[发明专利]可穿戴剪叉式菠萝一步采摘辅助臂

说明书

本发明公开了一种可穿戴剪叉式菠萝一步采摘辅助臂，包括底板、手握柱、手拉柱、两个剪叉摆杆、剪叉机构和两个机械爪，手拉柱通过导轨滑块结构安装在底板上，所述剪叉摆杆一端通过销轴安装底板上，另一端通过连杆机构与手拉柱相连，剪叉机构第一级中间销轴固定安装在底板上，剪叉机构第一级两个剪叉杆端部分别通过第一连杆与两个剪叉摆杆中部铰接相连，两个机械爪分别固定在剪叉机构最后一级端部，使用者向后拉手拉柱时，手拉柱通过连杆机构带动剪叉摆杆绕其端部销轴向内侧转动，剪叉摆杆转动通过第一连杆带动剪叉机构伸长，同时带动两个机械爪向前伸出并夹紧菠萝。本发明结构简单，可以辅助人工采摘菠萝，减少劳动强度的辅助臂。

技术领域

本发明属于农林机械领域，涉及一种水果采摘机械臂，具体涉及一种可穿戴剪叉式菠萝一步采摘辅助臂。可以辅助人工采摘菠萝，减少劳动强度的辅助臂。

背景技术

水果是人类生存不可或缺的重要食物，水果产业作为劳动密集型产业在我国的国民经济中占有非常重要的位置，是种植业中仅次于粮食、蔬菜后的第三大产业，我国是世界水果生产大国，是很多水果品种的发源地，堪称“水果之乡”。而菠萝是水果中的优品，菠萝因营养丰富、品质优异、香气诱人而深受人们喜爱，其需求量在不断增大。近几年来中国菠萝种植面积快速扩增，综合竞争力不断提高，成为世界五大菠萝生产国之一。菠萝主要种植地区为广东、海南、广西、云南、福建和台湾等省区。随着人们生活水平的提高和对热带水果的热爱，菠萝产业得到了较好的发展，菠萝种植面积因此不断增长。

目前菠萝的采摘方式主要为人工采摘：人工采摘可分为两种主要方式：(1)两人或多人配合采摘：采摘时果农分工明确，各分别负责采摘菠萝和挑运菠萝；(2)单人采摘：果农独立负责采摘和搬运工作，筐放在田地中，围绕其四周采摘菠萝并装框，直至装满运输。调研过程中发现，成熟菠萝果实与茎秆连接处较为脆弱，果农在掰断果实时，用膝盖抵住菠萝茎，随后抓握菠萝果实施加一较小的反向力即可轻易将果实掰下，采摘时的重点是对托芽的保护，托芽是果实底部围绕果实生长的芽，会被果农培养为菠萝苗，用于下次的栽种，具有较高经济价值。

在菠萝收获时期，果农每天工作数小时，频繁的弯腰动作、伸手抓握动作以及背负菠萝果实在田地穿行消耗大量体力，长时间劳作很容易造成脊椎腰椎肩膀的损伤，同时菠萝叶子锋利的锐齿和果皮坚硬而带有芒刺的凸起使人在纯手工采摘过程中很容易受伤，严重影响菠萝的采摘效率，且由于菠萝产量不断增加，菠萝采摘这种既辛苦又有较高体力和技能要求的人工作业，面临着日益严重的劳动力紧缺和采摘成本快速上涨等压力。

发明内容

本发明旨在针对上述人工采摘的不足，开发一种可穿戴剪叉式“菠萝一步采摘”辅助臂。本发明利用剪叉机构横向收缩，纵向前伸的运动特性，实现在采摘时前推菠萝实现掰断的同事，前面的机械爪夹紧菠萝，一步实现掰断和夹取两个动作。不仅能够延长手臂，避免弯腰，减少劳动强度；还可以有效减少菠萝叶对果农的划伤问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种可穿戴剪叉式菠萝一步采摘辅助臂，其特征在于：包括底板和依次安装在底板上的手握柱、手拉柱、两个剪叉摆杆、剪叉机构和两个机械爪，所述手握柱固定在底板上，手拉柱通过导轨滑块结构安装在底板上，所述剪叉摆杆一端通过销轴安装底板上，另一端通过连杆机构与手拉柱相连，两个剪叉摆杆分布于手拉柱的两侧，所述剪叉机构第一级中间销轴固定安装在底板上，剪叉机构第一级两个剪叉杆端部分别通过第一连杆与两个剪叉摆杆中部铰接相连，两个机械爪分别安装在剪叉机构最后一级两个剪叉杆的端部，使用者向后拉手拉柱时，手拉柱通过连杆机构带动剪叉摆杆绕其端部销轴向内侧转动，剪叉摆杆转动通过第一连杆带动剪叉机构伸长，并且每级剪叉杆相互靠拢，最后一级剪叉杆带动两个机械爪向前伸出并夹紧菠萝。

作为改进，所述连杆机构为增力机构，其包括横支架、拉杆、移动销轴、摆动杆和第二连杆，所述横支架一端固定在底板上，拉杆一端通过转动副安装在手拉柱上，另一端通过转动副安装在移动销轴上，摆动杆一端通过转动副安装在移动销轴上，另一端通过销轴安装在横支架外侧端部，移动销轴通过第二连杆与剪叉摆杆铰接相连。