[发明专利]一种荔枝采摘柔性梳剪机构及滚动梳剪装置

说明书

技术领域

本发明涉及水果采摘机械领域，特别涉及一种荔枝采摘柔性梳剪机构及滚动梳剪装置。

背景技术

荔枝是南方一种特色水果，历史上已经有两千多年的历史，荔枝色泽鲜紫，壳薄而平，果肉鲜美，营养丰富，被誉为“果中之王”。然而，目前我国荔枝采摘完全依靠人工采摘，严重制约了其生产的发展。具体表现为：城市化进程加快，青壮劳动力进城务工，劳动力出现短缺，导致工人难找，人工费用较高，增加了荔枝的收获成本，降低了荔枝的市场竞争力；另外，人工采摘时一般通过爬树或者借助梯子进行采摘，作业位置高且空间移动不便，因此采摘效率不高，采摘过程消耗时间较长，延误了对采后果实的保鲜储藏，影响了果实品质；此外，由于有的果园荔枝树较高，因采摘荔枝从高处跌落而引致伤残甚至死亡的事件，每年都有发生。因此发展机械化采摘，成为我国荔枝产业的迫切需求和必然趋势。

国内水果采摘机械的研究主要集中在振动式机械和采摘机器人，但这两种类型均不适用于荔枝果实的采摘。振动式采摘机械主要适用于果梗细、皮厚、肉质硬的水果，果实被震落到地面后不会产生开裂破损，诸如柑橘、柠檬、坚果等。荔枝果梗一般在3-5mm，比较结实，若采用机械振动方法采摘，则需要较大的振动频率和振动幅度才能使荔枝脱落。而且，由于荔枝皮薄肉嫩，若采用振动式采摘方法，果实会快速摔落至地面而引起果实破裂，增加了果实的破损率。采摘机器人主要存在以下几个问题：①果实的识别率、定位精度不高；②果实采摘都是针对单个水果进行采摘，且平均采摘周期较长；③成本较高。对于荔枝，一般果树高度为3～6米，果实多且零散分布，因此势必对采摘机器人的作业区间、计算速度、执行速度都有着很高要求，而目前采摘机器人的性能还不能满足这些要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够对荔枝有果枝条、无果枝条进行分离，并只对有果枝条进行有效剪切荔枝采摘柔性梳剪机构。

本发明的另一目的在于提供一种带有上述荔枝采摘柔性梳剪机构的滚动梳剪装置。

本发明的技术方案为：一种荔枝采摘柔性梳剪机构，包括齿形板、分枝组件、分选组件和切割组件，分枝组件包括多个锥形橡胶块，各锥形橡胶块分别设于齿形板上各齿的末端，齿形板上任意相邻两个齿的齿缝中部设有一个分选组件，齿形板上任意相邻两个齿的齿根处设有一个切割组件。其中，分枝组件的作用是将荔枝枝条分开，并将枝条导入齿形板的齿缝中，同时不会碰伤荔枝果实，锥形橡胶块可选用质地偏硬的弹性材料。

所述分选组件包括薄壁挡板、回位弹簧和限位块，薄壁挡板一端和回位弹簧一端分别设于同一个齿上，回位弹簧另一端与薄壁挡板中部固定连接，限位块设于相邻两个齿中的另一个齿上；当薄壁挡板处于关闭状态时，薄壁挡板的另一端与限位块相接触。分选组件的作用是分离出有果枝条，当果实被卷入齿缝中，随着齿形板的转动，果实将沿着齿形板的移动方向逆向运动，在运动到薄壁挡板时，受到薄壁挡板的阻挡，枝条会对薄壁挡板有一定推力，随着齿形板的继续移动，推力不断增加，当推力大于弹簧的拉力时，薄壁挡板打开，有果枝条则进入切割区域。

所述切割组件包括V型刀刃，V型刀刃为嵌入式结构，V型刀刃的两个斜边分别嵌于相邻两个齿的齿根边缘。

所述V型刀刃的顶角处设有起过渡作用的弧形刀刃。V型刀刃可直接在齿形板的各齿根处铣出，弧形刀刃对V型刀刃的两个斜边起过渡作用，铣出的刀刃采用淬火热处理以提高刀刃的强度。

所述薄壁挡板处于关闭状态时，薄壁挡板横跨于V型刀刃上方；V型刀刃与薄壁挡板之间形成的三角区域为切割区域。当枝条进入切割区域时，V型刀刃与枝条相接触并开始切割枝条，随着齿形板的移动，枝条不断向刀刃根部运动，刀刃对枝条连续切割，并在V型刀刃根部将枝条完全切断。

所述齿形板为一体式结构，包括相连接的安装折板和多个齿，多个齿并排分布于安装折板的顶边，安装折板上设有整个柔性梳剪机构安装用的安装孔；各齿底部与安装折板的相接处为齿根，相邻两个齿之间的空间为齿缝。

针对荔枝的采摘，结合荔枝果实的尺寸范围及荔枝树枝条的一般生长特征，所述齿形板上，各齿分别为梯形结构，齿的上底边长度为13～15mm，齿的下底板长度为35～37mm，齿的高度为49～51mm，齿缝的夹角为24～26°；所述锥形橡胶块与齿形板上的齿一一对应设置，各锥形橡胶块分别为三角形结构，锥形橡胶块的顶角为23～27°，锥形橡胶块的高度为75～85mm，锥形橡胶块的底边长度为34～38mm。