CN103548495B - 果实采摘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械领域，具体而言，涉及一种果实采摘机，包括：底板和置于底板上的刀具、轻触式开关、步进电机以及控制器；轻触式开关与控制器连接，用于将轻触信号转换为电信号，并将电信号发送给控制器；控制器与步进电机连接，用于接收电信号，根据电信号得到控制信号，并将控制信号发送给步进电机；步进电机接收控制信号，并根据控制信号运行；刀具与步进电机转动连接。本发明提供的果实采摘机，解决了现有的果实采摘技术，需要采摘人员在采摘时为剪刀提供较大的夹紧力，从而耗费了较大的劳动力的问题。

Description

果实采摘机

技术领域

本发明涉及机械领域，具体而言，涉及一种果实采摘机。

背景技术

目前对商品果进行采摘一般采用如下方法，具体包括：对于有梗洼的商品果，例如苹果，在采摘的时候，首先用手轻轻握住果实，食指按住果柄，然后用手将果柄向上掀，使果柄与果枝分离开，接着轻轻取下果实，最后将果实放到果篮里；对于无梗洼的商品果，例如橙子，在采摘的时候，首先用一只手握住果实，然后用另一只手拿着剪刀将果实的果梗剪断，接着轻轻取下果实，最后将果实放到果篮里。

在实现上述商品果采摘的过程中，对于有梗洼的商品果，在使用上述采摘方法进行采摘后，在果柄与果枝没有分离开的情况下，为了避免果枝随果实一起采下，用户需要用剪刀将果梗与果枝剪断；对于无梗洼的商品果，采摘人员整个采摘过程都需要手持剪刀，将果实的果梗剪断。这两种情况下的采摘方法，采摘人员在采摘时均需要为剪刀提供较大的夹紧力，从而耗费了较大的劳动力。

发明内容

本发明实施例提供的一种果实采摘机，能够解决现有采摘果实技术中，需要采摘人员在采摘时为剪刀提供较大的夹紧力，从而耗费了较大劳动力的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

在本发明的实施例中提供了一种果实采摘机，包括底板和置于底板上的刀具、轻触式开关、步进电机以及控制器；

轻触式开关与控制器连接，用于将轻触信号转换为电信号，并将电信号发送给控制器；

控制器与步进电机连接，用于接收电信号，根据电信号得到控制信号，并将控制信号发送给步进电机；

步进电机接收控制信号，并根据控制信号运行；

刀具与步进电机转动连接。

本发明提供的一种果实采摘机，采摘人员可以手持所述果实采摘机，将果实采摘机接近果实，当果实触碰到轻触式开关后，轻触式开关将触碰信号转换为电信号并发送给控制器，控制器接收所述电信号并得到控制指令，然后发送所述控制指令使步进电机运行，同时刀具与步进电机转动相连，当步进电机转动时也带动刀具转动，从而实现自动对商品果进行切割，以达到采摘的目的，与现有果实的采摘，需要采摘人员在采摘时为剪刀提供较大的夹紧力的采摘过程相比，无需采摘人员提供夹紧力，自动剪切果实的果梗，大大减少了采摘人员的劳动力。

附图说明

图1为本发明提供的果实采摘机的立体图；

图2为本发明提供的果实采摘机的侧视图；

图3为本发明提供的底板的立体图；

图4为本发明提供的果实采摘机的信号接收装置的主视图；

图5为本发明提供的果实采摘机的侧视图；

图6为本发明提供的外壳的主视图；

图7为本发明提供的刀具的立体图；

图8为本发明提供的底板的俯视图；

图9为本发明提供的外壳的俯视图；

图10为本发明提供的刀具的主视图；

图11为本发明提供的步进电机与刀具连接的立体图；

图12为本发明提供的步进电机带动刀具逆时针转动俯视图；

图13为本发明提供的步进电机带动刀具逆时针转动俯视图；

图14为本发明提供的底套固定在果实采摘机底板上的立体图；

图15为本发明提供的底套的仰视图；

图16为本发明提供的电源开关的立体图；

图17为本发明提供的果实采摘机采摘苹果的示意图；

图18为本发明提供的果实采摘机采摘橙子的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例提供的果实采摘机结构如图1和图2所示，包括底板11和置于所述底板11上的刀具12、轻触式开关13、步进电机14以及控制器15；轻触式开关13与控制器15连接，用于将轻触信号转换为电信号，并将电信号发送给控制器15；控制器15与步进电机14连接，用于接收电信号，根据电信号得到控制信号，并将控制信号发送给步进电机14；步进电机14接收控制信号，并根据控制信号运行；刀具12与步进电机14转动连接。

本实施例中，刀具12、轻触式开关13、步进电机14以及控制器15配置在底板11上，目的是将这些器件固定，以便这些器件连接起来可以正常工作。其中，刀具12与步进电机14转动连接，是为了步进电机14在运行时，可以同步带动刀具12转动，用以切割目标果实。本实施例中的控制器15可以为单片机，由单片机接收轻触式开关13发送的轻触信号，然后将该轻触信号发送给步进电机14，以控制步进电机14工作。其中本实施例中的控制器15是以单片机为例进行说明，但是本发明的控制器15并不限定于此。

本发明提供的一种果实采摘机，采摘人员可以手持所述果实采摘机，将果实采摘机接近果实，当果实触碰到轻触式开关后，轻触式开关将触碰信号转换为电信号并发送给控制器，控制器接收所述电信号并得到控制指令，然后发送所述控制指令使步进电机运行，同时刀具与步进电机转动相连，当步进电机转动时也带动刀具转动，从而实现自动对商品果进行切割，以达到采摘的目的，与现有果实的采摘，需要采摘人员在采摘时为剪刀提供较大的夹紧力的采摘过程相比，无需采摘人员提供夹紧力，自动剪切果实的果梗，大大减少了采摘人员的劳动力。

进一步的，如图3所示，底板11设置有矩形块110；矩形块110设置有第一螺纹孔；步进电机14通过第一螺纹孔固定在矩形块110上。具体的，矩形块110上设置有第一螺纹孔1101以及第一螺纹孔1102，步进电机14通过螺纹孔1101以及螺纹孔1102固定在矩形块110上。进一步的，如图4所示，本发明实施例提供的果实采摘机还包括：圆管21和弹簧22；如图3所示，矩形块110的中部设置有第一通孔1103，圆管21置于第一通孔1103内；具体的，轻触式开关13以及弹簧22置于圆管21内；弹簧22的一端与步进电机14抵接，另一端与轻触式开关13抵接；轻触式开关13设置有轻触敏感部131，轻触敏感部131凸出到底板11外。

本实施例中，轻触式开关13为一种简单的电子元件，其中设置有轻触敏感部131，是为了果实触碰到轻触式开关的轻触敏感部131时，该轻触敏感部131能产生一个脉冲电信号，并发送给控制器15。其中，该轻触敏感部131凸出于底板11的下部，是为了方便目标果实触碰该轻触敏感部131。其中，矩形块的优选材质为塑料，因为塑料材质轻盈，且容易固定步进电机。需要说明的是，本发明中矩形块使用的材质并不限于此。

具体的，第一通孔1103为螺纹孔，图4中，211表示圆管上部，212表示圆管下部，圆管上部211的外侧设置为螺纹状，使其能够在第一通孔1103内可以上下旋动。当采摘有梗洼果实时，使轻触式开关13凸出于底板11的长度适合有梗洼水果，此处的调节过程，需要采摘人员自己根据需要采摘的目标果实进行选择和调试；在采摘无梗洼果实时，可以转动圆管21，将圆管21下旋，使圆管21凸出与第一通孔1103下部，圆管21的具体的下旋长度在后面的实施例中有详细描述，本实施例在此不作赘述。在本实施例中，圆管21的上部设置为螺纹状，但是本发明并不局限于此。

圆管21下侧底口的直径小于上侧顶口的直径，本实施例中，以下侧底口直径为上侧顶口直径的四分之三为例进行说明。另外，轻触式开关13还设置有固定端132，并设置为长方体，敏感部131设置为圆柱体，且固定端132的较长的边为圆管21上侧顶口直径的四分之三，敏感部131的直径为圆管21上侧顶口的三分之二，以便保证轻触式开关13可以放置于圆管21内，使敏感部131可以凸出于圆管21下侧的底口，且固定端132固定于圆管21内。另外，如图5所示，弹簧22的一端与步进电机14顶部相连，另一端与轻触式开关13的固定端132相连。需要说明的是，本实施例中设置的具体数值仅是本发明保护的一部分，而本发明的这些数值并不限定于此。

进一步的，如图6所示，本发明实施例提供的果实采摘机还包括：外壳31；外壳31固定在底板11上。

具体的，底板11上设置有螺纹孔，外壳31上也设置有螺纹孔，外壳31通过螺纹孔固定在底板11上。其中，外壳31整体呈马鞍状，目的是为了使采摘人员手持方便；另外，外壳31两侧还设置有防掉弹性扣环316，供采摘人员的大拇指和其他手指放置，方便采摘人员手持该果实采摘机。

另外，外壳31，用于保护果实采摘机的其他组成部件，防止这些部件损坏，或者这些部件由于接触外界而不能正常使用，同时，外壳31还用于固定这些器件之间的连接，使得这些部件不会由于松动而掉出来。

进一步的，如图7所示，刀具12包括中心轴121、定位部122、刀头123以及第一齿轮124；定位部122为四分之一球状，刀头123相对于定位部122固定在中心轴121上，第一齿轮124与中心轴121转动连接；其中，定位部122分设置为四分之一球状，是为了便于底板11和步进电机14相配合；刀头123固定在中心轴121上，以便中心轴121转动时，可以带动刀头123转动。其中，考虑到有些果实的果梗较小且脆，例如苹果，易割断；有的果树的果梗较大、韧性较好，例如橙子，这样的设计能有效防止果梗朝外滑出。

如图8所示，底板11设置有第一凹陷部116，第一齿轮124置于第一凹陷部116处；第一凹陷部116的底部设置有第一盲孔117，如图9所示，外壳设置有第二盲孔317；如图12所示，中心轴121一端置于第一盲孔117处，另一端置于第二盲孔317处；定位部122和刀头123分别与第一凹陷部116的内表面滑动配合；这样设计主要是为了固定中心轴121，使中心轴121不会来回晃动，只能固定的转动，防止由于中心轴121晃动带动刀具12转动，而使刀具12伤害果实或者伤害到采摘人员。如图10所示，其中，刀头123设置有两片刀刃1231，定位部122和刀头123分别与底板11内表面相配合，使刀刃1231固定在底板11的内表面，当中心轴121转动时，可以带动刀刃1231转动，从而切割果实。

具体的，轻触式开关13的凸出长度小于第一凹陷部116，避免由于轻触式开关13凸出太长，导致果实或者人手误碰轻触式开关13，从而产生误操作，致使刀具12伤害到果实；圆管21下旋，使其凸出与第一通孔1103下部，并且轻触式开关13与第一凹陷部116处于同一水平面，或者轻触式开关13置于第一凹陷部116下部，目的是为了抵消第一凹陷部116的凸起，避免了第一凹陷部116的凸起挡住目标果实，从而导致目标果实不能触碰到轻触式开关13。

如图11所示，步进电机14设置有第二齿轮141，矩形块110设置有第二凹陷部1104，第二齿轮141置于第二凹陷部1104处，第一齿轮124置于第一凹陷部116处，且第二齿轮141与第一齿轮124相啮合，使第二齿轮141转动的同时能够带动第一齿轮124转动。

具体的，如图12所示，在采摘第一个果实时，控制器15接收到控制信号，控制第二齿轮141顺时针转动并带动第一齿轮124逆时针转动，此时刀具12切割第一个果实；如图13所示，当采摘第二个果实时，第二齿轮141继续逆时针转动120°，切割果梗，采摘第三个和第四个果实时，同采摘的第二个果实的方法。需要说明的是，当采摘到第四个果实时，第一齿轮124恰好旋转一圈，且第二齿轮141回归到原始位置。需要说明的是，本实施例中，第二齿轮141顺时针转动，从而带动第一齿轮124逆时针转动，但是本发明并不限定于此。

其中，刀具12的优选材质为金属，金属的硬度大，且易切割果梗，但是本发明并不限定于此。

本发明实施例中，底板11下部的第一凹陷部116与果实形体相配，既能方便采摘人员采摘，又能保护轻触式开关13，防止采摘人员产生误操作，同时较为锋利的刀具12置于第一凹陷部116中，剪切果实的动作在内进行，既不伤人，又不伤苹果。

进一步的，如图8所示，底板11设置有引导槽118，引导槽118延伸至所述第一凹陷部116并与第一凹陷部116连通。引导槽118设置有引导齿1181，本实施例中，引导槽118置于刀头123的上方，是为了将目标果实沿着引导齿1181引导至刀头123处，方便对果实的采摘，避免了寻找目标果实的麻烦。需要说明的是，上述实施例中，当采摘第四个果实时，第一齿轮124以及第二齿轮141回归到初始位置，避免了由于步进电机的旋转误差造成刀具12堵塞引导槽118，另需说明的是，本发明并不限于采摘四个果实为一个周期。其中，引导槽118的终端接近中心轴121，在相同力矩的情况下，对果实的果梗产生的剪切力更大，所以剪切果梗效果较好。

进一步的，如图14所示，本发明实施例提供的果实采摘机还包括：底套41。

如图15所示，底套41上设置有第二螺纹孔以及第二通孔413；底套41通过第二螺纹孔固定在底板11的下部，第一凹陷部116置于第二通孔413中，并与第二通孔413处于同一水平面。

具体的，底套41设置有螺纹孔411以及螺纹孔412，底板11设置有螺纹孔181以及182，螺纹孔411与螺纹孔181通过螺钉连接，螺纹孔412与螺纹孔182通过螺钉连接。底板11的第一凹陷部116凸出于底板11下部，在对无梗洼水果进行切割的时候，可能会误碰到果实，或者使人手误碰到该凸起部，触碰到刀具，从而伤害果实，并且，采摘人员手持果实采摘机时，也给采摘人员带来不好的体验。固定底套41的目的是为了盖住第一凹陷部116凸起部分，以解决上述问题。

其中，底套41的材质优选为塑料材质，塑料材质轻盈且不会伤害果实；也可以为金属类的材质，但金属硬度大，且质量重，不但容易伤害果实，也给采摘人员增加重量负担。需要说明的是，本发明的材质并不局限于这两种材质。

进一步的，如图16所示，本发明实施例提供的果实采摘机还包括：电源开关51，使用电源开关51的目的是为了方便的控制该果实采摘机。

如图8所示，底板11还设置有第三通孔120；电源开关51置于第三通孔120中。具体的，如图16所示，电源开关51设置有固定部位511以及控制部位512。其中，控制部位512朝下并凸出于底板11下部。设置电源开关51是为了方便采摘人员控制该果实采摘机。优选的，第三通孔120设置为矩形。

进一步的，如图1所示，本发明实施例提供的果实采摘机还包括：驱动器61。驱动器61置于步进电机14与控制器15之间；驱动器61接收控制信号，并将控制信号放大，然后发送给步进电机14，以便步进电机14更好的接收控制信号。进一步的，如图3所示，所述底板11设置有电池盒161。设置电池盒161的目的是为了方便该果实采摘机连接电源，优选的，电池盒161为长方体，且为塑料材质；所用电池为两节5V可充电锂离子电池。

本实施例中，使用可充电锂离子电池的续航能力强，控制步进电机14的程序只需使转轴正反转动120°，避免浪费多余电力；同时其采用的小巧5V可充电锂离子电池，电力充足，并在操作时可更换电池，使可操作时间更长。

进一步的，本发明在结合具体的采摘苹果的过程，如图17所示，对该果实采摘机进行说明。

具体的，开始采摘苹果，首先打开底板11底部矩形槽内的开关，接着一只手握住苹果，另外一只手的手掌握住采摘器马鞍形后部，其中，左侧为图中画出来的一侧，使拇指套入图中左侧的防掉弹性扣环316中，与左侧相对的一侧就是右侧；在使中指、无名指分别套入外壳右侧的防掉弹性扣环316中；采摘时，将果实采摘机向果梗方向移动，使果梗经两引导齿1181中间顺引导槽118移动，当移动至引导槽118终端时，果实采摘器顺果梗向下移，直至其底板凸出的敏感区接触苹果的果梗附近的表面，经过苹果果实的轻微触碰，将触碰信号转换为脉冲电信号，并发送给单片机，单片机接收该信号后产生控制信号，然后发送给驱动器，接着，驱动器接收控制信号，并将控制信号放大，发送给步进电机，从而使步进电机转轴顺时针旋转120°，同时带动刀具逆时针转动，在梗洼内割断果梗。

目前苹果等有梗洼的果实的采摘方法，需要采摘人员用手轻轻握住果实，食指按住果柄，然后用手将果柄向上掀，使果柄与果枝分离开，使用本发明提供的果实采摘机，在采摘苹果等有梗洼的果实时，还可以避免上述采摘过程的复杂性，同时减少了采摘人员的劳动力。

进一步的，本发明在结合具体的采摘橙子的过程，如图18所示，对该果实采摘机进行说明。

采摘橙子之前，需要将底套固定在底板下表面，盖住底板凸起的下部分，其具体的采摘方式与采摘苹果的过程相似，本实施例在此不作赘述。

需要说明的是，本发明不限于苹果、橙子等果实的采摘。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种果实采摘机，其特征在于：包括底板和置于所述底板上的刀具、轻触式开关、步进电机以及控制器；

所述轻触式开关与所述控制器连接，用于将轻触信号转换为电信号，并将所述电信号发送给所述控制器；

所述控制器与所述步进电机连接，用于接收所述电信号，根据所述电信号得到控制信号，并将所述控制信号发送给所述步进电机；

所述步进电机接收所述控制信号，并根据所述控制信号运行；

所述刀具与所述步进电机转动连接。

2.根据权利要求1所述的果实采摘机，其特征在于，所述底板上设置有矩形块；

所述矩形块设置有第一螺纹孔；

所述步进电机通过所述第一螺纹孔固定在所述矩形块上。

3.根据权利要求2所述的果实采摘机，其特征在于，还包括：圆管和弹簧；

所述矩形块的中部设置有第一通孔，所述圆管置于所述第一通孔内，所述轻触式开关以及所述弹簧置于所述圆管内；

所述弹簧的一端与所述步进电机抵接，另一端与所述轻触式开关抵接；

所述轻触式开关设置有轻触敏感部；所述轻触敏感部凸出到所述底板外。

4.根据权利要求3所述的果实采摘机，其特征在于，还包括：外壳；

所述外壳固定在所述底板上。

5.根据权利要求4所述的果实采摘机，其特征在于，所述刀具包括中心轴、定位部、刀头以及第一齿轮；

所述定位部为四分之一球状，所述刀头相对于所述定位部固定在所述中心轴上，所述第一齿轮与所述中心轴转动连接；

所述底板设置有第一凹陷部，所述第一齿轮置于所述第一凹陷部；所述第一凹陷部的底部设置有第一盲孔，所述外壳设置有第二盲孔，所述中心轴的一端置于所述第一盲孔处，另一端置于所述第二盲孔处；所述定位部和所述刀头分别与所述第一凹陷部的内表面滑动配合；

所述步进电机设置有第二齿轮，所述矩形块设置有第二凹陷部，所述第二齿轮置于所述第二凹陷部，且所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合。

6.根据权利要求5所述的果实采摘机，其特征在于，所述底板上设置有引导槽；

所述引导槽延伸至所述第一凹陷部，并与所述第一凹陷部连通。

7.根据权利要求6所述的果实采摘机，其特征在于，还包括：底套；

所述底套上设置有第二螺纹孔以及第二通孔；

所述底套通过所述第二螺纹孔固定在所述底板的下部，所述第一凹陷部置于所述第二通孔中，并与所述第二通孔处于同一水平面。

8.根据权利要求7所述的果实采摘机，其特征在于，还包括：电源开关；

所述底板上设置有第三通孔；

所述电源开关置于所述第三通孔中。

9.根据权利要求8所述的果实采摘机，其特征在于，还包括：驱动器；

所述驱动器置于所述步进电机与所述控制器之间；所述驱动器接收所述控制信号，并将所述控制信号放大，然后发送给所述步进电机。

10.根据权利要求9所述的果实采摘机，其特征在于，所述底板上设置有电池盒。