Машина для сбора плодов

 

1. МАШИНА ДЛЯ СБОРА ПЛОДОВ , преимущественно апельсинов содержащая установленную на имеющем возможность перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях кронштейне по меньщей мере одну механическую руку с пальцами и систему управления, отличающаяся тем, что, с целью повыщения производительности труда путем автоматизации процесса сбора плодов и уменьшения их повреждений, каждая механическая рука установлена на кронштейне при помощи шарннрно соединенного с ним основания, имеющего направляющую и стойку, причем на основании закреплен пневмоцилиндр, на щтоке которого в направляющей основания установлена Г-образная тяга с прорезью , а на стойке основания размещены режущий рабочий орган и пальцы, кинематически связанные с Г-образной тягой, при этом кронщтейн соединен с основанием при помощи дополнительного пневмоцилиндра, а внутри каждой механической руки установлены осветители плодов с оптическими приемниками, соединенными системой управления с пневмоцилиндрами. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что пальцы выполнены в виде гофрированного шланга и замкнуты с торцов концевыми пробками, при этом внутри каждого паль (Л ца установлен трос, один конец которого жестко соединен с концевой пробкой, а другой - с Г-образной тягой. о vj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1140710

4ш А 01 Р 46/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :::

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° %

ФВ

° а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3626024/30-15 (22) 22.07.83 (46) 23.02.85. Бюл. № 7 (72) P. P. Церцвадзе (71) Грузинский институт субтропического хозяйства (53) 631.358.1 (088.8) (56) 1.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что пальцы выполнены в виде гофрированного шланга и замкнуты с торцов концевы- Е

Ф ми пробками, при этом внутри каждого пальца установлен трос, один конец которого жестко соединен с концевой пробкой, а другой — с Г-образной тягой.

1140710

Изобретение относится к отрасли сельскохозяйственного машиностроения в частности может быть использовано как техническое средство для сбора плодов цитрусовых, преимущественно апельсинов.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является машина для сбора плодов, преимущественно апельсинов, содержащая установленную на имеющем возможность перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях кронштейне по меньшей мере одну механическую руку с центробежными пальцами, которые выкручивают плодоножку и систему управления. Механическая рука отрывает только единичный плод с дерева, она находится на консоле, открывается и закрывается с помощью пульта управления. От пульта управления приводится в действие также кронштейн механической рукой. Механическая рука закреплена шарнирно и может поворачиваться в любом направлении, имитируя человеческую руку. С помощью тросов на треугольной рулевой колонке кронштейн может подниматься и опускаться до заданного места перед съемкой плода. Пульт управления с кнопочной системой и рычагами удобно расположен перед оператором, с помощью которого машина может передвигаться взад и вперед. После отрыва плод поступает в металлическую трубку и транспортируется дальше в контейнеры 11).

Недостатками известной машины является низкая производительность вследствие утомляемости оператора при длительном сборе плодов, а также то, что обрыв скручиванием плодоножки не обеспечивает ее номинальную заданную величину, что приводит к повреждениям плодов.

Цель изобретения — повышение производительности труда путем автоматизации процесса сбора плодов и уменьшения их повреждений.

Поставленная цель достигается тем, что в машине для сбора плодов, преимущественно апельсинов, содержащей установленную на имеющем возможность перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях кронштейне по меньшей мере одну механическую руку с пальцами и систему управления, каждая механическая рука установлена на кронштейне при помощи шарнирно соединенного с ним основания, имеющего направляющую и стойку, причем на основании закреплен пневмоцилиндр, на штоке которого в направляющей основания установлена Г-образная тяга с прорезью, а на стойке основания размещены режущий рабочий орган и пальцы, кинематически связанные с Г-образной тягой, при этом кронштейн соединен с основанием при помощи дополнительного пневмоци5 !

О

35 линдра, а внутри каждой механической руки установлены осветители плодов с оптическими приемниками, соединенными системой управления с пневмоцилиндрами.

Кроме того пальцы выполнены в виде гофрированного шланга и замкнуты с торцов концевыми пробками, при этом внутри каждого пальца установлен трос, один конец которого жестко соединен с концевой пробкой, а другой — с Г-образной тягой.

На фиг. 1 изображена машина для сбора плодов апельсинов, общий вид; на фиг. 2 — механическая рука машины для сбора плодов апельсинов; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 — палец механической руки, исходное положение; на фиг. 5 то же, выравненное положение; на фиг. 6— разрез Б — Б на фиг. 5; на фиг. 7 — схема блокировки пневмоцилиндров; на фиг. 8— электрическая схема управления механической руки; на фиг. 9 — механическая рука в поиске плода; на фиг. 10 — то же, при подходе к плоду; на фиг. 11 — захват плода; на фиг. 12 — срез плода; на фиг. 13— возвращение механической руки в горизонтальное положение совместно с плодом; на фиг. 14 — транспортировала плода; на фиг. 15 — сброс плода; на фиг. 16 возврат механической руки в исходное положение; на фиг. 17 — укороченный палец механической руки в выравненном положении; продольный разрез; на фи г. 18 то же, вид сверху; на фиг. 19 — то же, исходное положение; на фиг. 20 — разрез

 — В на фиг. 18; на фиг. 21 — размещение осветителя и его оптического приемника в механической руке.

Машина для сбора плодов апельсинов содержит механические руки 1, закрепленные на имеющих возможность перемещения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях кронштейнах 2, которые установлены на телескопических рукоятках 3. Привод телескопических рукояток 3 осуществляется от валов 4. Телескопические рукоятки 3 осуществляют перемещение механической руки 1 вдоль оси Y. Посредством ходовых валиков 5 руки 1 перемещаются вдоль оси Х.

Ходовые валики 5 установлены на остове 6, который смонтирован на стойке 7. Внутри стойки 7 установлен ходовой вал 8, посредством которого остову 6 задается перемещение вдоль оси Z. На остове 6 закреплены лотки 9, центральные части которых плодопроводом 10 сообщак1тся с контейнером 11, размещенным на шасси трактора. Каждая механическая рука 1 установлена на кронштейне 2 посредством шарнирно связанного с ним основания 12, имеющего направляющую и стойку 13. На основании 12 жестко закреплен пневмоцилиндр 14, на штоке 15 которого в направляющей основания 12 установлена Г-образная тяга 16 с прорезью 17 в верхней части.

1140710

На стойке 13 основания 12 размещены режущий рабочий орган в виде неподвижного ножа 18 с V-образной прорезью, на тыльной стороне которого прикреплен эластичный материал 19 для исключения повреждения плода, и установленного на неподвижном ноже 18 подвижного ножа 20, который посредством тяги 21 связан с прорезью 17

Г-о бр азн о и тя ги 16.

На стойке 13 основания 12 также размещены пальцы 22, выполненные из витой цилиндрической пружины 23 с постоянным шагом. По торцам пружины 23 вмонтированы пробка 24 и концевая пробка 25, между которыми с равномерным шагом внутри пружины 23 размеены промежуточные пробки 26 и 27. Пробки 24 — 27 на наружной поверхности имеют резьбу с шагом, равным шагу пужины 23, и в них выполнены пазы 28. В пазах размещен трос 29, один конец которого жестко соединен с концевой пробкой 25. Тросы 29 свободными своими концами жестко присоединены к Г-образной тяге 16. Пальцы 22 с наружной стороны обтянуты эластичным гофрированным материалом 30. Механическая рука 1 содержит четыре пальца 22 и два укороченных пальца 31. Конструкция укороченных пальцев аналогична конструкции пальцев 22. Укороченный палец содержит пробку 32 и концевую пробку 33. Палец также имеет витую цилиндрическую пружину 34 с постоянным шагом. Пробки 32 и 33 на наружной поверхности имеют резьбу с шагом, равным шагу пружины 34, и пазы 35 и 36. В них размещен трос 29, один конец которого жестко соединен с концевой пробкой 33 посредством винта 37. Укороченные пальцы 31 с наружной стороны обтянуты эластичным гофрированным материалом 38 имеющим треугольную грань 39, которая является продолжением V-образной прорези неподвижного ножа 18. Согнутость пальцев 22 в исходном положении исключает попадание веток внутрь механической руки 1.

Кроме того, кронштейн 2 соединен с основанием 12 посредством дополнительного пневмоцилиндра 40, а на стойке 13 основания 12 внутри руки 1 установлен осветитель, состоящий из линзы 41 и лампы 42. Осветитель снабжен гофрированным наконечником 43. На стойке 13 также установлен оптический приемник, состоящий из светофильтра 44, линзы 45 и фоторезистора 46.

Оптический приемник снабжен гофрированным наконечником 47.

Пневмоцилиндры 14 и 40 сблокированы между собой пневмопроводом 48, который имеет отводящий патрубок 49. В пневмопроводе 48 вмонтирован клапан 50, а в патрубке 49 — клапан 51. Поршни 52 и 53 пневмоцилиндров 14 и 40 взаимодействуют с пружинами 54 и 55. На фиг. 9 — 16 позицией 56 показана плодоножка, а позицией 57 — плод апельсина. Питание электрического управления механической рукой 1 осуществляется от аккумулятора 12В.

Электрическая система управления (фиг. 8) содержит фоторезистор (ФК) 46, операционный усилитель (ОУ), регулятор R„реле К» со своими контактами К»,» и К», регулятор R транзисторный усилитель (ТУ), реле V»q, общий включатель S»,осветитель Н в виде лампы (42), кнопку блокировки 3

10 со своими контактами: Яд,, постоянно замкнутый, 5 и Я, постоянно разомкнутые, концевые постоянно замкнутые контакты S, S„, включатель ручного управления Sq механической руки 1 по направ15 лению оси Х, переключатель S< со своими контактами Sq,», S<,> ручного управления механической руки 1 по направлению оси У, концевую кнопк1 S, включатель Л8 ручного управления механической рукой 1 по направлению осп /. электромагнитную муф20 ту Э М» для передачи вращения ходовому валику 5, электромагнитную муфту 73м М для выдвижения телескопической рукоятки 3 электромагнитную муфту „Я для задвижения телескопической рукоятки 3, электромагнитную муфту ЗмМ4 для включения при25 вода ходового вала 8, электромагнит 3у для подачи сжатого воздуха к пневмоцилиндру 14.

На остове 6 показаны три механические руки l. Каждая механическая рука 1 име30 ет раздельно электрическую схему управления.

Машина для сбора плодов апельсинов работает следующим образом.

Трактор въезжает между рядами цитрусовых и останавливается. Остов 6 находится в крайнем нижнем положении, а телескопические рукоятки 3 находятся в задвижном положении, при котором контакт Sq,» разомкнут, а контакты Sz,а и S,q замкнуты (кнопка блокировки 5q находится под воздействием кронштейна 2). Тракторист включает включатель Ь», при этом включается лампа 42 и электромагнитная муфта Эмй, одновременно с этим ток поступает к фоторезистору 46. Включение лампы 42 вызывает направление потока света через линзу 41 и гофрированный наконечник 43 на цитрусовые насаждения. Включением электромагнитной муфты Эм М» приходит во вращение ходовой валик 5, и механическая рука 1 перемещается в направлении оси Х.

Осветитель обеспечивает диаметр светового пучка, равный 15 см. При попадании плода 57 в освещенную зону часть луча отражается от него и через светофильтр 44 (светофильтр 44 пропускает лучи только желтого цвета, т. е, соответствует спелым плодам) и линзу 45 попадает на фоторезистор 46. От этого фоторезистор 46 пропускает сигналы операционному усилите1140710

1О лю. Коэффициент усиления операционного усилителя (регулируется регулятором R i) .

После усиления сигнала срабатывает реле К,и переключаются контакты Кi. . и К .q, при этом отключается электромагнитная муфта Эи!1,, прекращается вращение ходового валика 5 и перемещение механической руки в направлении оси Х. Чувствительность фоторезистора 46 и коэффициент усиления операционного усилителя ОУ подобраны таким образом, что механическая рука 1 останавливается против плода 57.

Одновременно с выключением электроM агнитной муфты Эм Иг включается электромагнитная муфта Эм11, что обеспечивает выдвижение телескопической рукоятки 3 и приближение к плоду 57 механической руки 1. Выдвижением механической руки кнопка блокировки Qz освобождается одновременно с приближением к плоду 57, интенсивность отраженных от него лучей, попадающих на фоторезистор R 46, увеличивается. Импульсы, исходящие от фоторезисторов 46 проходят через регулятор Rä и, усиливаясь в транзисторном усилителе, попадают на реле К . По мере приближения механической руки 1 к плоду 57 наступает момент, при котором срабатывает реле К> (расстояние при котором происходит срабатывание реле К>, регулируется посредством регулятора R< и его оптимальное значение колеблется от 5 — 10 см) . Когда реле К срабатывает, включается контакт К в что вызывает включение электромагнита Э, который обеспечивает подачу сжатого воздуха к пневмоцилиндру 14. Сжатый воздух перемещает поршень 52, а заодно шток 15 и Г-образную тягу 16. При этом тросы 29 расслабляются и пальцы 22 и 31 из исходного положения под воздействием пружин 23 выравниваются. Так как электромагнитная муфта Эи М не отключена, раскрытая механическая рука 1 продолжает выдвигаться к плоду 57 и V-образная прорезь неподвижного ножа 18 обеспечивает западание в него плодоножки 56 и плода 57. Одновременно с этим поршень 52 пневмоцилиндра 14 открывает доступ сжатого воздуха 50 и сжатый воздух по пневмопроводу 48 попадает в пневмоцилиндр 40, клапан 51 при этом закрыт. Сжатый воздух вызывает выдвижение поршня 53 и одновременно с этим поворот основания 12 вокруг шарнира в вертикальной плоскости. Одновременно с продвижением механической руки 1 и наклоном основания 12 плод 57 с одной стороны прижимается к гофрированным наконечникам 43 и 47, а со стороны плодоножки 56 плотно прилегает через эластичный материал 19 к неподвижному ножу 18 (фиг. 11). Прилегание плода 57 к гофрированным наконечникам 43 и 47 вызывает отенение фоторезистора 46, и прекращает15

55 ся подача сигналов к реле К и К, в результате чего переключаются их контакты К„,, К,i. Переключение контакта К,, отключает электромагнит Э<, что вызывает прекращение подачи сжатого воздуха к пневмоцилиндру 14, и под воздействием пружины 54 поршень 52, шток 15 и Г-образная тяга 16 перемещаются в исходное положение, что вызывает натяжение тросов 29, и пальцы 22 и 31, выгибась, плотно обхватывают плод 57. Один конец тяги 21 при этом перемещается в прорези 17 и Г-образная тяга, не доходя до своего исходного положения, воздействует на тягу 21, которая воздействует на нож 20, и происходит срез плодоножки 56. Так как плод 57 прижат пальцами 22 и 31 и наклоном основания 12 к неподвижному ножу 18 через эластичный материал 19, то происходит срез минимальной величины плодоножки 56.

В исходном положении Г-образная тяга 16 воздействует на клапан 51, который открывается, и сжатый воздух из патрубка 49 выбрасывается в атмосферу, при этом поршень 53 под воздействием пружины 55 возвращается в исходное положение и механическая рука 1 принимает горизонтальное положение (фиг. 13) . Переключение контакта К .i вызывает отключение электромагнитной муфты Эм М, соответственно, отключение выдвижения механической руки 1 и включение электромагнитной муфты 3и Мз, которое приводит к задвижению телескопической рукоятки 3 (фиг. 14). По мере задвижения механическая рука 1 воздействует на концевую кнопку $», которая включает электромагнит Э, обеспечивающий подачу сжатого воздуха к пневмоцилиндру 14. Под воздействием сжатого воздуха поршень 52, преодолевая сопротивление пружины 54, перемещается, тросы 29 расслабляются, пальцы 22 и 31 выравниваются. При попадании сжатого воздуха через пневмопривод 48 в пневмоцилиндр 40 происходит наклон основания 12 и освобожденный плод 57 попадает в лоток 9.

Дальнейшее задвижение телескопической рукоятки 3 и механической руки 1 освобождает концевую кнопку Я г, электромагнит Эц отключается, прекращается подача сжатого воздуха к пневмоцилиндрам 14 и 40. Поршни 52 и 53 возвращаются в исходное положение, и механическая ру ка 1 возвращается также в исходное положение, при котором контакт $, разомкнут, а контакты 5д.z и Зд.з замкнуты, и перемещается в направлении оси Х. Цикл работы механической руки 1 повторяется.

Когда механические руки 1 достигнут крайнего положения вдоль оси Х, тракторист включает включатель 5, при этом срабатывает электромагнитная муфта ЭнМ, вращается вал 8, и остов 6 перемещается в новое положение по оси Z (т. е. по высоте насаждений) По окончании сбора плодов по высоте тракторист перемещает трактор к новым апельсиновым насаждениям. Последующий сбор апельсинов тракторист продолжает с крайнего верхнего положения остова 6.

Собранные плоды по наклонным лоткам 9 перемещаются к плодопроводу 10 и попадают в контейнер 11.

Применение предлагаемого устройства для сбора плодов апельсина обеспечивает повышение производительности труда путем автоматизации сбора плодов и уменьшения их повреждений с обеспечением минимальной величины плодоножки.! !

I ! ! !

1 !

1

i

1

I !

41 43 /8 20

1 (I

I

1

I

1

1

1 у

1

I !

140710

Фиг. 7

1140710

- 126

$у

2.1 12 2

522

ОУ

$р.

$ц

ЭмИ1 3НМ2

<2 128

1140710

II40710 в-в

Фиг 20

47

Фиг 21

Составитель А. Сидоров

Редактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 334/1 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4