一种高效的自动化采摘装置

1.本发明涉及自动化采摘技术领域，具体涉及一种高效的自动化采摘装置。


背景技术：

2.从茶树新梢上采摘芽叶，制成各种成品茶，这是茶树栽培的最终目的。鲜叶采摘在某种程度上决定着茶叶产量和成品茶的品质。 茶树分枝性强，在自然条件下，一年可发新梢2～3轮，在采摘的条件下，一般一年可发新梢4～8轮，个别地区可达12轮。新茶树种植后，3年即达到成熟期，可以采摘茶叶。合理采茶是实现茶叶高产优质的重要措施。茶叶采摘方法有手工采和机采两种。目前常用的机械采茶装置采用往复式割刀采茶，在往复式割刀的后方设置收集袋，通过负压吸附或者鼓风的方式将切割下来的茶叶收集到收集袋内，这种机械采茶的方式存在的问题是：很多老叶和杂质都掺杂在茶叶里，导致采摘的茶叶品质差，价格低。


技术实现要素：

3.本发明意在提供一种高效的自动化采摘装置，以对采摘的茶叶实现初筛，提高茶叶的整体品质。
4.一种高效的自动化采摘装置，包括采摘组件和负压收集组件，所述采摘组件包括前端敞口的框架，在所述框架内设有用于切割茶叶的刃部伸出所述框架的往复式割刀，还包括设于框架侧向的壳体，在所述壳体内设有电机和与电机输出轴连接的第一传动组件，所述第一传动组件与往复式割刀传动连接，所述框架的后端连接有与框架朝向一致的水平的第一方管，第一方管内沿第一方管的上、下壁设有倾斜的振动筛，所述壳体延伸至第一方管侧向，在壳体内设有与电机输出轴连接的第二传动组件，所述振动筛与所述第二传动组件传动连接。
5.本发明的有益效果在于：1、通过设置在壳体内的第二传动组件，带动振动筛振动筛分，可以将往复式割刀切割下来的茶叶在经过第一方管输送时，对茶叶进行初筛，品质好的较小的茶叶可以通过振动筛收集，而较大的老叶无法通过振动筛，从而提高采摘茶叶的品质，本发明可兼顾茶叶采摘的效率和品质；2、本发明设置的振动筛，无需额外设置动力带动，此种设计节约能源，结构巧妙。
6.本发明优选的实施方式在于：还包括与第一方管垂直的水平的第二方管，以及与第二方管连接并竖直设置的第三方管，所述负压收集组件包括收集箱和真空泵，所述第三方管与收集箱顶部连通，真空泵与收集箱连接。
7.有益效果：茶叶收集通道由第一方管、第二方管和第三方管构成，经由第三方管的茶叶将在负压吸附作用下收集进收集箱内，几种方管的这种空间错位的设计方式，不会对本采摘装置的行走和采摘形成阻碍。
8.本发明优选的实施方式在于：所述第一传动组件包括固定于电机输出轴的第一齿轮，所述第一齿轮偏心铰接一曲柄的一端，曲柄的另一端与一滑块铰接，在所述框架内设有
前后贯通的导向座，所述滑块设置在导向座内，所述往复式割刀与所述滑块固定。
9.有益效果：第一传动组件设计成曲柄滑块的传动方式，以简单紧凑的结构实现往复式割刀的传动。
10.本发明优选的实施方式在于：还包括设置在壳体内的第三传动组件，所述第三传动组件包括与第一齿轮啮合的位于第一齿轮上方的第二齿轮，与第二齿轮同轴的第三锥齿轮，与第三锥齿轮啮合的竖向设置的第四锥齿轮，第四锥齿轮的传动轴穿过外壳和框架伸入到框架内部，在位于框架内的传动轴的径向设有多个拨杆，所述拨杆位于往复式割刀的上方。
11.有益效果：通过设置第三传动组件，可以带动多个拨杆转动，从而在采茶时，通过拨杆先将待采摘茶叶拨至靠近框架和往复式割刀处，更利于往复式割刀的切断，采茶效率更高。
12.本发明优选的实施方式在于：所述第一方管包括一段波纹软管，所述波纹软管的位置位于振动筛的后端。
13.有益效果：通过在第一方管上设置一段波纹软管，使得第一方管可以跟随机械臂伸长，波纹软管的位置位于振动筛的后端，当波纹软管伸长时，振动筛、第二传动组件和电机输出轴之间的相对位置不变，不会对振动筛的传动造成影响。
14.本发明优选的实施方式在于：还包括移动组件，所述移动组件包括旋转气缸，旋转气缸的输出轴竖直设置，在旋转气缸的输出轴上安装有第一安装座，第一安装座上部安装有竖直设置的第一伸缩气缸，第一伸缩气缸的活塞杆端部设有第二安装座，在第二安装座上设有水平的第二伸缩气缸，第二伸缩气缸的活塞杆端部设有与其垂直的水平的第一连接杆，第一连接杆的端部设有与其垂直的竖直的第二连接杆，第二连接杆的端部与所述框架的顶部固定。
15.有益效果：通过旋转气缸，可以实现整个采摘组件的转动，通过第一伸缩气缸，可以实现采摘组件的上升和下降，通过第二伸缩气缸的设置，可以实现采摘组件的伸长或缩短，以此可以在多自由度上实现采摘位置的调整，适用不同的采摘情况。
16.本发明优选的实施方式在于：在所述第一伸缩气缸和第二伸缩气缸的侧向均设有导向轴和滑动配合于导向轴上的直线轴承。
17.有益效果：通过设置导向轴和直线轴承，对第一伸缩气缸和第二伸缩气缸分别起到加强和导向的作用。
18.本发明优选的实施方式在于：所述第二传动组件包括与电机输出轴固定的第一锥齿轮以及与第一锥齿轮啮合的沿竖平面设置的第二锥齿轮，与第二锥齿轮同轴的从动轮，所述从动轮偏心铰接一传动杆的一端，传动杆的另一端与振动筛的侧板铰接，振动筛的底部与第一方管的下壁铰接，振动筛的顶部偏心铰接在一转轮上，所述转轮安装在第一方管的上壁上。
19.有益效果：通过第一锥齿轮和第二锥齿轮的配合，在竖向实现转向，从动轮和传动杆采用曲柄连杆的连接方式，从而实现带动振动筛作往复式振动，振动筛的底部与第一方管的下壁铰接，以及振动筛的顶部偏心铰接在转轮上的设计，使得振动筛可以往复式振动。
附图说明
20.图1为本发明一种高效的自动化采摘装置实施例的示意图；图2为本发明高效的自动化采摘装置实施例中采摘组件的结构示意图；图3为本发明高效的自动化采摘装置实施例中往复式割刀的传动结构示意图；图4为本发明高效的自动化采摘装置实施例中拨杆的结构示意图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，下述所描述的优选实施例仅用于对本发明进行解释说明，并不会对本发明的保护范围起到限定作用。
22.本技术的说明书、权利要求书、实施例中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述特定的顺序或者先后次序。
23.下面通过优选的具体实施方式对本发明进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：采摘组件1、框架101、电机安装板102、电机103、第一锥齿轮104、从动轮105、输出轴106、第一齿轮107、曲柄108、导向座109、往复式割刀110、第二齿轮111、第三锥齿轮112、第四锥齿轮113、传动轴114、第二锥齿轮115、拨杆116、滑块117117；移动组件2、旋转气缸201、第一伸缩气缸202、第一导向轴203、第一直线轴承204、第二安装座205、第二伸缩气缸206、第三安装座207、第二导向轴208、第二直线轴承209、第四安装座210、第一连接杆211、第二连接杆212，第一安装座213；负压收集组件3、第一方管301、第三方管302、收集箱303、波纹软管304、振动筛305、转轮306、顶杆307、挡板308；车身4、底盘401、行走轮402。
24.如附图1所示：本实施例高效的自动化采摘装置，包括采摘组件1、负压收集组件3和移动组件2。
25.所述采摘组件1包括前端敞口的框架101，在所述框架101内设有用于切割茶叶的刃部伸出所述框架101的往复式割刀110，本实施例中所述往复式割刀110采用锯片形式，所述往复式割刀110与第一传动组件传动连接。在框架101侧向设有一壳体，用于安装动力和各传动组件。具体是：如附图1、附图2和附图3所示，在所述壳体内设有电机103和与电机103输出轴106连接的第一传动组件，所述第一传动组件包括固定于电机103输出轴106的第一齿轮107，所述第一齿轮107偏心铰接一曲柄108的一端，在所述框架101和壳体相互靠近的侧壁上均开有过孔，所述曲柄108穿过所述过孔，曲柄108的另一端与一滑块117铰接，在所述框架101内设有前后贯通的导向座109，所述滑块117设置在导向座109内，所述往复式割刀110与所述滑块117固定，往复式割刀110的刃部伸出所述滑块117。
26.还包括设置在壳体内的第三传动组件，所述第三传动组件包括与第一齿轮107啮合的位于第一齿轮107上方的第二齿轮111，与第二齿轮111同轴的第三锥齿轮112，与第三锥齿轮112啮合的竖向设置的第四锥齿轮113，如附图2、附图4所示，第四锥齿轮113的传动轴114穿过外壳和框架101伸入到框架101内部，在位于框架101内的轴的径向设有多个拨杆116，本实施例所述拨杆116数量为三个，所述拨杆116位于往复式割刀110的上方。
27.本实施例的自动化采摘装置还包括水平的第一方管301，第一方管301与所述框架
101的后端连接且二者朝向一致，与第一方管301垂直的水平的第二方管，以及与第二方管连接并竖直设置的第三方管302，所述负压收集组件3包括收集箱303和真空泵，所述第三方管302与收集箱303顶部连通，真空泵与收集箱303连接，本实施例还包括车身4，所述车身4包括底盘401，所述收集箱303安装在底盘401上部。
28.在本实施例中，第一方管301内沿第一方管301的上、下壁设有倾斜的振动筛305，其中，所述第一方管301包括一段波纹软管304，所述波纹软管304的位置位于振动筛305的后端。
29.所述壳体延伸至第一方管301侧向，在壳体内设有与电机103输出轴106连接的第二传动组件，所述振动筛305与所述第二传动组件传动连接，具体是：如附图1所示，所述第二传动组件包括与电机103输出轴106固定的第一锥齿轮104以及与第一锥齿轮104啮合的沿竖平面设置的第二锥齿轮115，与第二锥齿轮115同轴的从动轮105，所述从动轮105偏心铰接一传动杆的一端，传动杆的另一端与振动筛305的侧板铰接，其中，传动杆采用曲柄108连杆的形式，振动筛305的底部与第一方管301的下壁铰接，振动筛305的顶部偏心铰接在一转轮306上，所述转轮306转动连接在第一方管301的上壁上。
30.本实施例中，为了防止经由振动筛305筛出的较大的老叶和大叶堆积在振动筛305表面或底部，而影响筛分效果，在第一方管301的下壁位于振动筛305底端侧向开有长条形的除杂口，在除杂口处设有可自动关闭的挡板308，所述挡板308可设计成一侧与除杂口的侧壁通过扭簧连接的方式，在扭簧作用力下实现自动关闭的形式，也可以是在挡板308内侧设有金属条，而在除杂口侧壁设有磁铁，用以吸附金属条而迫使挡板308自动关闭，本实施例优选第二种设计方式，本实施例中，在传动杆上固定有一朝下的顶杆307，顶杆307的下端具有圆弧曲面，在传动杆从高位逐渐向低位运动时，顶杆307下端可与所述挡板308上表面相抵并迫使所述挡板308打开，而在传动杆从低位向高位运动时，顶杆307下端逐渐与所述挡板308脱开，所述挡板308在磁铁吸附作用下，自动复位关闭。本发明在无需额外设置动力的情况下，可实现挡板308的自动开启除杂，以及自动复位。本发明，由于在挡板308未开启时，茶叶和老叶一起在真空吸附作用下，向振动筛305传送，到达振动筛305后，在振动筛305的振动筛305分作用下，较小的茶叶通过振动筛305，进而从第二方管、第三方管302进入到收集箱303内，而无法通过振动筛305的老叶逐渐堆积到振动筛305底部，即除杂口位置处，当顶杆307下端抵住挡板308迫使挡板308打开除杂口时，堆积的老叶即可从除杂口掉落，实现自动除杂，由于在除杂口处堆积有老叶，因此继续因负压吸附向振动筛305输送的茶叶和老叶在除杂口打开时不会从除杂口掉落，从而不会使采摘的符合要求的茶叶从除杂口掉落，而影响采茶量。
31.如附图1所示，本实施例中，所述移动组件2包括旋转气缸201，所述旋转气缸201安装在底盘401上部并位于收集箱303的侧向，在所述底盘401的下部前后位置均安装有行走轮402。旋转气缸201的输出轴106竖直设置，在旋转气缸201的输出轴106上安装有第一安装座213，第一安装座213上部安装有竖直设置的第一伸缩气缸202，第一伸缩气缸202的活塞杆端部设有第二安装座205，其中，在所述第一伸缩气缸202的侧向设有导向轴和滑动配合于导向轴上的直线轴承，具体是：在第一安装座213和第二安装座205之间设有第一导向轴203，在第一导向轴203上安装有第一直线轴承204，第一直线轴承204的端部与第二安装座205固定；在第二安装座205上设有水平的第二伸缩气缸206，在所述第二伸缩气缸206的侧
向设有导向轴和滑动配合于导向轴上的直线轴承，具体是：在第二伸缩气缸206的缸体侧向设有第三安装座207，在所述第二伸缩气缸206的活塞杆上固定有第四安装座210，在第三安装座207和第四安装座210之间设有第二导向轴208，在第二导向轴208上设有第二直线轴承209，第二直线轴承209的端部与第四安装座210固定；第二伸缩气缸206的活塞杆端部设有与其垂直的水平的第一连接杆211，第一连接杆211的端部设有与其垂直的竖直的第二连接杆212，第二连接杆212的端部与所述框架101的顶部固定。
32.以上结合附图详细阐述了本技术的优选实施方式，优选实施方式中典型的公知结构及公知性常识技术在此未作过多描述，所属领域普通技术人员可以在本实施方式给出的启示下，结合自身能力完善并实施本发明技术方案，一些典型的公知结构、公知方法或公知性常识技术不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。
33.本技术要求的保护范围应当以其权利要求书的内容为准，发明内容、具体实施方式及说明书附图记载的内容用于解释权利要求书。
34.在本技术的技术构思范围内，还可以对本技术的具体实施方式作出若干变型，这些变型后的具体实施方式也应该视为在本技术的保护范围内。