一种农产品采摘机和农产品采摘方法

本发明涉及农产品采摘领域，尤其涉及一种农产品采摘机和农产品采摘方法。

背景技术：

1、目前的荔枝采摘还大量依赖人工采摘技术，效率低下并且劳动强度大，采摘成本高，工作环境差等特点。现阶段市场上涌现了各种采摘机械，包括机械推摇式采摘机、机械撞击式采摘机、气力振摇式采摘机以及采摘机械手等。然而，荔枝采摘领域的机械设计相对较少，特别是在处理荔枝果实的夹持方面，急需要一款自动化荔枝采摘设备。

2、其中，采摘荔枝的抓手是直接接触果实或果串的部件，抓手的设计直接影响果实的品质，因此，其效用和采摘后的果实损伤程度是限制采摘机械大规模应用的主要原因。实现无损采摘是荔枝采摘抓手面临的首要挑战，其次需要满足广泛适用、高效采摘、减少环境影响等多重要求。另外，采摘机的抓手如何适应不同粗细的枝干，使得采摘的适应度很高，也是目前该领域的痛点，急需要一款能够具有高适应度、低损伤率、效率高的自动化荔枝采摘机。

3、随着农业从业人员的数量持续减少，加之老龄化趋势不断加大，农业生产面临了严重的人力短缺问题。在这一背景下，荔枝采摘机械的研发和广泛应用呼之欲出，它们不仅有望解决现有的劳动力不足问题，而且将为农业带来巨大的经济效益和市场机遇。随着这些先进技术的逐步推广，农业生产效率将显著提高，果园的采摘季节能够更高效地管理，减少采摘时间和成本，同时大幅降低了人为错误和损害果实的风险。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种农产品采摘机及农产品方法，应用于荔枝等类似形状大且果皮偏硬的农产品采摘，具体包括：

2、一种农产品采摘机，包括：机械臂、升降组件、底板、工作台、转动组件和波纹管桶；

3、所述升降组件的顶端安装所述工作台，所述升降组件的底端安装在所述底板上，所述升降组件带动所述工作台纵向升降移动；

4、所述转动组件水平安装在所述工作台上；

5、所述机械臂安装在所述转动组件上，所述机械臂支持自转；

6、所述机械臂包括：收缩组件、夹具、切割组件和移动臂；

7、所述收缩组件安装在所述转动组件上，所述转动组件的移动端安装在所述移动臂，所述收缩组件带动所述移动臂同时水平方向移动且高度方向升降；

8、所述移动臂上设置夹具和切割组件，所述切割组件设置在所述夹具的上方；

9、其中，所述波纹管桶的顶端安装在所述工作台上，所述波纹管桶的底端安装在所述底板上，所述波纹管桶的顶端开口设置所述夹具的正下方。

10、优选的，所述升降组件包括：导轨、丝杠、第一电机、铰接耳、水平移动架、插板、螺母和支撑架，

11、所述底面的上表面上平行设置两个导轨，所述工作台的下表面上平行设置两个导轨，所述底面上的两个导轨在纵向空间上与所述工作台上的两个导轨位置重合；

12、所述底面上的两个导轨之间滑动连接一个水平移动架，所述工作台上的两个导轨之间滑动连接一个水平移动架，两个所述水平移动架在纵向空间上重合；

13、所述支撑架包括第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆和第四支撑杆；

14、所述第一支撑杆的一端通过铰接耳安装在所述底面上的水平移动架的一端，所述第一支撑杆的另一端通过铰接耳安装在所述工作台的下表面上；

15、所述第二支撑杆的一端通过铰接耳安装在所述底板的上表面，所述第二支撑杆的另一端通过铰接耳安装在所述工作台上的水平移动架的一端；

16、其中，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆呈x型铰接，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的铰接点为中部；

17、所述第三支撑杆的一端通过铰接耳安装在所述底面上的水平移动架的另一端，所述第三支撑杆的另一端通过铰接耳安装在所述工作台的下表面上；

18、所述第四支撑杆的一端通过铰接耳安装在所述底板的上表面，所述第四支撑杆的另一端通过铰接耳安装在所述工作台上的水平移动架的另一端；

19、其中，所述第三支撑杆和所述第四支撑杆呈x型铰接，所述第三支撑杆和所述第四支撑杆的铰接点为中部；

20、所述丝杠通过安装支架在安装在所述底板上，所述丝杠的一端设置第一转动电机，所述底板上的水平移动架上设置插板，所述插板与所述丝杠螺纹连接，所述上套设所述螺母，所述螺母抵接所述底板上的水平移动架的侧边缘，所述螺母与所述插板之间沿所述丝杠的轴向方向通过尼龙柱连接；

21、当所述第一电机带动所述丝杠转动，所述丝杠通过所述螺母和所述插板带动安装在所述底板上的水平移动架移动，当所述底板上的水平移动架带动所述第一支撑杆的端部和所述第三支撑杆的端部向安装在所述底板上的第二支撑杆的一端靠近时，所述工作台升高；当所述底板上的水平移动架带动所述第一支撑杆的端部和所述第三支撑杆的端部远离安装在所述底板上的第二支撑杆的一端时，所述工作台升降低。

22、优选的，所述转动组件包括：第二电机、主动齿轮、从动齿轮和转台；

23、所述第二电机的机身固定在所述转台的上表面上，所述第二电机的输出轴穿过所述转台；

24、所述主动齿轮安装在所述第二电机的输出轴上，所述转台设置在所述主动齿轮和所述第二电机的机身之间；

25、所述从动齿轮通过回转支承安装在所述转台的下边面，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合；

26、当所述主动齿轮转动时，所述主动齿轮转动，所述从动齿轮围绕所述主动齿轮转动，所述主动齿轮带动所述转台以所述第二电机的输出轴为中心转动。

27、优选的，所述主动齿轮的直径大于所述从动齿轮。

28、优选的，还包括安装杆，所述波纹管桶的顶部开口端相对的两点分别安装一个安装杆，两个所述波纹管桶的顶部的安装杆的另一端安装在所述工作台的上表面上；

29、所述波纹管桶的底部封口端相对的两点分别安装一个安装杆，两个所述波纹管桶的底部的安装杆的另一端安装在所述底板的上表面上。

30、优选的，所述收缩组件包括半圆固定齿轮、驱动齿轮、第三电机、驱动架和安装板；

31、所述驱动架包括第一驱动杆、第二驱动杆、第三驱动杆、第四驱动杆和横梁；

32、所述第一驱动杆和所述第二驱动杆平行设置，所述第一驱动杆和所述第二驱动杆的同端侧铰接安装在所述转台上，所述第一驱动杆和所述第二驱动杆的另一端侧分别与所述移动臂端连接，所述横梁安装在所述第一驱动杆的杆身上和所述第二驱动杆的杆身上且远离所述转台的一端，所述第三驱动杆和所述第四驱动杆设置在所述第一驱动杆和所述第二驱动杆之间，所述第三驱动杆和所述第四驱动杆的同端侧铰接安装在所述转台上，所述第三驱动杆和所述第四驱动杆的另一端侧分别与所述移动臂连接，所述第三驱动杆的杆身和所述第四驱动杆的杆身分别安装在所述横梁上，其中，第一驱动杆、第三驱动杆和第四驱动杆分别通过铰接板安装在所述转台上，所述铰接板垂直所述转台，所述铰接板的板面上设置用于铰接的通孔，所述第二驱动杆铰接安装在所述半圆固定齿轮的侧壁上，所述半圆固定齿轮设置用于铰接的通孔；

33、所述半圆固定齿轮固定安装在所述转台上，

34、所述第三电机的固定端安装在所述第三驱动杆上，所述第三电机的输出轴与所述驱动齿轮连接；

35、所述驱动齿轮与所述半圆固定齿轮啮合，当所述第三电机转动时，所述驱动齿轮沿所述半圆固定齿轮的边缘转动带动所述驱动架向所述波纹管桶的方向转动或向远离所述波纹管桶的方向转动。

36、优选的，所述移动臂包括：第一加强筋、第二加强筋、定位板、槽板和底座；

37、所述第一加强筋和所述第二加强筋平行设置，在所述第一加强筋和所述第二加强筋的同端侧分别与所述驱动架铰接，其中，所述第一加强筋的端侧与所述第一驱动杆的一端铰接，所述第二加强筋的端侧与所述第二驱动杆的一端铰接，所述第一加强筋的杆身与所述第三驱动杆的端侧铰接，所述第二加强筋的杆身与所述第四驱动杆的端侧铰接；

38、所述底座固定安装在所述第一加强筋和所述第二加强筋的远离所述驱动架的端侧的底面上；

39、所述槽板固定安装在所述第一加强筋的端侧和所述第二加强筋的端侧，所述槽板垂直所述底座，所述槽板上设置通槽；

40、所述定位板的数量为两个，两个所述定位板分别安装在所述第一加强筋的外侧壁上和所述第二加强筋的外侧壁上。

41、优选的，所述切割组件包括直轨、气缸、连接座、移动板、电机座、第四电机、锯片；

42、两个所述直轨分别安装在所述第一加强筋的上表面和所述第二加强筋的上表面；

43、所述移动板的两端的底面分别滑动连接在两个所述直轨上，所述移动板的两端的顶面上分别设置连接座，每个连接座分别连接一个气缸的输出端，两个所述气缸分别安装在所述第一加强筋和所述第二加强筋上；

44、所述电机座安装在所述移动板上；

45、所述第四电机安装在所述电机座上，所述第四电机的输出端固定安装呈圆形设置的锯片；

46、所述锯片与所述通槽位置适配；

47、当两个所述气缸带动所述锯片沿直轨方向水平移动时，所述锯片支持向通槽内缩进或向通槽外伸出。

48、优选的，所述夹具包括夹爪和驱动件；

49、所述驱动件驱动所述夹爪开合。

50、一种农产品采摘方法，包括：

51、搭建上述的农产品采摘机；

52、通过升降组件、升降组件和升降组件驱动所述机械臂至指定区域；

53、控制机械臂抓住农产品后，指示机械臂切割农产品枝干；

54、控制机械臂降落在波纹管桶的顶端开口上方，控制农产品降落入波纹管桶内。

55、上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

56、本采摘机具有抬升，旋转，伸缩的运动功能，并且保留充足的空间连接其他机械臂，可以在一定范围内灵活的摘取荔枝，可操作性大。

57、本采摘机器正式切割前，锯片被固定板保护着，这样可以最大限度的保证设备在移动运输中的安全，避免人员受到伤害。

58、本夹具可以抓取范围为3～15mm直径的数据，几乎涵盖了所有可能的采摘情况，适应度高。

59、本波纹管桶具有变形度高，适应多种姿态的收纳，同时因为波纹管本身的柔软性和具有沟槽结构，可以极大程度的避免荔枝果实因收纳而造成的损伤。

60、本采摘机采用了夹剪一体的结构，首先夹住果枝，然后进行剪断操作，这种顺序性的设计确保果实在被采摘后仍然能够牢固夹持住，从而有效地减少了果实的掉落风险，降低了果实受损的可能性。

61、本采摘机对称设计结构，在操作时尽可能的保证结构的稳定性，保证操作无偏心，对位准确。

62、本采摘机连接部件具备方便的拆装性能，采用的非标零件少，且加工简单，末端的操作区域可灵活调整，以便适应多种复杂环境。