一种集采摘与收集一体化的荔枝采摘设备及工作方法

本发明涉及农业机械，具体涉及一种集采摘与收集一体化的荔枝采摘设备及工作方法。

背景技术：

1、随着农业技术的发展，越来越多的果实通过农业设备进行采摘，而荔枝是一种季节性收获的水果，为了避免荔枝过度成熟掉落，需要在短时间内对荔枝进行采摘，目前，荔枝采摘基本上依靠人工实现采摘，采收效率低、劳动成本高且具有一定危险性，同时采用自动化工业机械臂采摘受外界因素比较大。

2、为解决该技术问题，如中国专利申请号201810149395.x，公布日为2018.06.29的专利文献，其公开了一种旋转梳剪式荔枝采摘装置，包括操作部件、传动部件、梳剪部件和收集部件；其中，梳剪部件与传动部件相配合连接，操作部件与传动部件相连接；定轴轮系驱动曲柄摇杆机构，使第一梳栏和第二梳栏同步反向旋转的同时，动刀与定刀合刃，实现了梳拢荔枝枝条同时剪切荔枝枝条。

3、上述文献是利用第一梳栏和第二梳栏同步反向旋转，将荔枝枝条梳拢进动刀与定刀之间，控制动刀作左、右往复摆动，使得动刀与定刀之间产生相对运动发生剪切，从而剪切梳进动刀与定刀间的荔枝枝条，采摘的荔枝由收集部件引导落入收集容器中，但是由于荔枝树生长较高且果实是成穗成串的，同时荔枝生长过程中随机性强，第一梳栏和第二梳栏无法完全梳拢带有荔枝果实的枝条，容易造成误采、漏采等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种集采摘与收集一体化的荔枝采摘设备及工作方法，通过往复转动不同的角度将成穗成串的荔枝滑脱掉落至收集设备内，使得伤果率低，同时解决了荔枝生长过程中随机性强造成的误采、漏采的问题。

2、为达到上述目的，本发明一方面提供一种集采摘与收集一体化的荔枝采摘设备，包括旋转式采摘机和收集装置，旋转式采摘机包括底盘、第一连杆、第二连杆、第三连杆以及采摘装置，所述第一连杆固定在底盘上，在第一连杆与第二连杆之间设有第一驱动装置，通过第一驱动装置带动第二连杆与第一连杆转动连接，在第二连杆与第三连杆之间设有第二驱动装置，通过第二驱动装置带动第三连杆与第二连杆转动连接，采摘装置包括联动装置和两个相对平行设置的采摘体，采摘体上并排地设有两个以上由采摘棒在竖直平面内形成的采摘面，两个采摘体上的采摘面相对交错设置形成采摘区域，联动装置带动采摘体同向转动，采摘体带动采摘棒在采摘面内以30°~60°范围内的角度进行往复转动，同一采摘体上两个采摘棒之间的角度为30°~40°，收集装置设置在采摘区域的下方，收集装置上设有由弹性布和两个以上的连接杆连接一体形成的围栏，连接杆的一端可拆卸地连接在收集装置上，连接杆的一端所在平面与连接杆所在平面呈30°~60°向外倾斜设置，设置在底盘前端的第三驱动装置与收集装置固定连接。

3、以上设置，通过设置底盘，能够将整个旋转式采摘机和收集装置行驶至荔枝树附近，通过在第一连杆与第二连杆之间设置第一驱动装置，便能够通过第一驱动装置带动第二连杆绕着第一连杆转动，初步调节第一连杆与第二连杆之间的角度，使得第二连杆带动第三连杆及第三连杆上的采摘装置靠近待采摘的荔枝；通过在第二连杆与第三连杆之间设置第二驱动装置，便能够通过第二驱动装置带动第三连杆绕着第二连杆转动，进而通过第三连杆带动采摘装置转动至待采摘荔枝的下方；通过设置采摘棒在竖直平面内形成的采摘面，同时通过采摘体带动采摘棒在采摘面内以30°~60°范围内的角度进行往复转动，这样在一采摘体带动采摘棒向上转动而另一采摘体带动采摘棒向下转动过程中，便能够在相对的采摘棒之间形成可容纳荔枝的开口，使得待采摘的荔枝进入采摘区域便能够卡入开口内，然后通过联动装置带动采摘棒往复转动，便能够对待采摘的荔枝形成交错剪切，使得采摘棒作用于待采摘荔枝上的作用力大于待采摘荔枝与果蒂处的结合力，进而将待采摘荔枝与果柄分离，而通过设置收集装置上连接杆的一端所在平面与连接杆所在平面呈30°~60°向外倾斜设置，该角度与采摘棒在采摘面内转动角度对应设置，从而使得剪切下来的荔枝能脱离采摘棒然后带入收集装置内，便于从采摘区域脱落的荔枝更好的掉入收集装置中，完成对成穗成串荔枝的采摘与收集，避免误采、漏采的问题。

4、进一步的，所述连接杆的一端所在平面与连接杆所在平面呈45°向外倾斜设置。

5、以上设置，将连接杆底部所在平面与连接杆呈45°倾斜设置，尽量扩大收集装置覆盖面积的情况下确保与采摘杆在采摘面内的倾斜角度对应设置，确保采摘可靠性。

6、进一步的，所述第一连杆的一端通过固定座固定安装在底盘的凸台上，第一连杆的另一端通过销轴与第二连杆的一端转动连接，第一驱动气缸的一端通过销轴与设置在第一连杆上的铰接座一铰接，第一驱动气缸的另一端通过销轴与设置在第二连杆上的铰接座二铰接。

7、以上设置，便能够通过第一驱动气缸带动第二连杆绕着第一连杆转动，初步调节第二连杆与第一连杆之间的角度。

8、进一步的，所述第二连杆的另一端通过销轴与第三连杆的一端转动连接，第二驱动气缸的一端通过销轴与设置在第二连杆上的铰接座三铰接，第二驱动气缸的另一端通过销轴与设置在第三连杆一端的铰接座四铰接。

9、以上设置，便能够通过第二驱动气缸带动第三连杆绕着第二连杆转动不同的角度，调节第三连杆与第二连杆之间的角度。

10、进一步的，设置在第三连杆另一端的联动装置包括驱动装置、连接体、连接板和可移动齿条，连接体的一端与第三连杆的另一端固定连接，连接体的另一端与设置在连接板一侧的支座固定连接，连接板另一侧沿着连接板的宽度方向设有滚槽，滚槽内设有滚轮，连接板的两端沿着水平方向延伸形成连接板块。

11、以上设置，便能够通过连接体和连接板的连接将采摘体连接在第三连杆上。

12、进一步的，所述驱动装置包括驱动电机一和传动齿轮，驱动电机一固定安装在连接体的底部，驱动电机一的输出端穿过连接板与传动齿轮固定连接，传动齿轮与设置在传动齿轮上方的可移动齿条外啮合转动连接。

13、以上设置，便能够通过驱动电机一带动传动齿轮转动，从而带动可移动齿条沿着齿条的长度方向移动。

14、进一步的，所述可移动齿条的一侧设有与滚槽相匹配的凸块，凸块卡接在滚槽内，凸块的底部与滚轮抵接。

15、以上设置，这样在传动齿轮带动齿条移动过程中，便能够带动齿轮在滚槽的范围内移动。

16、进一步的，所述采摘体包括转轴、两个以上的安装座和两个以上采摘棒，转轴的一端转动连接在连接板块上，且转轴的一端固定设有从动齿轮，从动齿轮转动的角度与齿条在滚槽内移动的距离相匹配，安装座间隔设置在转轴上，采摘棒的一端固定连接在安装座上，采摘棒的另一端设置为自由端。

17、以上设置，通过转轴转动地设置在固定板上，然后通过驱动电机一能带动齿条移动，齿条移动能使得从齿轮转动，由于从齿轮固定在转轴上，从而能带动转轴转动，转轴转动能带动采摘棒转动，实现采摘。

18、进一步的，所述收集装置包括采集仓，采集仓的上端设有由弹性布和两个以上的连接杆连接一体形成的围栏，连接杆的一端设有固定块，通过固定块可拆卸地卡接在采集仓两侧的安装槽内，采集仓的下端一侧与连接棒的一端固定连接，连接棒的另一端与联动杆的一端固定连接，联动杆的另一端通过销轴与底盘的凸台转动连接，第三驱动装置的一端通过销轴与联动杆转动连接，第三驱动装置的另一端通过销轴与底盘铰接。

19、以上设置，通过在收集仓上设置围栏，能够形成更大的收集口，防止脱落的荔枝掉到采集仓的外侧，同时能够通过第三驱动装置带动联动杆转动，进而调节收集仓的高度和角度，使得采集仓位于采集区域的下方。进一步的，所述收集装置包括采集仓，采集仓的上端设有由弹性布和两个以上的连接杆连接一体形成的围栏，连接杆的一端设有固定块，通过固定块可拆卸地卡接在采集仓两侧的安装槽内，采集仓的下端一侧与连接棒的一端固定连接，连接棒的另一端与联动杆的一端固定连接，联动杆的另一端通过销轴与底盘的凸台转动连接，第三驱动气缸的一端通过销轴与联动杆转动连接，第三驱动气缸的另一端通过销轴与底盘铰接。

20、以上设置，通过在收集仓上设置围栏，能够形成更大的收集口，防止脱落的荔枝掉到采集仓的外侧，同时能够通过第三驱动气缸一带动联动杆转动，进而调节收集仓的高度和角度，使得采集仓位于采集区域的下方。

21、本发明另一方面提供一种集采摘与收集一体化的荔枝采摘设备的工作方法，包括以下步骤：

22、s1驱动底盘行驶至靠近待采摘荔枝的一侧；

23、s2启动第一驱动装置，通过第一驱动装置带动第二连杆绕着第一连杆转动，初步调节第一连杆与第二连杆之间的角度；

24、s3启动第二驱动装置，通过第二驱动装置带动第三连杆绕着第二连杆转动，然后通过第三连杆带动采摘装置转动至待采摘荔枝的下方，调节采摘区域与待采摘荔枝之间的角度；

25、s4启动第三驱动装置，通过第三驱动装置带动收集装置转动不同的角度和高度，使得收集装置位于采摘区域的下方；

26、s5启动联动装置，通过联动装置带动两个采摘体同向转动，然后带动一采摘体上的采摘棒与另一采摘体上的采摘棒在采摘面内以30°~60°范围内的角度进行往复转动，对待采摘的荔枝形成交错剪切，直到采摘棒作用于待采摘荔枝上的作用力大于待采摘荔枝与果蒂处的结合力，进而将待采摘荔枝与果柄分离从采摘区域脱落掉入收集装置中，完成对荔枝的采摘。

27、以上设置，通过设置底盘，能够将整个旋转式采摘机和收集装置行驶至待采摘荔枝附近，通过在第一连杆与第二连杆之间设置第一驱动装置，便能够通过第一驱动装置带动第二连杆绕着第一连杆转动，初步调节第一连杆与第二连杆之间的角度，使得第二连杆带动第三连杆及第三连杆上的采摘装置靠近待采摘的荔枝；通过在第二连杆与第三连杆之间设置第二驱动装置，便能够通过第二驱动装置带动第三连杆绕着第二连杆转动，进而通过第三连杆带动采摘装置转动至待采摘荔枝的下方；通过设置采摘棒在竖直平面内形成的采摘面，同时通过采摘体带动采摘棒在采摘面内以30°~60°范围内的角度进行往复转动，这样在一采摘体带动采摘棒向上转动而另一采摘体带动采摘棒向下转动过程中，便能够在相对的采摘棒之间形成可容纳荔枝的开口，使得待采摘的荔枝进入采摘区域便能够卡入开口内，然后通过联动装置带动采摘棒往复转动，便能够对待采摘的荔枝形成交错剪切，使得采摘棒作用于待采摘荔枝上的作用力大于待采摘荔枝与果蒂处的结合力，进而将待采摘荔枝与果柄分离，而通过设置收集装置上连接杆的一端所在平面与连接杆所在平面呈30°~60°向外倾斜设置，该角度与采摘棒在采摘面内转动角度对应设置，从而使得剪切下来的荔枝能脱离采摘棒然后带入收集装置内，便于从采摘区域脱落的荔枝更好的掉入收集装置中，完成对成穗成串荔枝的采摘与收集，避免误采、漏采的问题。

28、进一步的，在步骤s5中，启动驱动电机一，通过驱动电机一带动齿条从滚槽的一端移动到滚槽的另一端，同时齿条带动从动齿轮相对应转动45°，使得一采摘体带动采摘棒向上转动45°，另一采摘体带动采摘棒向下转动45°，使待采摘的荔枝初步进入两个采摘体形成的采摘区域内，然后控制驱动电机一反向转动，进而带动齿条反向移动，对应地带动采摘棒反向转动45°，在带动采摘棒往复转动的过程中，同时控制第二驱动气缸带动第三连杆绕着第二连杆转动，调节第二连杆转动与第三连杆之间的角度，使得第三连杆带动采摘体中形成的采摘区域的提高相对应的高度，使得待采摘荔枝完全进入采摘区域内，通过采摘棒的往复转动对待采摘的荔枝形成交错剪切，使得采摘棒作用于待采摘荔枝上的作用力大于待采摘荔枝与果蒂处的结合力，进而将待采摘荔枝与果柄分离从采摘区域脱落掉入收集装置中，完成对荔枝的采摘。

29、以上设置，便能够通过齿条带动从动齿轮转动，进而带动两个采摘体同向往复转动，使得交错的采摘棒形成剪切作用于待采摘的荔枝。