本发明涉及苹果采摘机，特别是一种猴尾式交错苹果采摘机。
背景技术
智能机器已经开始逐渐渗入到人们的生活中，代替人工作业提高各种工作效率，苹果采摘机就是其中一种。苹果采摘机最重要部位为其末端执行器，也是整个采摘机研究的难点。随着科技不断发展，西方发达国家研制出了苹果采摘机，但由于其末端执行器存在技术瓶颈导致苹果采摘成功率及效率不高，难以推广。
我国对苹果采摘机的研究尚属于起步阶段，在该方面相关文献及成果不多。随着我国逐渐成为全球苹果产量最大国家，苹果采摘机器人的需求刻不容缓，因此必须在原发达国家相关研究基础上克服技术难题，研制效率及成功率都较高的苹果采摘机末端执行器，并将其运用于实际生产，提高苹果采摘效率，为国民经济发展奠定基础。
苹果采摘机械的研究在我国仍处于起步阶段，目前尚未有成熟先进的实用机具出现。国外虽然有较为成熟的苹果采摘器械，但不能较好的保障苹果的完好度。
技术实现要素：
本发明设计开发了一种猴尾式交错苹果采摘机，通过第一连接绳与第二连接绳相互交错产生剪力剪断果梗，提高苹果采摘的质量和效率。
本发明的另一发明目的：控制第一连接绳与第二连接绳之间的距离，在保证采摘高效的同时减少苹果损伤率。
本发明提供的技术方案为：
一种猴尾式交错苹果采摘机，包括：
固定架；
第一电动推杆，其一端垂直设置在所述固定架一侧；
第二电动推杆，其一端转动连接在所述固定架另一侧；
顶架，其与所述固定架转动连接，并且与所述第一电动推杆另一端固定连接；
支架，其一侧具有开口，另一侧与所述顶架一侧转动连接；
连接杆，其设置在所述顶架上方，一端与所述第二电动推杆另一端转动连接，另一端与所述支架转动连接，所述连接杆与所述顶架之间转动连接；
第一滚筒，其两端固定连接在所述支架的开口两端外侧；
第二滚筒，其设置在所述第一滚筒内部，并且所述第二滚筒两端转动连接在所述支架的开口内侧；
其中，所述第一滚筒和所述第二滚筒上均设置多根连接绳，通过所述第二滚筒转动使所述连接绳之间相互交错实现苹果采摘。
优选的是，所述第一滚筒包括：
两个六边形板，其分别对称固定在所述支架开口两端外部；
多根第一连接绳，其两端分别连接所述六边形板；
优选的是，所述第二滚筒包括：
两个圆形板，其分别对称设置在所述支架的开口内侧；
多根第二连接绳，其两端分别连接在所述圆形板上；
两个驱动电机，其固定在所述支架的开口一侧，所述驱动电机动力输出端通过法兰盘连接所述圆形板。
优选的是，所述第一连接绳和所述第二连接绳结构相同，包括：
钢丝绳；
海绵胶，其包覆在所述钢丝绳外部。
优选的是，所述第一连接绳与所述第二连接绳之间的最小距离大于所采摘枝叶的直径，小于苹果直径。
优选的是，所述第一连接绳与所述第二连接绳之间的最小距离δ的经验公式满足：
其中，λ为校正系数，l2为采摘高度，单位为m，α为支架与水平面之间的夹角，单位为°，ni为驱动电机的实时转速，单位为r/min，nmax为驱动电机的最大转速，单位为r/min，f为摩擦系数，l1为六边形板边长，单位为cm，r为圆形板半径，单位为cm，d1为第一连接绳长度，单位为m，d2为第二连接绳长度，单位为m。
优选的是，所述校正系数λ为0.03。
优选的是，所述六边形板为正六边形板。
优选的是，所述多根第二连接绳对称设置在所述圆形板上。
优选的是，所述六边形板和所述圆形板的材质为亚克力。
本发明所的有益效果：通过设置在支架外部的第一滚筒和设置在支架内部的第二滚筒形成内外滚筒的采摘结构，具有高效率的特点。外部滚筒固定于支架，内部滚筒通过电机带动转动。内外滚筒上均焊接仿制猴尾肌肉纤维结构的连接绳，通过设置在内外滚筒上的连接绳相互交错将苹果错下。同时因连接绳具有的韧性和弹性，不会对苹果造成较大的损伤。第一连接绳与第二连接绳之间的距离经过设计和控制，大于枝叶直径而小于果实直径，在扭断果实的同时不会损伤枝叶，提高苹果采摘的质量和采摘效率。
附图说明
图1为本发明所述的猴尾式交错苹果采摘机的结构示意图。
图2位本发明所述的猴尾式交错苹果采摘机的俯视图。
图3为本发明所述的猴尾式交错苹果采摘机的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1-3所示，本发明提供一种猴尾式交错苹果采摘机，包括设置在苹果采摘机下部的固定架100，其水平放置在地面上，在固定架100一侧设置有第一电动推杆110，用于调整苹果采摘机的高度，在固定架100的另一侧设置有第二电动推杆120，用于调整苹果采摘机采摘时的角度，在固定架100的上方，设置有顶架200，顶架200与固定架100转动连接，在顶架200一侧转动连接有支架400，在顶架上方设置有连接杆300，连接杆300的一端与第二电动推杆110转动连接，另一端与支架400转动连接。支架400开口外部固定连接有第一滚筒，内部转动连接有第二滚筒，第一滚筒和第二滚筒之间通过连接绳相互交错实现苹果的采摘。
固定架100设置在地面上，包括两个设置在固定架100两端对称设置的的向上拱起第一支架，并在第一支架中部上端设置有第二支架，两个第一横梁垂直连接在第一支架之间，即同时连接在两个第二支架底部两端，在两个第一横梁之间垂直连接有第一纵梁，第一纵梁两端连接在第一横梁中点上，两个第二横梁垂直连接在第二支架两端之间，第三横梁垂直连接在第二横梁上部，位于两个第二支架两端顶部。
第一电动推杆120设置在固定架的一端，与第一横梁垂直连接，第一电动推杆120的一端位于第一横梁的中点上，另一端与设置在固定架上方的顶架200连接，通过第一电动推杆120的升降，带动苹果采摘机升降，满足不同高度苹果树的采摘需要。
顶架200位于固定架100的上方，在顶架200一侧转动连接有支架400，支架400一侧具有开口。
第二电动推杆110的一端通过与第二横梁垂直的第一连接支杆设置在固定架的另一端，第二电动推杆110的另一端与设置在顶架200上方的连接杆300的一端转动连接，连接杆300的另一端与支架400转动连接，通过驱动第二电动推杆110，带动支架400转动，进而调整苹果采摘机的采摘角度，使采摘机满足不同角度苹果采摘的需要。
支架400的一侧具有开口，并且在开口两端，位于开口内部垂直连接有两根第二连接支杆，第一滚筒的两端固定连接在支架开口的外部，第二滚筒设置在第一滚筒内部，转动连接在开口内部。在第二连接支杆一侧上对称设置有驱动电机，驱动电机的动力输出端通过法兰盘连接第二滚筒。
第一滚筒包括设置在第一滚筒两端的六边形板510，六边形板510固定在支架的开口外侧，在两个六边形板510之间，六边形板的顶角点上，连接有至少三根第一连接绳520。第一滚筒固定在支架的外部，为外部滚筒。
第二滚筒包括设置在第二滚筒两端的圆形板530，两圆形板530位于支架的开口内侧，在两个圆形板530之间连接有多根等间距设置的第二连接绳540。第二滚筒设置在支架的内部，为内部滚筒，并与第一滚筒形成内外滚筒的结构。
在本发明中，作为一种优选，六边形板510和圆形板530材质为亚克力材质。
第一连接绳520和第二连接绳540结构相同，包括：钢丝绳，设置在连接绳内部，为肌肉纤维结构；海绵胶，其包覆在钢丝绳外部。第一连接绳520和第二连接绳540为仿生连接绳，根据猴子尾巴内部肌肉纤维结构仿制而成。
在另一实施例中，钢丝绳由30根直径小于0.1mm的钢丝根据猴子尾巴内部的肌肉纤维结构交错而成。
苹果采摘机的控制器依次与驱动电机550、第一电动推杆120以及第二电动推杆110电连接，控制器控制驱动电机550正向及反向转动进而带动第二滚筒转动，使第一连接绳520和第二连接绳540之间相互交错，产生剪力剪断果梗。
第一连接绳520与第二连接绳540之间的最小距离是经过试验和设计的，该距离要小于苹果的直径，大于苹果树枝叶的直径，在第二滚筒转动的时候不会损伤枝叶。
因此，第一连接绳520与第二连接绳540之间的最小距离的经验公式为：
其中，λ为校正系数，取值范围为0-1，l2为采摘高度，单位为m，α为支架与水平面之间的夹角，单位为°，ni为驱动电机的实时转速，单位为r/min，nmax为驱动电机的最大转速，单位为r/min，f为摩擦系数，l1为六边形板边长，单位为cm，r为圆形板半径，单位为cm，d1为第一连接绳长度，单位为m，d2为第二连接绳长度，单位为m。
在本发明中作为一种优选，为校正系数λ取0.03。
在采摘机工作时，苹果的直径大小为7-9cm，枝叶的直径为1.5-3cm，电机的最大工作转速设定为500r/min。
初始状态时，支架与水平面之间的夹角为45°，电机的转速为100r/min，f＝0.1，l1为28cm，r为20cm，d1为1m，d2为0.6m，经计算，此时的距离值δ＝0.0378m＝3.78cm，该数值大于枝叶的直径，小于苹果的直径，符合设计要求。
在工作状态时，电机的转速为300r/min，支架与水平面之间的夹角为60°，经计算，此时的距离值δ＝0.0488m＝4.88cm，该数值大于枝叶的直径，小于苹果的直径，符合设计要求。
通过第一连接绳和第二连接绳交错剪应力将苹果错下，同时因连接绳具有的韧性和弹性，不会对苹果造成较大的损伤。第一连接绳与第二连接绳之间的间隙经过设计，大于枝叶直径而小于果实直径，在扭断果实的同时不会损伤枝叶，提高苹果采摘的质量和采摘效率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。