CN104871735A - 气吸式水果采摘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气吸式水果采摘器，包括带有中空通道的支撑杆、位于支撑杆一端的手柄、位于支撑杆另一端的真空吸盘、与所述中空通道相连且受控于手柄的负压装置，所述支撑杆为活动插接的两子段，两子段之间设有相互配合的滚珠丝杠机构，所述真空吸盘上带有吸孔，真空吸盘与支撑杆之间通过缓冲软管连接，在支撑杆的中空通道内设有与所述吸孔相配合的密封挡片。本发明的采摘器因负压产生拉力和扭转力，只需将真空吸盘对准水果即可自动完成采摘动作，使用方便，结构简单，可大大提高水果的采摘效率；采摘器与水果软性接触，避免了实用刀具对果柄剪切，可防止采摘器对水果造成机械损伤。

Description

气吸式水果采摘器

技术领域

本发明涉及一种水果采摘机，尤其涉及一种气吸式水果采摘器。

背景技术

水果是我国继粮食、蔬菜之后的第三大种植作物，已成为许多地区农村经济发展的一大支柱产业。我国目前的水果种植面积为840万公顷，占世界果树总面积的21％左右；水果年总产量达5900多万吨，占世界果品总产量的13.4％，这两项指标都已跃世界第一。

水果采收作为果园生产全过程中的一个重要环节，具有季节性强和劳动密集型的特点，所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的35％～45％。采收作业质量的好坏直接关系到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。

目前我国的水果采收绝大部分还是以人工采摘为主。特别是对于高位水果，比如苹果、梨、橘子等，其采摘最常用的工具是梯子和长杆；用梯子采摘高位水果时要在梯子上频繁的爬上爬下，一旦变化采摘位置还要进行梯子的移动和升降，影响水果的采摘效率；用长杆采摘高位水果，虽然效率较高，但长杆打落的水果没有经过挑选，且在打落过程中，果树和水果会受损伤，影响果树下一季的产量。总之，人工采摘需要劳动力多、劳动强度大且效率低下，与农业劳动力短缺和人工成本升高的现实相矛盾。

目前，出现许多用于采摘高位水果的水果采摘器。例如，公开号为CN203951855 U的中国实用新型专利公开了一种手持气动水果剪摘机，该手持气动水果剪摘机包括剪切刀、托架、单作用气缸、铰座、压缩空气管、长杆、进气管、连杆及连杆销，剪切刀上设有剪轴及剪切刀口，所述剪切刀的两端通过两个连杆销将两根连杆连接并固定在托架上，两根连杆的另一端通过一个连杆销与单作用气缸的一端连接并固定在托架上，单作用气缸的另一端通过铰座固定在长杆上，单作用气缸上的压缩空气管与进气管相通，进气管上设有压缩空气入口，长杆的上端为半U字型结构，长杆上设有扳机及手持操作把，该实用新型手持气动水果剪摘机在地面上就可以摘到高处的水果，采用压缩空气为动力，减轻人力消耗，提高工作效率。

公开号为CN104429359A的中国发明专利公开了一种负压与扭簧联合作用的果实采摘装置，该采摘装置的圆筒前方下面开口，前端连接有球状圆弧刀片，底端开方孔并设有固定导轨与负压吸管相连。通过负压吸管产生的负压让吸盘将树上的果实吸住，此时伸缩电机通过齿轮副带动螺纹吸管将水果牵引向圆筒；当水果接近圆筒时，绷紧扭簧的伺服电机断电，扭簧的回复力驱动球状圆弧刀片转动并产生巨大的冲击力来剪切已定位好水果果蒂，与此同时负压吸管断气，剪切后的水果便在重力作用下脱离吸盘落入输送袋。该发明采用负压吸盘吸住果实并利用扭簧的回复力驱动球状圆弧刀片切割水果果蒂，特别适合于果梗木质化高的柑橘、苹果、梨子、以及桃子等冠状树上的圆形水果。

上述两个技术方案虽然提高了高位水果的采摘效率，但是这两种技术方案都带有刀具，需对水果的柄进行剪切，所带刀具容易误伤水果。

公开号为CN 102612925 A的中国发明专利公开了一种用于水果采摘机器人的末端执行器，所述末端执行器包括：套筒单元和气囊单元；所述套筒单元为前后端开口的筒状结构；所述气囊单元设置在所述套筒单元的内部，利用自身的充放气过程实现对果实的采摘。该技术方案在使用过程中虽然不会划伤果实，但是需要气囊充放气来夹持水果，结构复杂，使用不方便。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、采摘效率高并且不易误伤水果的气吸式水果采摘器，适用于高位水果的采摘。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种气吸式水果采摘器，包括带有中空通道的支撑杆、位于支撑杆一端的手柄、位于支撑杆另一端的真空吸盘、与所述中空通道相连且受控于手柄的负压装置，所述支撑杆为活动插接的两子段，两子段之间设有相互配合的滚珠丝杠机构，所述真空吸盘上带有吸孔，真空吸盘与支撑杆之间通过缓冲软管连接，在支撑杆的中空通道内设有与所述吸孔相配合的密封挡片。

本发明的气吸式水果采摘器，通过负压作用将水果吸附在真空吸盘上，中空通道内形成负压，通过滚珠丝杠机构配合的两子段之间会旋转收缩，在上端子段与果柄之间产生扭转力，从而利用负压产生的拉力和旋钮力摘下水果；在滚珠丝杠机构结束旋转时，连接真空吸盘的缓冲软管同时收缩后，密封挡片堵住真空吸盘的吸孔，摘下的水果失去负压的吸附作用，从真空吸盘上掉落，此时关闭负压装置，滚珠丝杠机构在复位弹簧作用下使得两子段杆件复位，缓冲软管在自身的弹性作用力下复位，进行下一个采摘动作。本发明的采摘器因负压产生拉力和扭转力，只需将真空吸盘对准水果即可自动完成采摘动作，使用方便，结构简单，可大大提高水果的采摘效率。

本发明的真空吸盘采用软性橡胶材质，同时真空吸盘边缘采用圆角或倒角设计，最大限度的减小采摘器对水果的机械损伤。

本发明的缓冲软管为波纹状塑料管，且具有一定的回弹力，在中空通道内的负压作用消失后，缓冲软管在自身回弹力的作用下可自动复位。

作为优选，所述支撑杆上绕有收集管，收集管的入口端带有邻近真空吸盘的扩口段。水果采摘下后，由于失去真空吸盘的负压作用，在自身的重力作用下掉入收集管的扩口段，通过收集管引导落入收集容器中，可防止采摘下的水果直接掉落，损伤水果。

作为优选，所述收集管的管壁带有可形变的扩张段，该扩张段沿长度方向纵贯整个收集管。沿收集管长度方向设置的扩张段可调节收集管的内径，以使本发明的采摘器适用于采摘不同大小、种类的水果。

收集管可采用塑料波纹软管，旋转的收集管可减缓水果下落的速度，减小下落过程对水果造成的损伤。

作为优选，所述两子段之间设有复位弹簧。在采摘器完成一个采摘动作后，关闭负压装置，解除中空通道的负压，复位弹簧使两子段复位，进行下一个采摘动作。

作为优选，所述支撑杆的中空通道内设有固定销，所述密封挡片通过与固定销垂直的连杆安装在中空通道内。

作为优选，所述负压装置为引风机，手柄上设有用于控制引风机的开关。负压装置采用小型的引风机，可系在腰上、背负或者手推，使本发明的气吸式水果采摘器轻便、便携。

作为优选，所述手柄与支撑杆之间的夹角为120～160度。可以保证水果在重力作用下掉进收集管中，减小水果直接掉落地面造成损伤的可能性。

与现有技术相比，本发明的有益效果体系在：

本发明的采摘器因负压产生拉力和扭转力，只需将真空吸盘对准水果即可自动完成采摘动作，使用方便，结构简单，可大大提高水果的采摘效率；采摘器与水果软性接触，避免了实用刀具对果柄剪切，可防止采摘器对水果造成机械损伤。

附图说明

图1为本发明的气吸式水果采摘器的结构示意图；

图2为本发明的真空吸盘的局部结构示意图；

图3为本发明的两子段连接处的局部结构示意图；

图4为本发明的收集管的局部结构示意图。

上述附图中：

1、手柄；2、支撑杆；21、第一子段；22、第二子段；23、滚珠丝杠机构；24、复位弹簧；25、弹簧挡板；3、真空吸盘；31、吸孔；32、缓冲软管；33、密封挡片；34、固定销；35、连杆；4、收集管；41、波纹软管；42、扩口段；43、扩张段；5、负压装置连接孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

如图1所示，一种气吸式水果采摘器，包括支撑杆2(支撑杆2中空，形成中空通道)、位于支撑杆2一端的手柄1、位于支撑杆另一端的真空吸盘3、与中空通道通过负压装置连接孔5连接的负压装置(手柄1上设有控制负压装置的开关)，支撑杆2上绕有收集管4，收集管的入口端带有邻近真空吸盘的扩口段42。支撑杆2包括第一子段21和第二子段22，两子段通过滚珠丝杠机构23活动插接，第一子段21连接手柄1，第二子段22连接真空吸盘3。

如图2所示，真空吸盘3上带有吸孔31，真空吸盘3与第二子段2之间通过缓冲软管32连接。真空吸盘3可采用软性橡胶材质，且真空吸盘3的边缘采用圆角或倒角结构，使真空吸盘3与水果软接触，减小采摘器对水果的损伤。缓冲软管32采用波纹状塑料管，且具有一定的回弹力，在中空通道内的负压作用消失后，缓冲软管32在自身回弹力的作用下可自动复位。

在支撑杆2的中空通道内设有与吸孔31相配合的密封挡片33，中空通道内固定有固定销34，密封挡片33固定在与固定销34垂直的连杆35上。

如图3所示，第一子段21与第二子段22通过滚珠丝杠机构23活动插接。滚珠丝杠机构包括固定在第二子段22上的螺帽、第一子段21上与螺帽相配合的滚珠轨道。第一子段21上设有弹簧挡板25，弹簧挡板25与螺帽之间安装有复位弹簧24。

如图4所示，收集管4包括与真空吸盘3相邻的扩口段42、与扩口段42相连的波纹软管41。收集管4具有可形变的扩张段43，扩张段43沿收集管4的长度方向延伸。本实施例的扩张段43的形成为：把收集管4沿其长度方向剪开，用布条编织连接裂缝。这样设置可以调整收集管4的内径大小，使采摘器适用于不同大小的水果的采摘，并且有效增加软性缓冲。

本实施例的负压装置为小型的引风机，引风机可系在腰上或者背在背上或者用手推车手推，使采摘器轻便、便携。当然负压装置也可采用其他可产生负压的装置。

本实施例的气吸式水果采摘器，其手柄1与支撑杆2之间的夹角为135度，这样设置可以使采摘下的水果更容易落入收集管4的扩孔段内，减小水果直接掉落到地上的可能性。

本发明的气吸式水果采摘器的工作过程是这样的：将真空吸盘3对准水果，利用手柄1上的开关打开负压装置，则支撑杆2内的中空通道内形成负压，负压使真空吸盘3吸附水果；支撑杆2在负压作用下引起第一子段21与第二子段22之间相对收缩，在滚珠丝杠机构23的作用下，第一子段21与第二子段22之间形成扭转力，在拉力和扭转力作用下这段果柄，将水果摘下；水果摘下后，负压使缓冲软管32收缩直至密封当片33将吸孔31堵住，水果失去负压的吸附作用，由于自身的重力作用掉入收集管的扩口段42，在波纹软管41的引导下进入收集容器中；水果脱离真空吸盘3后，通过手柄1关闭负压装置的开关，中空通道内的负压作用消失，缓冲软管32在自身回弹力的作用下复位，而第一子段21与第二子段22通过复位弹簧复位，即可进入下一个采摘动作。

以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种气吸式水果采摘器，包括带有中空通道的支撑杆、位于支撑杆一端的手柄、位于支撑杆另一端的真空吸盘、与所述中空通道相连且受控于手柄的负压装置，其特征在于，所述支撑杆为活动插接的两子段，两子段之间设有相互配合的滚珠丝杠机构，所述真空吸盘上带有吸孔，真空吸盘与支撑杆之间通过缓冲软管连接，在支撑杆的中空通道内设有与所述吸孔相配合的密封挡片。

2.根据权利要求1所述的气吸式水果采摘器，其特征在于，所述支撑杆上绕有收集管，收集管的入口端带有邻近真空吸盘的扩口段。

3.根据权利要求2所述的气吸式水果采摘器，其特征在于，所述收集管的管壁带有可形变的扩张段，该扩张段沿长度方向纵贯整个收集管。

4.根据权利要求1所述的气吸式水果采摘器，其特征在于，所述两子段之间设有复位弹簧。

5.根据权利要求1所述的气吸式水果采摘器，其特征在于，所述支撑杆的中空通道内设有固定销，所述密封挡片通过与固定销垂直的连杆安装在中空通道内。

6.根据权利要求1所述的气吸式水果采摘器，其特征在于，所述负压装置为引风机，手柄上设有用于控制引风机的开关。

7.根据权利要求1所述的气吸式水果采摘器，其特征在于，所述手柄与支撑杆之间的夹角为120～160度。