(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710576138.X
(22)申请日 2017.07.14
(71)申请人 广西师范大学
地址 541004 广西壮族自治区桂林市七星
区育才路15号
(72)发明人 胡迎春 胡裔志 罗菁 牟向伟
彭帅星 罗卫龙 罗春雷 万理
黄煜
(74)专利代理机构 桂林市华杰专利商标事务所
有限责任公司 45112
代理人 周雯
(51)Int.Cl.
A01D 46/00(2006.01)
B25J 9/16(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种桑叶自动采摘机，主要包
框及收集袋。采用本发明的技术方案，通过仿照
人手型及其采摘动作，由固定机械手固定，采摘
一体化，整个过程实现自动，节省时间和劳动力，
同时结构简单，重量轻盈便于携带，适应多种地
形的桑叶采摘作业。权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 107343419 A 2017.11.14
C N 107343419
A
1.一种桑叶自动采摘机，主要包括：
固定机械手（6），安装在导轨（10）顶端，所述导轨（10）下端固定在底座（13）上，负责固定桑枝；
采摘机械手（5），在所述固定机械手（6）的下方，可沿所述导轨（10）做上下往复运动，完成桑叶的采摘动作；
接叶框（1）：由上部份薄板和下部份空心框组成，上下部份主要通过两个轨道结合，上部份可以前后移动，所述接叶框（1）入口与聚拢框（3）出口通过可松紧软伸缩头相接；
其特征在于：还包括聚拢框（3），所述聚拢框（3）位于所述采摘机械手（5）下方，由左右分离的半圆筒组成，圆筒下方为锥形出口，左右半圆筒外侧下方各设有支撑耳，通过四杆平衡连杆（8，11，16，18）与底座（13）相连，左右半圆筒通过平衡连杆（8，11，16，18）作用来张开或闭合，实现对桑枝的收拢。 2.根据权利要求1所述的桑叶自动采摘机，其特征在于：所述固定机械手（6）主要由伺服电机（34）、连接板（35）、连杆（32）、推杆（36）、关节（37，31）、弹性硅胶（29）构成，所述伺服电机（34）、连接板（35）、连杆（32）、推杆（36）、关节（37，31）、弹性硅胶（29）依次相连，所述伺服电机（34）控制连杆（32）、推杆（36）运动，带动关节（37，31）向外或向内运动，控制所述弹性硅胶（29）的打开或闭合，从而完成桑枝松开或握紧动作。
3.根据权利要求1所述的桑叶自动采摘机，其特征在于：所述采摘机械手（5）主要由伺服电机（26）、连接板（27）、连杆（24）、推杆（23）、关节（28，21）、采摘刀具（20）构成，所述伺服电机（26）、连接板（27）、连杆（24）、推杆（23）、关节（28，21）、采摘刀具（20）依次相连，所述伺服电机（26）控制连杆（24）、推杆（23）运动，带动关节（28，21）向外或向内运动，控制所述采摘刀具（20）的打开或闭合，从而完成采摘动作。
4.根据权利要求1至3任一项所述的桑叶自动采摘机，其特征在于：还包括收集袋（2），所述收集袋（2）与所述接叶框（1）出口相连，用于收集采摘的桑叶。
权 利 要 求 书1/1页CN 107343419 A
桑叶自动采摘机
技术领域
[0001]本发明涉及树叶采摘机器领域，具体涉及一种桑叶自动采摘机，主要包括固定机械手、采摘机械手、聚拢框、接叶框、收集袋。
背景技术
[0002]随着东桑西移工程的实施，目前全国的桑蚕养殖处于旺盛阶段，但是我国的采摘桑叶主要通过手工采摘，手工采摘时间长，劳动强度大，还会使农户的手部受伤。国家为保持农民收入持续较快增长需要大力发展农业机械化，农业机械化更是推进现代农业建设的重要物质基础。
[0003]近几年来，采桑机械取得了一定的发展，在桑叶采摘方面也产生了许多专利。[0004]专利号为201120287574.3，名称为“桑叶采摘器”的中国实用新型专利公开了一种桑叶采摘器，该采摘器具有速度快，采摘桑叶不伤手，体积小，可单手握在手心操作，左右手均可。重量轻，不到150克，适用各种桑树品种，对于大小不同的桑枝都可快速采摘；
专利号为201220176574.0，名称为“一种新型桑叶采摘机” 的中国实用新型专利公开了一种新型桑叶采摘机，该新型桑叶采摘机中间凹的Ｓ形的导板设置于储电池驱动器前下部，由带齿钉的传送带，收集风扇，滚轮，连杆，下收集板，轮子，打轮，上收集网，操纵杆，出叶口组成。
[0005]这些采桑器的出现虽然可以大大的降低农户的劳动强度，但是这些桑叶采摘器的设计都没有改变桑农的采摘模式，主要还是依靠桑农的人工劳动力，劳动成本高，采摘速度和采摘效率偏低，使用不方便。
发明内容
[0006]针对上述现有技术的不足，本发明解决的技术问题是如何改变桑农的采摘模式，提高桑叶采摘速度和采摘效率，并且在采摘过程能降低劳动成本、使用方便。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种桑叶自动采摘机，主要包括：固定机械手，安装在导轨顶端，所述导轨下端固定在底座上，负责固定桑枝；
采摘机械手，在所述固定机械手的下方，可沿所述导轨做上下往复运动，完成桑叶的采摘动作；
聚拢框：位于所述采摘机械手下方，由左右分离的半圆筒组成，圆筒下方为锥形出口，左右半圆筒外侧下方各设有支撑耳，通过四杆平衡连杆与底座相连，左右半圆筒通过平衡连杆作用来张开或闭合，实现对桑枝的收拢；
接叶框：由上部份薄板和下部份空心框组成，上下部份主要通过两个轨道结合，上部份可以前后移动，所述接叶框入口与所述聚拢框出口通过可松紧软伸缩头相接；
收集袋：与所述接叶框出口相连，用于收集采摘的桑叶。
[0008]所述固定机械手，主要由伺服电机、连接板、连杆、推杆、关节、弹性硅胶构成，所述伺服电机、连接板、连杆、推杆、关节、弹性硅胶依次相连，所述伺服电机控制连杆、推杆运
动，带动关节向外或向内运动，控制所述弹性硅胶的打开或闭合，从而完成桑枝松开或握紧动作；
所述采摘机械手，主要由伺服电机、连接板、连杆、推杆、关节、采摘刀具构成，所述伺服电机、连接板、连杆、推杆、关节、采摘刀具依次相连，所述伺服电机控制连杆、推杆运动，带动关节向外或向内运动，控制所述采摘刀具的打开或闭合，从而完成采摘动作；
采用本发明的技术方案，通过仿照人手型及其采摘动作，由固定机械手固定，采摘机械手往复运动采摘，从而实现固定、采摘、收集一体化，整个过程实现自动，节省时间和劳动力，同时结构简单，重量轻盈便于携带，适应多种地形的桑叶采摘作业。
附图说明
[0009]图1是本发明的整机示意图；
图2是本发明的整机轴测图；
图3是本发明的整机结构俯视图；
图4是本发明的固定机械手俯视图与左视图；
图5是本发明的采摘机械手俯视图与左视图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但不是对本发明的限定。[0011]图1示出了本发明的整机示意图，一种桑叶自动采摘机，主要包括固定机械手6、采摘机械手5、聚拢框3、接叶框1、收集袋2。
[0012]图2至图5示出了本发明的具体结构：
接叶筐1在整个装置底部，在接叶筐1尾部套上收集袋2，接叶筐1首部与聚拢框3相结合，聚拢框3焊接在支撑板4上，聚拢框3上方是采摘机械手5，采摘机械手5上方是固定机械手6，固定机械手6固定在支撑板7上，支撑板4在前，支撑板7在后，支撑板4由左右两部份组成，左右两部份分别与聚拢框3的左右连接后，分别和支撑板7左右相连，中间部份允许采摘机械手5等部件上下运动，支撑板4与支撑板7固定在接叶框1上，接叶框1上有左底座13及右底座，底座中间有盖板14，盖板14下方有伺服电机，聚拢框3右侧通过销轴19与连杆18连接，连杆18通过销轴17与连杆16连接，连杆16通过螺母15与右底座连接，聚拢框3左侧通过销轴与连杆8连接，连杆8通过销轴与连杆11连接，连杆11通过螺母12与左底座13连接，左底座13焊接在接叶框1上，左底座13上安装伺服电机，接叶框1上焊接导轨10，导轨10顶端安装夹板9。在聚拢框3上方是采摘机械手5，采摘机械手5是由关节21、关节 28、采摘刀具20、连杆24、销轴22、螺栓25构成，采摘机械手5上方是固定机械手6。采摘机械手5与连接板27通过螺栓25连接，连接板27与伺服电机26连接，伺服电机26安放在固定支撑板4上，固定机械手6由关节31、关节37、连杆32、销轴30、螺栓33、弹性硅胶29构成。固定机械手6被固定在支撑板7上，固定机械手6通过连杆32与连接板35
连接，连接板35与伺服电机34连接，伺服电机34固定在支撑板7上，采摘机械手5由夹板9进行卡位，采摘机械手5左侧有导轨10，夹板9及机械手5可以在导轨10上下滑动。导轨10位于支撑板4的左前方，直接焊接在接叶框1上。聚拢框3由左右半圆这两部份组成，左右半圆两部份后与支撑板4相连并固定在支撑板4上，聚拢框3右半部份中间位置通过销轴19与连杆18连接，聚拢框3左半部份中间位置通过销轴19与连杆8连
接，连杆8通过销轴17与连杆11连接。通过连杆运动使聚拢框3从前端打开。聚拢框3闭合后可以收拢桑枝到指定位置进行采摘，保证采摘桑叶完全进入接叶框1，进入收集袋2，避免散落其他位置。接叶框1由两部份组成，上半部份38由薄板组成，下半部份39由空心框组成，上下部份主要通过两个轨道结合，上部份可以前后移动，接叶框1和聚拢框3通过可松紧软伸缩头相接。
[0013]本发明工程过程如下：
初始位置时，固定机械手6和采摘机械手5处于闭合状态，聚拢框3闭合状态，其他装置处于自然状态。开始工作时，将采桑机推至田边，打开伺服电机15开关，根据平行四杆机构，底座13上的左侧连杆11向左侧运动带动连杆8向左侧运动，连杆8与聚拢框3左半部份连接，从而使聚拢框3左半部份向左运动，同理底座13上的右侧连杆16向右侧运动带动连杆18向右侧运动，连杆18与聚拢框3右半部份连接，从而使聚拢框3右半部份向右运动，从而实现聚拢框的张开。继续推动采桑机前行，左底座13左侧连杆11向右
侧运动带动连杆8向右侧运动，连杆8与聚拢框3左半部份连接，从而使聚拢框3左半部份向右运动，同理左底座13上的右侧连杆16向左侧运动带动连杆18向左侧运动，连杆18与聚拢框3右半部份连接，从而使聚拢框3右半部份向左运动，从而实现聚拢框3的闭合。聚拢框3闭合后，打开伺服电机34，伺服电机34控制固定机械手6的连杆32运动，连杆32运动带动机械手的关节37向外运动，推杆36运动，推动关节31向外运动，从而实现固定机械手6打开，当桑枝距离固定机械手6有一定距离时可以调整接叶框上半部份38，通过接叶框上部份38前后移动，让桑枝进入固定机械手6中。当桑枝进入固定机械手6中时，弹性硅胶29与桑枝接触，连杆32运动，带动固定机械手6关节37向内运动，推杆36向内运动，关节31向内运动，直到固定机械手6完全握紧桑枝，在固定机械手6运动时，伺服电机26控制采摘机械手5同时运动，控制连杆24运动，连杆24运动带动机械手的关节28向外运动，推杆23向外运动，推杆23推动关节21向外运动，从而实现采摘机械手5打开，当桑枝进入采摘机械手5中时，连杆24运动，带动采摘机械手5关节28向内运动，推杆23向内运动，关节21向内运动，使采摘机械手5闭合。当固定机械手6完全握紧桑枝，采摘机械手5闭合时，由另一伺服电机控制采摘机械手5沿导轨10向下运动，当运动到底部限位点时，采摘机械手5停止向下运动，然后向上运动，直至到上限位停止。伺服电机34控制固定机械手6的连杆32运动，连杆32运动带动机械手的关节37向外运动，推杆36运动，推动关节31向外运动，从而实现固定机械手6打开，在固定机械手6运动时，伺服电机26控制采摘机械手5同时运动，控制连杆24运动，连杆24运动带动机械手的关节28向外运动，推杆23向外运动，推杆23推动关节21向外运动，从而实现采摘机械手5打开，当采摘机械手和固定机械手完全打开时，左侧连杆11向左侧运动带动连杆8向左侧运
动，连杆8与聚拢框3左半部份连接，从而使聚拢框3左半部份向左运动，同理底座13上的右侧连杆16向右侧运动带动连杆18向右侧运动，连杆18与聚拢框3右半部份连接，从而使聚拢框3右半部份向右运动，从而实现聚拢框3的张开，桑枝离开采摘装置，一个采摘过程结束。在采摘机械手5进行采摘时，由于聚拢框3闭合，采摘下的桑叶在聚拢框3限制位置下会掉落在接叶框1中，然后用收集袋2进行收集。
[0014]采用本发明的技术方案，通过仿照人手型及其采摘动作，由固定机械手固定，采摘机械手往复运动采摘，从而实现固定、采摘、收集一体化，整个过程实现自动化，节省时间和劳动力，同时结构简单，重量轻盈便于携带，适应多种地形的桑叶采摘作业。
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