一种结球甘蓝采摘执行器

1.本发明属于农业机械，尤其涉及一种结球甘蓝采摘执行器。


背景技术：

2.结球甘蓝，是十字花科、芸苔属的植物，卷心菜、洋白菜、高丽菜、椰菜等都属于结球甘蓝。
3.目前，收获结球甘蓝时，都是采用整体收割的方式，结球甘蓝收割机在前进过程中，通过前端的收割机构，批量的对结球甘蓝进行收割，但是，结球甘蓝成熟周期难以非常精确的控制，同一片结球甘蓝种植地中，当大部分结球甘蓝成熟可采摘时，仍然会有约20％-30％的结球甘蓝未成熟，批量的收割，会导致未成熟的结球甘蓝被采摘。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种结球甘蓝采摘执行器，以实现结球甘蓝的逐个采摘。
5.本发明技术方案如下：
6.一种结球甘蓝采摘执行器，包括：
7.执行器基座，包括底部敞开的容纳筒及连接在容纳筒底端的中空端板，所述容纳筒用于从底部敞开区域置入待采摘的结球甘蓝；
8.至少三片刀片，各所述刀片沿所述执行器基座的周向方向均布，且各所述刀片平铺在同一平面，每块所述刀片与所述中空端板之间均设置有导向结构；
9.回转组件，可回转的设置在所述执行器基座上，所述回转组件与所述刀片之间设置有传动结构，所述传动结构用于将所述回转组件的回转动力转换为所述刀片沿所述导向结构移动的移动动力；及
10.驱动机构，其用于提供所述回转组件回转的动力；
11.其中，所述回转组件的回转方向包括第一回转方向和与所述第一回转方向相反的第二回转方向，所述刀片的移动方向包括第一移动方向和第二移动方向，当所述回转组件沿所述第一回转方向回转时，各所述刀片沿所述第一移动方向移动聚拢，当所述回转组件沿所述第二回转方向回转时，各所述刀片沿所述第二移动方向移动退开。
12.可选的，所述导向结构包括设置在所述刀片上的滑块和设置在所述中空端板上的导向滑槽；或所述导向结构包括设置在所述刀片上的导向滑槽和设置在所述中空端板上的滑块；
13.其中，所述滑块配合设置在所述导向滑槽内。
14.可选的，所述传动结构包括设置在所述刀片上的传动销和设置在所述回转组件上的u型槽；或所述传动结构包括设置在所述刀片上的u型槽和设置在所述回转组件上的传动销；
15.其中，所述传动销配合设置于所述u型槽内，且所述u型槽的延伸线与所述回转组
件的回转中心轴线相交。
16.可选的，所述刀片的外轮廓包括刃口边和背边，所述刃口边与所述背边形成夹角；
17.其中，任一刀片的刃口边与相邻刀片的背边始终相贴靠或相接触，使各所述刀片的刃口围成封闭切割区域。
18.可选的，所述刃口边与所述背边的交汇处为所述刀片的刀尖，各所述刀尖向内聚拢的极限行程位置与所述执行器基座的回转中心轴线重合。
19.可选的，所述回转组件包括中空的上回转板，所述上回转板同心配合的套置于所述容纳筒外，且挂在所述中空端板的上方，所述驱动机构设置于所述容纳筒与所述上回转板之间。
20.可选的，所述回转组件还包括与所述上回转板同心设置的下回转板，所述上回转板与所述下回转板固定连接，且所述下回转板位于所述中空端板的下方，所述下回转板设置有与所述敞开区域对应的中空区域，其中，所述刀片位于所述中空端板与其中一块回转板之间。
21.可选的，所述导向结构包括设置在所述刀片上的滑块和设置在所述中空端板上的导向滑槽，所述滑块配合设置在所述导向滑槽内；所述刀片具有朝向所述中空端板的第一表面和背对所述中空端板的第二表面，所述滑块设置在所述第一表面上，所述传动销设置在所述第二表面上。
22.可选的，所述上回转板和所述下回转板之间通过连接部连接，所述连接部沿所述下回转板的周向均布，沿周向相邻两连接部之间形成有用于避让所述刀片的避让空间；且所述刀片上也设置有用于避开所述连接部的圆弧轮廓，所述圆弧轮廓连接在所述刃口边与所述背边之间。
23.可选的，所述驱动机构包括：
24.电机，安装在所述容纳筒的外壁上；
25.主动齿轮，与所述电机连接；及
26.从动齿条或从动齿圈，设置在所述回转组件上，并与所述主动齿轮啮合。
27.本发明的结球甘蓝采摘执行器，能够实现结球甘蓝的按个选择性摘，模拟人工采摘过程，有利于避免一次性采收过程中未成熟的结球甘蓝被采摘，有利于减少浪费。
附图说明
28.图1显示为本发明的结球甘蓝采摘执行器的结构示意图(各刀具向外退开)；
29.图2显示为本发明的结球甘蓝采摘执行器的结构示意图(各刀具向内聚拢)；
30.图3为图1中执行器基座的结构示意图；
31.图4为图1中回转组件的结构示意图；
32.图5为图1的执行器中回转组件、刀具及中空端板的在一状态下的装配示意图；
33.图6为图5的爆炸视图；
34.图7显示为图1中刀片在一视角下的结构示意图；
35.图8显示为图1的刀片在另一视角下的结构示意图。
36.执行器基座100、容纳筒110、中空端板120、镂空区域110a、导向滑槽121；
37.刀片200、传动销210、滑块220、刃口边201、背边202、圆弧轮廓203、第一表面200a、
第二表面200b；
38.回转组件300、上回转板310、下回转板320、u型槽301、连接部321、避让空间300a；
39.驱动机构400、电机410、主动齿轮420、从动齿条430。
具体实施方式
40.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
41.应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，自始至终相同附图标记表示相同的组件。
42.结合参见图1至图8，本发明的结球甘蓝采摘执行器，包括执行器基座100、至少三片刀片200、回转组件300及驱动机构400，该执行器基座100包括底部敞开的容纳筒110及连接在容纳筒110底端的中空端板120，容纳筒110用于从底部敞开区域置入待采摘的结球甘蓝；各刀片200沿执行器基座100的周向方向均布，各刀片200具有朝向该底部敞开区域的刃口，且各刀片200平铺在同一平面，每块刀片200与中空端板120之间均设置有导向结构；回转组件300可回转的设置在执行器基座100上，回转组件300与刀片200之间设置有传动结构，该传动结构用于将回转组件300的回转动力转换为刀片200沿导向结构移动的移动动力；驱动机构400用于提供回转组件300回转的动力。
43.其中，当回转组件300沿第一回转方向回转时，各刀片200沿第一移动方向移动聚拢对结球甘蓝切根，并将容纳筒110内的结球甘蓝挡在容纳筒110内；当回转组件300沿第二回转方向回转时，各刀片200沿第二移动方向移动退开。
44.需要说明的是，此处的第一回转方向和与第二回转方向均属于第一回转组件300的回转方向，第一移动方向和第二移动方向属于刀片200的移动方向。第一回转方向和第二回转方向是相反的：如果第一回转方向表示逆时针方向，则第二回转方向就表示顺时针方向；如果第一回转方向表示顺时针方向，则第二回转方向标识逆时针的方向。第一移动方向和第二移动方向是相反的，第一移动方向和第二移动方向与导向结构的导向方向相匹配。
45.在进行结球甘蓝采摘时，先控制甘蓝采摘执行器移动至待采摘的结球甘蓝的上方，并控制执行器下行，使得待采摘的结球甘蓝能够从容纳筒110底部敞开的区域被罩在容纳筒110内，且刀片200的高度位置与根茎部位对应，此时，参见图1，设有六块刀片，各刀片200均保持在向外退开的状态；然后，控制驱动机构400，使回转组件300在驱动机构400的作用下逆时针转动(俯视视角下)，参见图2，回转组件300会带动刀片200向内移动靠拢，各刀片200从结球甘蓝根部进行切割，且刀片200将容纳筒内的结球甘蓝挡在容纳筒110，相当于实现了对已切根结球甘蓝的夹持；切割完成后，各刀片200能够对容纳筒110内的结球甘蓝起到支撑作用，移动整个执行器，就能将已收割的甘蓝移动至任意目标位置，利用驱动机构400控制回转组件300顺时针转动(俯视视角下)，就能使得刀片200反向移动，也就是向外退开，使已收割的甘蓝能够在落在目标位置；再次移动执行器进行下一个结球甘蓝的采摘。当然，在某些情况下，也可能是回转组件300顺时针转动时，各刀片200向内靠拢，逆时针转动
时，各刀片200向外退开。
46.本发明的结球甘蓝采摘装置，不仅能够实现对结球甘蓝的按个选择性采摘，模拟人工采摘过程，有利于避免一次性采收过程中未成熟的结球甘蓝被采摘，也就有利于减少浪费；还能够降低对结球甘蓝的结球表面的损伤，这是由于传统结球甘蓝收获时结球被夹持或推挤，结球表面容易受到损伤，本发明中，利用刀片将结球甘蓝挡在容纳筒内，相当于实现了夹持，但整个夹持过程中对结球甘蓝表面的作用力小，有利于降低损伤。
47.在实际实施过程中，可以将结球甘蓝采摘执行器连接在机械臂的一端，将机械臂安装在收割车上，通过控制机械臂使得执行器能够移动至任意位置，譬如，该机械臂可以采用型号为aubo-110的机械臂。
48.还需要说明的是，各刀片200靠拢到极限位置时，根据刀具的设置方式的不同，既可以是结球甘蓝的根茎部分被完全割断，也可以结球甘蓝的根茎仅被割断一部分，剩余未被割断的部分可以在刀片200随执行器上行过程中被拔断。
49.在一些实施例中，参见图6，该导向结构包括设置在刀片200上的滑块220和设置在中空端板120上的导向滑槽121，所述滑块220配合设置在导向滑槽121内。在另一些实施例中，或导向结构包括设置在刀片200上的导向滑槽和设置在所述中空端板120上的滑块，滑块仍然配合设置在导向滑槽内，也能够实现刀片移动过程中的导向。
50.在一些实施例中，参见图6，传动结构包括设置在刀片200上的传动销210和设置在回转组件300上的u型槽，传动销210配合设置于u型槽301内，且u型槽301的延伸线与回转组件300的回转中心轴线相交。在实际实施过程中，还可以将u型槽设置在刀片200上，传动销设置在回转组件300上。
51.在一些实施例中，结合参见图5至图8，刀片200的外轮廓包括刃口边201和背边202，刃口边201与背边202形成夹角；其中，任一刀片200的刃口边201与相邻刀片200的背边202始终相贴靠或相接触，使各刀片200的刃口围成封闭切割区域q。
52.这种结构，使得各刀片200在回转组件300带动下沿导向方向移动的过程中，各刀片200始终能够围成封闭切割区域，在切割过程中，保证结球甘蓝的根茎周向各处被均匀的切割，有利于避免切割过程中发生卡滞的现象。
53.在一些实施例中，结合参见图2、图7、图8，刃口边201与背边202的交汇处为刀片200的刀尖d，各刀尖d向内聚拢的极限行程位置与执行器基座100的回转中心轴线重合。这也就使得各刀片200的刀尖d与回转中心轴线重合时，各刀片200之间的封闭区域消失，能够完全切断结球甘蓝的根茎。这种方式相比半切断的方式，无需再在后续拉拔就切断了根茎，刀片200无需承载悬臂的拉拔力，更有利于提高刀片200寿命。
54.在一些实施例中，结合参见图1至图6，回转组件300包括中空的上回转板310，上回转板310同心配合的套置于容纳筒110外，且挂在中空端板120的上方，驱动机构400设置于容纳筒110与上回转板310之间。这种方式无需额外设置其他零件，利用该中空端板120就能支撑回转组件300，结构紧凑，有利于降低成本。
55.在一些实施例中，结合参见图1、图4至图6，回转组件300还包括与上回转板310同心设置的下回转板320，上回转板310与下回转板320固定连接，且下回转板320位于中空端板120的下方，下回转板320设置有与敞开区域对应的中空区域，刀片200位于中空端板120与其中一块回转板之间。此种结构的回转组件300，通过上回转板310和下回转板320组合的
方式，将中空端板120至于两块回转板之间，能够可靠的定位整个回转组件300。
56.图5、图6中，刀片200位于中空端板120与下回转板320之间，相当于上回转板310、中空端板120、刀片200和下回转板320由上至下层叠分布，当然，在实际实施过程中，也可以将刀片200设置于中空端板120与上回转板310之间。
57.在一些实施例中，参见图7、图8，刀片200具有朝向中空端板120的第一表面200a和背对中空端板120的第二表面200b，滑块220设置在第一表面200a上，传动销210设置在第二表面200b上。也就意味着导向槽设置在中空端板120上，u型槽301设置在回转组件300上，图中u型槽301具体设置于下回转板320上。这种方式中，相当于利用刀片自身的厚度将导向结构和传动结构分布在不同表面，使得导向结构和传动结构之间互不干扰。
58.在一些实施例中，参见图4，上回转板310和下回转板320之间通过连接部321连接，连接部321沿下回转板320的周向均布，沿周向相邻两连接部之间形成有用于避让刀片200的避让空间321；参见图7，且刀片200上也设置有用于避开连接部的圆弧轮廓203，圆弧轮廓203连接在刃口边201与背边202之间，当所述刀片的行程位置为向外退开的极限位置时，所述圆弧轮廓203的部分轮廓伸出从避让空间203向外伸出回转组件300。这种避让空间，能够避让刀具，也便于观察刀具的动作过程，有利于在刀具动作异常时及时发现异常；该刀具的圆弧轮廓使得刀具上穿出避让空间的的局部部位在碰到结球甘蓝外围的叶片时能够快速离开叶片，降低叶片撞击刀具的冲击，确保收割的可靠性。另外，刀具的局部部分伸出避让空间203有利于使得整个回转组件保持较小的尺寸，减少收割过程中执行器与外部叶片的干涉。图4中，该连接部321一体成型于下回转板320上，连接部321与上回转板310之间通过螺栓等紧固件连接。
59.在一些实施例中，参见图1、图2，该驱动机构400包括电机410、主动齿轮420和从动齿条430，该电机410安装在容纳筒110的外壁上，该主动齿轮420与电机410连接，该从动齿条430设置在回转组件300上，且该从动齿条430与该主动齿轮420啮合。在实际实施过程中，也可以利用从动齿圈替换该从动齿条430。
60.图1、图2中，该从动齿条430设置在回转组件300的上回转板310上。
61.在一些实施例中，参见图3，容纳筒110外壁具有镂空区域110a，便于观察采摘情况。在实际实施过程中，该容纳筒110的外壁也可以不镂空。
62.在本发明描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
63.本发明的描述中，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、组件、部件和/或组的存在或添加。
64.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。