一种火龙果自动采摘设备以及采摘方法

技术领域

本发明涉及水果采摘技术领域，具体是涉及一种火龙果自动采摘设备以及采摘方法。

背景技术

传统的火龙果采摘方式是工人一手提果篮，另一手拿火龙果采摘剪，采摘前先放下果篮，一手抓住果实，另一只手用力剪切，剪下后将果实弯腰轻放入果篮。虽然人工能独立完成火龙果采摘，但因火龙果茎上密布尖刺，极易刺伤工人，而且每采摘一个果实后都要弯腰一次将果实放入果篮中，因此仅靠人工采摘火龙果，费时费力，工作效率低下。

现有的水果采摘器仅适用于长果颈水果的采摘，例如在采摘苹果时将果颈剪断即可，但火龙果的果颈极短，果实直接长在枝干上的，在采摘的时候为了防止将果实弄破，一般是将枝干剪掉一点。

中国专利CN109757202A公开了一种咬合式火龙果采摘装置，包括夹持机构、感应机构、剪切机构和控制器；所述夹持机构包括两个夹持手爪、夹持机架和第一驱动机构，两个夹持手爪上均设有凹弧夹持面，两个夹持手爪的一端均以旋转的方式设置于夹持机架上且两个夹持手爪以凹弧夹持面相对的方式分布，所述第一驱动机构安装于所述夹持机架上且用于驱动两个夹持手爪进行相向或相背转动。

该采摘装置的宽度较大，在树干较多的场景中无法稳定的采摘火龙果。

发明内容

针对上述问题，提供一种火龙果自动采摘设备，通过将固定筒穿过火龙果后启动驱动组件，使得第一弧形采摘刀件和第二弧形采摘刀件能够截断火龙果的果颈，体积较小，便于操作，解决了现有的火龙果采摘装置在空间狭窄的环境中不便采摘的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种火龙果自动采摘设备，包括固定筒、设置在固定筒内的第一采摘刀件和第二采摘刀件，第一采摘刀件和第二采摘刀件用于将火龙果与果颈的连接处切断；

所述第一采摘刀件包括：

第一弧形刀架，所述第一弧形刀架的轴线与固定筒的轴线垂直且相交，其纵截面为圆弧形，所述第一弧形刀架一端可滑动地插入到固定筒上，所述第一弧形刀架的滑动方向为其纵截面的延伸方向；

第一刀片，设置在所述第一弧形刀架的另一端，所述第一刀片的纵截面为圆弧形，所述第一刀片的纵截面的圆弧形的轴线与第一弧形刀架的轴线共线，在第一刀片的远离第一弧形刀架的一端设置有V型开口，在V型开口的边缘设置有刀刃。

优选地，所述第二采摘刀件包括：

第二弧形刀架，其轴线与第一弧形刀架的轴线共线，并且第二弧形刀架与第一弧形刀架的形状和尺寸相同，第二弧形刀架与第一弧形刀架相对于第一对称平面对称设置，所述第一对称平面穿过固定筒的轴线；所述第二弧形刀架的一端可滑动地设置在插入到固定筒上，所述第二弧形刀架的滑动方向为其纵截面的延伸方向；

第二刀片，设置在所述第二弧形刀架的另一端，所述第二刀片的远离第二弧形刀架的一端设置有V型开口，在V型开口处设置有刀刃；第二刀片的纵截面也为圆弧形，所述第二刀片的纵截面的圆弧形的轴线与第二弧形刀架的轴线共线，所述第一刀片的圆弧形的直径和第二刀片的圆弧形的直径配置为当两者啮合时能够在固定筒的轴线方向上错开。

优选地，第一刀片通过第一固定柱固定在第一弧形刀架上，所述第一刀片相对第一弧形刀架能够沿着第一固定柱的轴线摆动，第一固定柱的轴线垂直且穿过第一弧形刀架的轴线；在第一刀片的沿第一弧形刀架的轴线方向的两侧分别设置有一第一拉簧，所述第一拉簧的一端连接在第一刀片上，另一端通过第一插销连接在第一弧形刀架上，并且所述第一拉簧始终处于被拉伸的状态；和/或，

第二刀片通过第二固定柱固定在第二弧形刀架上，所述第二刀片相对第二弧形刀架能够沿着第二固定柱的轴线摆动，所述第二固定柱的轴线垂直且穿过第二弧形刀架的轴线；在第二刀片的沿第二弧形刀架的轴线方向的两侧分别设置有一第二拉簧，所述第二拉簧的一端连接在第二刀片上，另一端通过第二插销连接在第二弧形刀架上，所述第二拉簧始终处于被拉伸的状态。

优选地，在所述第一弧形刀架的对应于每个第一插销的一侧设置有多个第一调节孔，每一侧的第一调节孔沿着第一弧形刀架的圆弧形的延伸方向等间距的布置；在所述第二弧形刀架的对应于每个第二插销的一侧设置有多个第二调节孔，每一侧的第二调节孔沿着第二弧形刀架的圆弧形的延伸方向等间距的布置。

优选地，还包括两驱动组件，两所述驱动组件分别用于驱动第一弧形刀架和第二弧形刀架滑动，每个所述驱动组件包括：

安置盒，设置在固定筒的外侧；

齿轮轴，可旋转地设置在安置盒内，所述齿轮轴的旋转轴线的方向平行于所述第一弧形刀架的轴线方向；

齿轮，设置在齿轮轴上；

齿条，设置在第一弧形刀架和第二弧形刀架上，所述齿轮与齿条啮合。

优选地，还包括设置在所述第一弧形刀架和第二弧形刀架内弧面且靠近第一刀片或者第二刀片的弹性压板，所述弹性压板能够相对对应的第一弧形刀架或第二弧形刀架摆动，弹簧压板的摆动轴线平行于第一弧形刀架的轴线，在每个弹性压板的背离第一刀片或者第二刀片的一侧设置有弹簧，弹簧的一端连接在对应的弹性压板上，另一端连接在对应的第一弧形刀架或第二弧形刀架上，在弹性压板未受外力时所述弹簧处于自然伸长的状态，此时弹性压板的远离第一弧形刀架或第二弧形刀架的一侧朝下延伸。

优选地，在固定筒的上端同轴设置有定位筒，所述定位筒的上端的高度等于或者略高于两刀片啮合时位于上方的刀片的顶部的高度。

本发明还提供了一种火龙果自动采摘方法，采用上述火龙果自动采摘设备，具体包括如下步骤：

步骤一、将第一刀片和第二刀片打开；

步骤二、移动火龙果自动采摘设备，将定位筒套在待采摘的火龙果并且将定位筒远离固定筒的一端抵靠在果颈上；

步骤三、将第一刀片和第二刀片相向移动到预定位置，将火龙果切下。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明能够实现自动地采摘火龙果，并且结构小，操作简单。

附图说明

图1是一种火龙果自动采摘设备的立体图。

图2是一种火龙果自动采摘设备的立体剖视图。

图3是一种火龙果自动采摘设备中第一弧形采摘刀件和第二弧形采摘刀件在分开时的立体示意图。

图4是一种火龙果自动采摘设备中第一弧形采摘刀件和第二弧形采摘刀件在踩着时的立体示意图。

图5是图3的A处局部放大图。

图6是图3的B处局部放大图。

图7是一种火龙果自动采摘设备中第一刀片和第二刀片在相对靠拢时的俯视图。

图8是一种火龙果自动采摘设备中第一刀片和第二刀片在偏转时的俯视图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1和图2所示，一种火龙果自动采摘设备，包括固定筒1、设置在固定筒1内的第一采摘刀件2和第二采摘刀件3，第一采摘刀件2和第二采摘刀件3用于将火龙果与果颈的连接处切断，进而实现火龙果的采摘。

所述第一采摘刀件2包括第一弧形刀架21和第一刀片22，所述第一弧形刀架21的轴线与固定筒1的轴线垂直且相交，其纵截面为圆弧形，所述第一弧形刀架21一端可滑动地插入到固定筒1上，所述第一弧形刀架21的滑动方向为其纵截面的延伸方向。所述第一弧形刀架21的另一端设置有所述第一刀片22，所述第一刀片22的纵截面也为圆弧形，所述第一刀片22的纵截面的圆弧形的轴线与第一弧形刀架21的轴线共线，在第一刀片22的远离第一弧形刀架21的一端设置有V型开口，在V型开口的边缘设置有刀刃。

所述第二采摘刀件3包括第二弧形刀架31和第二刀片32，第二弧形刀架31的轴线与第一弧形刀架21的轴线共线，并且第二弧形刀架31与第一弧形刀架21的形状和尺寸相同，第二弧形刀架31与第一弧形刀架21相对于第一对称平面对称设置，所述第一对称平面穿过固定筒1的轴线。同样地，所述第二弧形刀架31的一端可滑动地设置在插入到固定筒1上，所述第二弧形刀架31的滑动方向为其纵截面的延伸方向。所述第二刀片32设置在所述第二弧形刀架31的另一端，所述第二刀片32的远离第二弧形刀架31的一端设置有V型开口，在V型开口处设置有刀刃。并且第二刀片32的纵截面也为圆弧形，所述第二刀片32的纵截面的圆弧形的轴线与第二弧形刀架31的轴线共线。为了能够使第一刀片22和第二刀片32能够顺利切割，所述第一刀片22的圆弧形的直径和第二刀片32的圆弧形的直径配置为当两者相向移动时能够在固定筒1的轴线方向上错开。

第一刀片22通过第一固定柱221固定在第一弧形刀架21上，所述第一刀片22相对第一弧形刀架21能够沿着第一固定柱221的轴线摆动，第一固定柱221的轴线垂直且穿过第一弧形刀架21的轴线。在第一刀片22的沿第一弧形刀架21的轴线方向的两侧分别设置有一第一拉簧23，所述第一拉簧23的一端连接在第一刀片22上，另一端通过第一插销24连接在第一弧形刀架21上，并且所述第一拉簧23始终处于被拉伸的状态。

第二刀片32通过第二固定柱321固定在第二弧形刀架31上，所述第二刀片32相对第二弧形刀架31能够沿着第二固定柱321的轴线摆动，所述第二固定柱321的轴线垂直且穿过第二弧形刀架31的轴线。在第二刀片32的沿第二弧形刀架31的轴线方向的两侧分别设置有一第二拉簧33，所述第二拉簧33的一端连接在第二刀片32上，另一端通过第二插销34连接在第二弧形刀架31上，所述第二拉簧33始终处于被拉伸的状态。

通过将第一刀片22和第二刀片32设置成能够在一定范围内摆动，这样当第一刀片22和第二刀片32的V型开口没有与火龙果与果颈的连接处对齐时或者时顶到较硬的东西，通过摆动能够起到一定的缓冲作用。

进一步，在所述第一弧形刀架21的对应于每个第一插销24的一侧设置有多个第一调节孔211，每一侧的第一调节孔211沿着第一弧形刀架21的圆弧形的延伸方向等间距的布置。在所述第二弧形刀架31的对应于每个第二插销34的一侧设置有多个第二调节孔311，每一侧的第二调节孔311沿着第二弧形刀架31的圆弧形的延伸方向等间距的布置。通过改变第一插销24插入的第一调节孔211以及第二插销34插入的第二调节孔311能够改变第一拉簧23或第二拉簧33的拉力，进而改变第一刀片22或第二刀片32摆动时所需的作用力。

所述设备还包括两驱动组件4，两所述驱动组件4分别用于驱动第一弧形刀架21和第二弧形刀架22滑动。

每个所述驱动组件4包括设置在固定筒1的外侧的安置盒12、可旋转地设置在安置盒12内的齿轮轴41、设置在齿轮轴41上的齿轮42以及设置在第一弧形刀架21或第二弧形刀架31上的齿条，所述齿轮42与齿条啮合，当齿轮42旋转时，能够带动第一弧形刀架21或第二弧形刀架31移动，进而实现两刀片的相对移动，最终实现对火龙果的采摘。

所述驱动组件还包括设置在安置盒12内的电机43，所述电机43的输出轴与齿轮轴41传动连接，通过控制电机43的旋转即可实现对火龙果的采摘。

所述设备还包括设置在所述第一弧形刀架21和第二弧形刀架31内弧面且靠近第一刀片22或者第二刀片32的弹性压板51，所述弹性压板51能够相对第一弧形刀架21或第二弧形刀架31摆动，弹簧压板51的摆动轴线平行于第一弧形刀架21的轴线，在每个弹性压板51的背离第一刀片21或者第二刀片31的一侧设置有弹簧52，弹簧52的一端连接在对应的弹性压板51上，另一端连接在对应的第一弧形刀架21或第二弧形刀架31上，在弹性压板51未受外力时所述弹簧52处于自然伸长的状态，此时弹性压板51的远离第一弧形刀架21或第二弧形刀架31的一侧朝下延伸，这样当火龙果从上方下来时，弹性压板51不会对火龙果产生阻挡，当火龙果向下移动到一定距离时，火龙果会推抵弹性压板51挤压弹簧52，弹簧52反过来会推抵弹性压板51，弹性压板51推抵火龙果，两侧的弹性压板51同时推抵火龙果，能够使火龙果尽可能地位于固定筒1的中间位置。

进一步，在固定筒1的上端同轴设置有定位筒14，所述定位筒14的上端的高度不低于第一弧形刀架21和第二弧形刀架31在完全打开状态下第一刀片22和第二刀片32上端的高度，当需要采摘火龙果时，通过操作杆等先将火龙果放入到定位筒14内，然后两刀架和两刀片伸出，在伸出的过程中，弹性压板51推抵火龙果，最终两刀片将火龙果从果颈切断。优选地，所述定位筒14的上端的高度等于或者略高于两刀片啮合时位于上方的刀片的顶部的高度，这样只需要将定位筒14的上端抵靠在果颈上，当两刀片啮合时，刚好对应于火龙果与果颈的连接处。若没有定位筒14，在采摘时，很难实现将火龙果与果颈的连接处刚好对应两刀片的啮合处。

进一步，在所述定位筒14和固定筒1上设置有多个观察槽13，便于观察。

进一步，在固定筒1的下端设置有引导管15或者盛放袋，用于将采摘后的火龙果引导到指定的位置处，或者掉落到盛放袋中。

在实际应用中，可以在固定筒1上设置操作杆，操作人员通过操作杆将采摘设备移动到需要采摘的位置处，在操作杆上设置相应的控制按钮，通过操作控制按钮即可实现采摘。同时也可以将该采摘设备设置在移动机器人上，与机器人一起构成全自动采摘设备，通过自动地获取火龙果的位置，机器人自动地将采摘设备移动到相应的位置处进行采摘。当然该采摘设备也可以用于其它的水果的采摘，例如苹果、梨等。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。