CN105660040B - 一种手动剪切番茄摘取装置 - Google Patents

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Abstract

一种手动剪切番茄摘取装置，该装置包括手动剪切机构、曲柄滑块机构、番茄锁紧结构、花梗摘取夹紧结构。手动剪切机构包括剪切手柄Ⅰ、剪切手柄Ⅱ、斜杆、L形杆、凹槽。曲柄滑块机构包括短斜杆、直杆、套筒。番茄锁紧结构包括紧固圆盘、机架、连接杆、调节杆、锁紧杆、番茄套。花梗摘取夹紧结构包括紧固夹、销轴、一级花梗孔、二级花梗孔。手动剪切机构打开，番茄锁紧结构对番茄进行初步包裹，同时花梗摘取夹紧结构对番茄的花梗、萼蔓进行固定。手动剪切机构关闭，曲柄滑块机构平行移动，番茄锁紧结构对番茄进行紧固，利用曲柄滑块机构与花梗摘取夹紧结构的配合，将番茄完成剪切。

Description

一种手动剪切番茄摘取装置
技术领域
本发明涉及手动剪切番茄摘取装置，属于农业器械自动化发展技术领域。
背景技术
随着番茄种植面积的不断增大，摘取番茄逐渐成为农民们头疼的一个问题。现在大部分农民直接用手摘取，一只手捏住花梗，另一只手摘。即使有农民用剪刀剪断花梗摘取，但因番茄的花梗有苦味，所以在上市之前必须摘掉，市场上卖的番茄都是没有花梗的，故这样剪下的番茄之后还需要摘掉留在番茄上的花梗，而这依旧会使手部磨损溃烂。由于是手对把的压力提供摩擦力与摘番茄的力相平衡，所以需要手指提供很大的压力，会受到很大程度的磨损。很多长期从事摘番茄的农民手部溃烂，惨不忍睹。
在美国，由于政府采取了严格的边境管理政策，一些依靠外来移民劳动力的农场主正将他们的视野转向一种正在发展中的新一代摘果机器人。Energid获得美国农业部的资金正在开发一种收获柑橘的机器人。所开发的机器人具有机器视觉和操作的能力，适用于收获柑桔、苹果以及其他种类的水果。
Energid科技公司的方案结合了机器人的智能和批量收获的经济性。使用一个低成本的机制，通过视觉传感器和高速的计算机进行信息处理和控制。水果摘取的末端执行器为一次性使用，可快速更换，维修费用低廉。该系统可以远程或附近控制，系统的设计目标是，每秒钟摘取32个水果，持续摘取16次，留在树上的水果将少于4％。
在日本，农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题十分突出，为了解决这一问题，日本开发出了一系列不同用途的农业机器人，这其中就包括采摘水果的机器人。
上述机器人虽然效率很高，可以大大减轻农民负担，但价格昂贵，大多数农民无法承担。所以研制一款简易番茄摘取装置，减轻广大农民朋友采摘番茄过程中的手部负担。
番茄在我国的种植范围几乎覆盖全国，种植面积居世界前列。其采摘是劳动密集型作业。随着社会经济现代化和商品化发展，也为了满足人们对番茄的巨大需求，番茄种植园规模也越来越大，而这就产生了番茄采摘的难题。原有的纯手工采摘番茄成本高、时间长、且质量难以保证。然而，现有的工业摘水果机器人价格昂贵，很多农民无法承担。
发明内容
本发明的目的在于提出一种手动剪切番茄摘取装置，基于以上背景技术现状，设计了一款简易番茄摘取装置，极大节省人力的同时，也保证了番茄的高品质和卫生要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种手动剪切番茄摘取装置，该装置包括手动剪切机构、曲柄滑块机构、番茄锁紧结构、花梗摘取夹紧结构。
手动剪切机构包括剪切手柄Ⅰ1、剪切手柄Ⅱ2、斜杆3、L形杆4、凹槽5。
曲柄滑块机构包括短斜杆6、直杆7、套筒8。
番茄锁紧结构包括紧固圆盘9、机架10、连接杆11、调节杆12、锁紧杆13、番茄套14。
花梗摘取夹紧结构包括紧固夹15、销轴16、一级花梗孔17、二级花梗孔18。
剪切手柄Ⅰ1与剪切手柄Ⅱ2通过销钉相连接组成剪切的驱动主体结构，剪切手柄Ⅰ1与剪切手柄Ⅱ2的底部结构相同，其利用剪刀原理进行工作；剪切手柄Ⅰ1的端部为斜杆3，斜杆3与剪切手柄Ⅰ1的底部的夹角为钝角；剪切手柄Ⅱ2的端部为L形杆4，L形杆4的一侧为水平另一侧为竖直结构。
所述斜杆3的端部设有凹槽5；曲柄滑块机构的短斜杆6的一端与凹槽5通过销钉连接，凹槽5的另一端与直杆7相连；短斜杆6斜向布置，直杆7水平布置。
番茄锁紧结构的紧固圆盘9安装在L形杆4的竖直端；紧固圆盘9的中间开有通孔；套筒8水平设置在紧固圆盘9的靠近斜杆3一侧；直杆7穿过套筒8后又穿过紧固圆盘9的通孔。
三组机架10沿紧固圆盘9的周向均匀对称布置；三组连接杆11沿直杆7的端部的轴向均匀对称布置；调节杆12与连接杆11相连接，锁紧杆13与机架10相连接；连接杆11与锁紧杆13之间通过调节杆12相连接；番茄套14设置在锁紧杆13的端部。
花梗摘取夹紧结构的紧固夹15通过销轴16固定在L形杆4的水平端，紧固夹15沿竖直方向上依次设有一级花梗孔17、二级花梗孔18；一级花梗孔17的直径小于二级花梗孔18的直径；一级花梗孔17用以锁紧番茄的花梗，二级花梗孔18用以锁紧番茄的萼蔓。
所述套筒8的一侧开有水平导槽，直杆7上设有滑块，滑块与水平导槽相配合，进而保证直杆7移动过程的稳定。
所述番茄套14为弧面弹性构件，防止番茄在剪切过程中被损坏。
所述机架10为曲杆。
所述番茄锁紧结构的各杆件能够沿杆件的方向移动，进而对番茄进行锁紧。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。
1、该装置结构简单、操作方便，能极大缓解番茄摘取过程中的各种难题，符合可持续发展和节约性社会理念。
2、该简易番茄摘取装置采用一系列巧妙机械联动装置,可以通过控制机械手张合摘取番茄，并可自由调节力度大小。
3、整个装置的成本低、易加工，符合产业的发展需求。
附图说明
图1是本发明的手动剪切机构图。
图2是本发明的三维立面结构图。
图3是本发明的番茄锁紧结构与花梗摘取夹紧结构图。
图4是本发明的整体结构示意图。
图5是本发明的主视图。
图6是本发明的俯视图。
图中：1—剪切手柄Ⅰ，2—剪切手柄Ⅱ，3—斜杆，4—L形杆，5—凹槽，6—短斜杆，7—直杆，8—套筒，9—紧固圆盘，10—机架，11—连接杆，12—调节杆，13—锁紧杆，14—番茄套，15—紧固夹，16—销轴，17—一级花梗孔，18—二级花梗孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
番茄的物理特性是采摘作业的研究基础，决定着简易番茄摘取装置的方案设计。普通番茄每个花束一般有3～5个果实，农民采摘时，需要把番茄摘下，不能把花梗留在上面。
手摘番茄靠手对花梗的压力提供摩擦力与摘番茄的力相平衡，因此需要很大的压力，捏住花梗的手会受到很大程度的磨损。所以通过改变摘番茄过程的施力方式来减轻手部负担。
如图1-6所示，一种手动剪切番茄摘取装置，该装置包括手动剪切机构、曲柄滑块机构、番茄锁紧结构、花梗摘取夹紧结构。
手动剪切机构包括剪切手柄Ⅰ1、剪切手柄Ⅱ2、斜杆3、L形杆4、凹槽5。
曲柄滑块机构包括短斜杆6、直杆7、套筒8。
番茄锁紧结构包括紧固圆盘9、机架10、连接杆11、调节杆12、锁紧杆13、番茄套14。
花梗摘取夹紧结构包括紧固夹15、销轴16、一级花梗孔17、二级花梗孔18。
剪切手柄Ⅰ1与剪切手柄Ⅱ2通过销钉相连接组成剪切的驱动主体结构，剪切手柄Ⅰ1与剪切手柄Ⅱ2的底部结构相同，其利用剪刀原理进行工作；剪切手柄Ⅰ1的端部为斜杆3，斜杆3与剪切手柄Ⅰ1的底部的夹角为钝角；剪切手柄Ⅱ2的端部为L形杆4，L形杆4的一侧为水平另一侧为竖直结构。
所述斜杆3的端部设有凹槽5；曲柄滑块机构的短斜杆6的一端与凹槽5通过销钉连接，凹槽5的另一端与直杆7相连；短斜杆6斜向布置，直杆7水平布置。
番茄锁紧结构的紧固圆盘9安装在L形杆4的竖直端；紧固圆盘9的中间开有通孔；套筒8水平设置在紧固圆盘9的靠近斜杆3一侧；直杆7穿过套筒8后又穿过紧固圆盘9的通孔。
三组机架10沿紧固圆盘9的周向均匀对称布置；三组连接杆11沿直杆7的端部的轴向均匀对称布置；调节杆12与连接杆11相连接，锁紧杆13与机架10相连接；连接杆11与锁紧杆13之间通过调节杆12相连接；番茄套14设置在锁紧杆13的端部。
花梗摘取夹紧结构的紧固夹15通过销轴16固定在L形杆4的水平端，紧固夹15沿竖直方向上依次设有一级花梗孔17、二级花梗孔18；一级花梗孔17的直径小于二级花梗孔18的直径；一级花梗孔17用以锁紧番茄的花梗，二级花梗孔18用以锁紧番茄的萼蔓。
所述套筒8的一侧开有水平导槽，直杆7上设有滑块，滑块与水平导槽相配合，进而保证直杆7移动过程的稳定。
所述番茄套14为弧面弹性构件，防止番茄在剪切过程中被损坏。
所述机架10为曲杆。
所述番茄锁紧结构的各杆件能够沿杆件的方向移动，进而对番茄进行锁紧。
手动剪切机构打开，番茄锁紧结构对番茄进行初步包裹，同时花梗摘取夹紧结构对番茄的花梗、萼蔓进行固定。
手动剪切机构关闭，曲柄滑块机构平行移动，番茄锁紧结构对番茄进行紧固，利用曲柄滑块机构与花梗摘取夹紧结构的配合，将番茄完成剪切。

Claims (5)

1.一种手动剪切番茄摘取装置，其特征在于：该装置包括手动剪切机构、曲柄滑块机构、番茄锁紧结构、花梗摘取夹紧结构；
手动剪切机构包括剪切手柄Ⅰ(1)、剪切手柄Ⅱ(2)、斜杆(3)、L形杆(4)；
曲柄滑块机构包括短斜杆(6)、直杆(7)、套筒(8)；
番茄锁紧结构包括紧固圆盘(9)、机架(10)、连接杆(11)、调节杆(12)、锁紧杆(13)、番茄套(14)；
花梗摘取夹紧结构包括紧固夹(15)、销轴(16)、一级花梗孔(17)、二级花梗孔(18)；
剪切手柄Ⅰ(1)与剪切手柄Ⅱ(2)通过销钉相连接组成剪切的驱动主体结构，剪切手柄Ⅰ(1)与剪切手柄Ⅱ(2)的底部结构相同，其利用剪刀原理进行工作；剪切手柄Ⅰ(1)的端部为斜杆(3)，斜杆(3)与剪切手柄Ⅰ(1)的底部的夹角为钝角；剪切手柄Ⅱ(2)的端部为L形杆(4)，L形杆(4)的一侧为水平另一侧为竖直结构；
所述斜杆(3)的端部设有凹槽(5)；曲柄滑块机构的短斜杆(6)的一端与凹槽(5)通过销钉连接，凹槽(5)的另一端与直杆(7)相连；短斜杆(6)斜向布置，直杆(7)水平布置；
番茄锁紧结构的紧固圆盘(9)安装在L形杆(4)的竖直端；紧固圆盘(9)的中间开有通孔；套筒(8)水平设置在紧固圆盘(9)的靠近斜杆(3)一侧；直杆(7)穿过套筒(8)后又穿过紧固圆盘(9)的通孔；
三组机架(10)沿紧固圆盘(9)的周向均匀对称布置；三组连接杆(11)沿直杆(7)的端部的轴向均匀对称布置；调节杆(12)与连接杆(11)相连接，锁紧杆(13)与机架(10)相连接；连接杆(11)与锁紧杆(13)之间通过调节杆(12)相连接；番茄套(14)设置在锁紧杆(13)的端部；
花梗摘取夹紧结构的紧固夹(15)通过销轴(16)固定在L形杆(4)的水平端，紧固夹(15)沿竖直方向上依次设有一级花梗孔(17)、二级花梗孔(18)；一级花梗孔(17)的直径小于二级花梗孔(18)的直径；一级花梗孔(17)用以锁紧番茄的花梗，二级花梗孔(18)用以锁紧番茄的萼蔓。
2.根据权利要求1所述的一种手动剪切番茄摘取装置，其特征在于：所述套筒(8)的一侧开有水平导槽，直杆(7)上设有滑块，滑块与水平导槽相配合，进而保证直杆(7)移动过程的稳定。
3.根据权利要求1所述的一种手动剪切番茄摘取装置，其特征在于：所述番茄套(14)为弧面弹性构件，防止番茄在剪切过程中被损坏。
4.根据权利要求1所述的一种手动剪切番茄摘取装置，其特征在于：所述机架(10)为曲杆。
5.根据权利要求1所述的一种手动剪切番茄摘取装置，其特征在于：所述番茄锁紧结构的各杆件能够沿杆件的方向移动，进而对番茄进行锁紧。
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