[发明专利]一种牵引式苹果采摘系统及采摘方法

权利要求书

1.一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：包括机架（1），以及安装在机架（1）上的输送装置、滚轮传动装置（12）、换箱装置和落箱装置（21），所述输送装置包括横向的汇集输送带（5）以及竖向的垂直输送带（6），所述垂直输送带（6）竖向滑接在汇集输送带（5）的末端且通过步进电机（9）驱动升降，所述垂直输送带（6）下端装有平摊装置（17），所述滚轮传动装置（12）位于垂直输送带（6）下方用于横向输送果箱，所述落箱装置（21）位于滚轮传动装置（12）的末端用于将满载果箱引导至地面，所述换箱装置位于滚轮传动装置（12）上方用于将空载果箱放置到滚轮传动装置（12）上。

2.根据权利要求1所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述垂直输送带（6）的竖向输送皮带上固接有多排锥形果托（15），汇集输送带（5）的横向输送皮带（28）上固接有拱形果托（4）。

3.根据权利要求1所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述换箱装置包括位于滚轮传动装置（12）两侧的换箱皮带（11）以及驱动两个换箱皮带（11）同步运动的换箱驱动机构，所述换箱皮带（11）竖向循环移动，所述换箱皮带（11）上固接有多个支撑链板（19），果箱（18）的两端支撑在两个换箱皮带（11）的支撑链板（19）上。

4.根据权利要求3所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述换箱皮带（11）的上下两端均装有主传动轴，所述主传动轴上装有位于换箱皮带（11）端部的滚轮，所述换箱驱动机构包括换箱装置电机（10）、主动轮（25）、一级从动轮（26）和二级从动轮（23），所述换箱装置电机（10）和主动轮（25）与一侧上端的主传动轴连接，二级从动轮（23）与另一侧上端的主传动轴连接，所述主动轮（25）通过链条与一级从动轮（26）连接，一级从动轮（26）通过长链条（24）与二级从动轮（23）连接。

5.根据权利要求3所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述换箱装置的两侧安装有保护罩壳（20）。

6.根据权利要求1所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述垂直输送带（6）下端装有两组平摊装置（17），所述平摊装置（17）包括竖向的平摊转轴、固接在平摊转轴下端的两个平摊扇片（30）以及驱动平摊转轴旋转的平摊驱动机构。

7.根据权利要求6所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述垂直输送带（6）的竖向输送皮带通过三相异步变频电机（16）驱动，所述平摊驱动机构包括固接在平摊转轴（31）上的被动锥齿轮以及轴接在垂直输送带（6）上的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮通过链条与三相异步变频电机（16）传动连接。

8.根据权利要求1所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述滚轮传动装置（12）的下方装有举升果箱的四个液压升降装置（13），所述液压升降装置（13）位于垂直输送带（6）下方。

9.根据权利要求1所述的一种牵引式苹果采摘系统，其特征在于：所述滚轮传动装置（12）通过电机和谐波减速器驱动，谐波减速器的输出轴与滚轮传动装置的多个滚轮传动连接。

10.一种使用权利要求1~9任一项苹果采摘系统进行的采摘方法，其特征在于，包括如下步骤：

a. 根据果园果树实际生长状况和生长环境，通过预实验确定垂直输送带（6）和汇集输送带（5）的输送速度，通过牵引头牵引苹果采摘系统行走并设定一个速度范围；

b. 系统启动后，换箱装置将空载果箱放置到滚轮传动装置（12）上，通过滚轮传动装置（12）将空载果箱输送到垂直输送带（6）下方，通过定位测量仪对平摊装置（17）的平摊扇片进行实时定位，通过液压升降装置对果箱固定并抬升一定高度；

c. 将果箱固定抬升后，开始进行苹果装箱作业，采摘机械臂将采摘的苹果放到汇集输送带（5）前端位置上，由汇集输送带（5）将采摘的苹果汇集到垂直输送带（6）上，苹果经垂直输送带（6）输送到下方的果箱内，通过平摊装置（17）中平摊扇片的转动对箱内苹果进行平摊作业，随着果箱内苹果的增多，垂直输送带（6）在步进电机（9）的驱动下向上移动，并带动平摊装置（17）一同向上移动；

d. 传感器检测到果箱满载后，将信号传送到控制系统，控制系统控制液压升降装置将果箱下落到滚轮传动装置（12）上，滚轮传动装置（12）将满载果箱向后传送到落箱装置（21）处完成落箱；

e. 落箱完成后进行换箱作业，通过滚轮传动装置（12）两侧的换箱皮带竖向循环移动，使支撑在支撑链板上的果箱一同下移，最下方的果箱下落到滚轮传动装置（12）上完成果箱的下落换箱作业，并进行新一轮循环采摘作业，实现果园采摘自动化。