座； 10-丝杆滑块； 11-第二双出轴电机； 12-第一摇杆； 13- 连杆； 14-第二摇杆； 15-第一连接杆； 16-第二连接杆； 17-第三连接杆； 18-推板； 19-挡板； 20-开关； 21-导杆； 22-引导板。 具体实施方式 0021 下面结合附图和实施例， 对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。 以下实施 例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 0022 本发明的菠萝采摘装置的具体。

19、实施例一， 如图1所示， 包括安装架1， 安装架1上安 装有引导架2、 升降机构以及推力机构。 升降机构用于驱动引导架2升降， 以将引导架2调节 至与菠萝底部等高。 引导架2上设置有供成垅的菠萝进入的引导槽205， 推力机构设置在引 导架2于引导槽205的一侧， 用于推断进入引导槽205内的菠萝茎上的菠萝。 安装架1的下侧 设置有行走轮3以及驱动行走轮3的减速电机。 使用时， 该菠萝采摘装置沿成垅的菠萝前行， 前行过程中， 菠萝进入引导槽205内， 推力机构将将进入引导槽205的菠萝茎上的菠萝推断， 实现菠萝的采摘目的。 0023 具体的， 如图2所示， 升降机构包括第一双出轴电机4以及分别连。

20、接在第一双出轴 电机4两端输出轴的传动总成， 第一双出轴电机4通过安装板固定在安装架1上。 两套传动总 成的结构相同， 现以一套传动总成为例对其结构进行说明， 传动总成包括与第一双出轴电 机4的一个输出轴通过联轴器5连接的第一锥齿轮6、 与第一锥齿轮6啮合的第二锥齿轮7、 连 接在第二锥齿轮7上的丝杆8以及设置在丝杆8上的丝杆滑块10， 丝杆8的两端通过卧式轴承 座9固定在安装架1上， 丝杆滑块10与引导架2固定连接。 第一双出轴电机4转动时， 带动第一 锥齿轮6转动， 第一锥齿轮6驱动第二锥齿轮7转动， 丝杆8随着第二锥齿轮7转动， 丝杆8转动 带动丝杆滑块10轴向移动， 而实现引导架2的升。

21、降。 0024 引导架2包括上架体201和下架体202， 上架体201和下架体202位于引导槽205的槽 口的一端相铰接， 上架体201和下架体202具体通过铰链相铰接， 且铰链具有三个， 上架体 201和下架体202的转动轴线与引导槽205的延伸线相垂直。 上架体201和下架体202背离引 导槽205的槽口的端部之间设置有缓冲弹簧203， 缓冲弹簧203具有三个， 三个缓冲弹簧203 中的其中两个分别位于引导槽205的两侧， 缓冲弹簧203用于降低菠萝在进入引导槽205的 过程中引导架2对菠萝产生的作用力， 有助于保护菠萝。 下架体202于背离丝杠滑块的一侧 设置有两个安装架滑块203， 安。

22、装架1上设置有与丝杆8平行布置的导杆101， 安装架滑块203 套装在导杆101上。 升降机构驱动引导架2上下运动时， 安装架滑块203沿导杆101上下滑动， 增强了引导架2在上行运动过程中的稳定性。 引导架2的下架体202上连接有引导板22， 用于 将菠萝树引导至引导槽205内， 安装架1上设置有与丝杆8平行布置的导杆21， 引导板22导向 装配在导杆21上， 以在下架体202上下运动时引导架2随下架体202上下运动。 0025 推力机构包括驱动电机、 平行四杆机构和推板18， 其中驱动电机为第二双出轴电 机11， 平行四杆具有两套， 两套平行四杆机构分别设置在第二双出轴电机11的两端输出轴。

23、 上。 现以一套平行四杆机构为例， 对其结构进行说明， 平行四杆机构包括平行设置的第一摇 杆12、 第二摇杆14以及连接在第一、 第二摇杆之间的连杆13， 第一摇杆12背离与连杆13连接 说明书 3/5 页 6 CN 109983916 A 6 的一端与第二双出轴电机11的一个输出轴连接， 第二摇杆14背离与连杆13连接的一端与引 导架2铰接， 推板18被平行四杆带动， 推动引导槽205中的菠萝而使菠萝从菠萝树上断落。 0026 为了增强推力机构的结构强度， 两套平行四杆机构中的第一摇杆12通过第一连接 杆15连接， 第一连接杆15构成第一摇杆12与连杆13的枢轴； 两套平行四杆机构中的第二摇。

24、 杆14的上端通过第二连接杆16连接， 第二连接杆16构成第二摇杆14与连杆13的枢轴， 下端 通过第三连接杆17连接， 第三连接杆17构成第二摇杆14与引导架2的枢轴。 引导架2上设置 分别于第一摇杆12和第二摇杆14铰接的铰接座。 推板18固定连接在第二连接杆16上， 推板 18上具有包裹菠萝的弧面， 弧面上设置有防滑纹， 用于增强推板18与菠萝之间的摩擦力。 0027 本实施例中， 引导槽205的槽口处设置有可向引导槽205内转动的挡板19， 挡板19 与引导架2之间安装有扭簧， 用于对挡板19施加向槽口处转动的作用力。 引导架2于挡板19 转动行程末端安装有拨片， 拨片用于拨动开关20。

25、， 控制推力机构动作推断菠萝。 0028 本实施例中， 菠萝采摘装置还包括控制系统， 控制系统包括红外发射器以及与红 外发射器连接的处理器， 处理器与升降机构连接， 红外发射器用于检测菠萝底部位置， 处理 器接收来自红外发射器的信号并判断是否需要升降装置动作以将引导架2调节至与菠萝底 部等高位置。 0029 本发明的菠萝采摘装置的使用原理为： 启动装置， 装置前行， 红外发射器检测到菠 萝靠近时， 向处理器发送感应信号； 处理器根据感应信号获得菠萝底部所处高度， 同时处理 器向升降机构中的第一双出轴电机4发送信号， 控制第一双出轴电机14的转动圈数， 以将引 导架2调节至与菠萝底部等高位置。 。

26、菠萝推动挡板19进入引导槽205内时， 挡板19推动拨片， 触发推力机构， 推力机构中的第二双出轴电机11转动， 带动平行四杆机构中的第一摇杆12 向引导槽205的方向摆动， 第一摇杆12带动连杆13向引导槽205的方向运动， 带动推板18向 引导槽205内运动， 推动菠萝而使菠萝从菠萝树上断落。 此时， 在扭簧的作用下， 推板18复 位， 控制推力机构向引导槽205内动作的开关20断开， 推力机构中的第二双出轴电机11反向 转动， 带动平行四杆机构动作， 使推板18回到初始位置。 当需要继续采摘菠萝时， 处理器根 据红外发射器传递的信号重复上述操作； 当完成菠萝采摘时， 处理器向红外发射器发。

27、送信 号， 关闭红外发射器。 0030 本发明的菠萝采摘装置的具体实施例二， 与菠萝采摘装置的具体实施例一的区别 之处在于， 本实施例中的推力机构中仅包括一套平行四杆机构， 对应的， 驱动电机也仅具有 一个驱动端， 此时推板可以固定连接在连杆上。 其他与实施例一相同， 不再赘述。 0031 本发明的菠萝采摘装置的具体实施例三， 与菠萝采摘装置的具体实施例一的区别 之处在于， 本实施例中的安装架的下侧安装有行走履带以及驱动行走履带的减速电机。 其 他与实施例一相同， 不再赘述。 0032 本发明的菠萝采摘装置的具体实施例四， 与菠萝采摘装置的具体实施例一的区别 之处在于， 本实施例中的升降机构中。

28、的驱动电机仅具有一个输出轴， 对应的， 传动总成仅具 有一套。 其他与实施例一相同， 不再赘述。 0033 本发明的菠萝采摘装置的具体实施例五， 与菠萝采摘装置的具体实施例一的区别 之处在于， 本实施例中的引导架仅包括下架体， 推力机构固定连接在下架体上， 其他与实施 例一相同， 不再赘述。 0034 本发明的菠萝采摘装置的具体实施例六， 与菠萝采摘装置的具体实施例一的区别 说明书 4/5 页 7 CN 109983916 A 7 之处在于， 本实施例中的两套平行四杆机构之间未设置连接杆， 其他与实施例一相同， 不再 赘述。 0035 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明技术原理的前提下， 还可以做出若干改进和替换， 这些改进和替换 也应视为本发明的保护范围。 说明书 5/5 页 8 CN 109983916 A 8 图1 说明书附图 1/2 页 9 CN 109983916 A 9 图2 图3 说明书附图 2/2 页 10 CN 109983916 A 10 。