[發明專利]一種葡萄采摘機構、一體化裝置及方法

有效

• 申請號: 202110769257.3
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113330916B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 李成浩;車清論;李兆麟;崔思成;張正陽;張愷;王子文
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，包括：車體、可折疊收納箱、抬升裝置及采摘機構，所述車體的頂面中心處設置抬升裝置，抬升裝置頂部安裝可折疊收納箱，通過機械夾從箱體左右兩側夾住可折疊收納箱上水平桿件；所述采摘機構安裝在車體的頂面一側；

所述抬升裝置包括依次連接的電動伸縮桿、旋轉軸和伺服電機；所述電動伸縮桿包括第一電動伸縮桿和第二電動伸縮桿，通過軸承與旋轉軸光滑鉸接；所述旋轉軸包括第一旋轉軸、第二旋轉軸、第三旋轉軸和第四旋轉軸，四個旋轉軸構成一個平行四邊形結構；所述伺服電機用于通過旋轉軸帶動第一電動伸縮桿進行旋轉；第一電動伸縮桿通過連接片進一步牽動第二電動伸縮桿同步旋轉，用于將裝滿葡萄的可折疊收納箱從車體上托起；所述連接片與旋轉軸固定連接，在整個旋轉過程中與地面保持垂直。

2.如權利要求1所述的葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，所述采摘機構包括機械臂單元和采摘單元；

所述采摘單元包括旋轉機構、剪切機構和夾持機構，旋轉機構上一側安裝剪切機構和夾持機構，剪切機構與夾持機構之間具有設定間距，夾持機構用于夾緊葡萄根部的莖稈，剪切機構用于剪斷葡萄莖稈；

所述機械臂單元包括依次連接的基座、第一轉動臂和第二轉動臂，所述第二轉動臂的一端連接采摘單元的旋轉機構。

3.如權利要求2所述的葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，所述剪切機構包括第一齒輪傳動結構和兩個齒行刀片，兩個齒行刀片與第一齒輪傳動結構連接，第一齒輪傳動結構用于驅動齒行刀片轉動設定角度實現剪切動作；所述齒行 刀片為直角三角形，兩個齒行刀片的刀刃交錯設置。

4.如權利要求2所述的葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，所述剪切機構包括第二齒輪傳動結構和兩個夾子，兩個夾子與第二齒輪傳動結構連接，第二齒輪傳動結構用于驅動兩個夾子轉動設定角度實現夾緊動作。

5.如權利要求4所述的葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，所述夾子為弧形，兩個夾子對稱設置呈八字形。

6.如權利要求2所述的葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，所述基座包括中心軸承、可旋轉的齒輪結構和支撐座，齒行結構安裝在中心軸承上，齒行結構上表面安裝支撐座，支撐座用于安裝第一旋轉機械臂。

7.如權利要求2所述的葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，所述采摘機構還包括視覺識別單元，視覺識別單元包括視覺識別攝像頭和處理器，視覺識別攝像頭安裝于采摘單元上部和車體上安裝的瞭望桿頂部；視覺識別攝像頭用于采集葡萄的圖像數據，并傳輸至處理器，處理器用于對圖像數據進行處理分析判斷葡萄是否成熟，以及確定葡萄根部莖稈的位置。

8.如權利要求1所述的葡萄采摘一體化裝置，其特征在于，所述可折疊收納箱包括依次連接的箱體、螺桿、傳動鏈條和電機。

9.一種如權利要求1-8任一所述的葡萄采摘一體化裝置的工作方法，其特征在于，包括：

通過采摘單元的夾緊機構夾住葡萄根部；

由剪切機構剪斷葡萄根部的莖稈；

利用機械臂單元將葡萄放入車體頂面中部的可折疊收納箱中；

通過兩個電動伸縮桿聯合工作將裝滿葡萄的收納箱從車體上托起，同步伸長到固定長度然后保持長度不變，直至收納箱被放置在地面上，然后電機驅動機械夾松開收納箱上水平桿件，伺服電機帶動兩個電動伸縮桿收短恢復至原來水平；

在最上層參與工作的可折疊收納箱被移走后，電機工作并帶動螺桿轉動，使得所有在存收納箱統一向上運動，并由機械夾夾住最上層收納箱兩側的硬質邊緣向上提起，使收納箱進入工作狀態。