CN106808425B - 一种手持式物体摘拧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种手持式物体摘拧装置，主体结构包括操作手柄、控制电路板、电源开关、调速开关、转向开关、导线、电池、电机、把手、外套筒、障碍弹片、U形转子、内套筒、旋转圈槽、旋转圈、紧固圈孔、紧固圈、凸起片和保护层，操作手柄、符合人体工程学的把手和伸缩式结构的导线采用绝缘材质、控制电路板具有控制功能、电机转速可调、内套筒设置有减弱物体掉落时所受应力的缓冲垫、旋转圈能够支撑内套筒旋转、凸起片和障碍弹片限制内套筒反向旋转周数，重量轻，便于手部握持和操作，保证操作的安全性，增加舒适度，减少疲劳感，避免物体受到损伤；其结构简单，操作方便，摘拧效率高，使用环境友好，易于推广使用。
Description
技术领域：
本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种手持式物体摘拧装置，通过电机驱动套筒的旋转能够快速实现发光、发热、带电的硬质物体的装设或者带有毛刺的果实的摘收。
背景技术：
随着人口老龄化现象的日趋严重和人工成本的费用增加，人工摘收大面积果实的模式的弊端越来越大，果实自动化摘收的已成为必然的发展趋势；中国专利201620866229.8公开的一种果实摘收器包括支撑杆、网兜、无线摄像装置和割刀，支撑杆的一端倾斜设置有一钢圈，网兜套设在钢圈上，在钢圈的周围还设置有齿状割刀，无线摄像装置包括红外线灯、摄像镜头、无线发射器、处理模块、显示装置和电源A，显示装置包括壳体、显示屏、无线接收器、中心处理器、电源B、连接杆和头箍，壳体通过连接杆与头箍相连；中国专利201510283450.0公开的一种液压式果实摘收设备包括传送带、支架、液压缸和采集装置，在工作台上设有传送带和支架，采集装置包括采集袋、袋口支架和收割刀，袋口支架外支架和内支架，内支架可以为一字形、Y字形或者X字形，且位于外支架内侧与外支架固定连接，收割刀位于内支架的正下方，且通过转轴与内支撑架活动连接，在收割刀上设有若干刀片，在袋口支架底部设有采集袋，第一液压缸的一端与支架连接，另一端与采集装置连接，第二液压缸一端与支架连接，另一端与第一液压缸连接；中国专利201620787337.6公开的一种林业用果实摘收器包括支撑杆，支撑杆为伸缩机构，支撑杆上端设置有夹持爪A，支撑杆与夹持爪B之间为铰接连接，夹持爪A、夹持爪B的夹持面上分别设置有防滑凸块，夹持爪B端部与摆动杆端部连接，摆动杆与支撑杆之间为铰接连接，摆动杆与支撑杆之间设置有回复弹簧；中国专利201610465414.0公开的一种便捷式果实摘收装置包括框体，框体的底部固定连接有果袋网，并且框体底部的一侧固定连接有顶杆，顶杆远离框体的一端螺纹连接有连接杆，并且连接杆的底部螺纹连接有底杆，框体的一侧面固定连接有引线轮装置，框体内壁的一侧面固定连接有固定弹簧，并且固定弹簧远离框体的一端固定连接有连接板，连接板的一侧面固定连接有刀柄，并且刀柄远离连接板的一侧面固定连接有刀刃，框体的内壁且远离固定弹簧的一侧面固定连接有固定板；中国专利201620077723.6公开的一种便捷式果实摘收装置包括伸缩杆、剪刀、线筒和拉扣，拉扣安装在线筒下端，剪刀上设置有第一线孔和第一弹簧，第一弹簧与两个握柄相连，伸缩杆上设置有第二线孔、第二弹簧、卡销和第三线孔，第二线孔位于伸缩杆的上端，第二弹簧和用于固定的卡销相连，伸缩杆的下端设置有第三线孔，剪刀安装在伸缩杆顶端，线筒安装在伸缩杆底端；以上专利产品均存在功能单一的问题，只能摘收水果；因此，研发设计一种结构简单、操作灵活和功能多样的手持式物体摘拧装置，能够快速实现发光、发热、带电的硬质物体的装设或者带有毛刺的果实的摘收，具有现实的社会和经济效益，推广应用前景广阔。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，研发设计一种结构简单、操作灵活和功能多样的手持式物体摘拧装置，能够装设发光、发热、带电的硬质物体或者摘收带有毛刺的果实。
为了实现上述目的，本发明涉及的手持式物体摘拧装置的主体结构包括操作手柄、控制电路板、电源开关、调速开关、转向开关、导线、电池、电机、把手、外套筒、障碍弹片、U形转子、内套筒、旋转圈槽、旋转圈、紧固圈孔、紧固圈、凸起片和保护层；内空式圆柱形结构的操作手柄的内部设置有控制电路板，操作手柄的外部并列设置有按压式结构的电源开关、调速开关和转向开关，控制电路板分别与电源开关、调速开关和转向开关电连接，操作手柄通过螺旋式结构的导线与电池电连接，电池通过导线与电机的底端电连接，电池和电机均设置在内空式圆柱形结构的把手中，把手的顶端与喇叭状内空式U形结构的外套筒固定连接，外套筒的上部内侧设置有障碍弹片，电机的顶端通过U形转子与内空式U形结构的内套筒机械传动式连接，内套筒的顶端外侧开设有矩形结构的旋转圈槽，旋转圈槽中设置有环状结构的旋转圈，内套筒的上部开设有矩形结构的紧固圈孔，内套筒的上部内侧与带状结构的紧固圈的一端固定连接，紧固圈穿过紧固圈孔到达外套筒与内套筒之间的空隙，紧固圈的另一端设置有凸起片，凸起片与障碍弹片接触并相互作用，紧固圈的内壁设置有带状结构的保护层，保护层的上下两侧分别沿着紧固圈的外侧伸出5-8cm；电机、外套筒、U形转子和内套筒的中轴线均在同一直线上；外套筒的直径比内套筒的直径大2-3cm，紧固圈孔的宽度比保护层的宽度大0.8-1cm；各部件共同配合构成手持式物体摘拧装置，能够握持或施拧不便于手部直接接触的物体。
本发明涉及的操作手柄为橡胶或塑料的绝缘材料，便于手部握持和操作，保证操作的安全性；控制电路板上集成有电源模块、速度调节模块和转向调节模块，电源模块控制电源开关的运行，速度调节模块控制调速开关的运行，转向调节模块控制转向开关的运行，控制电路板能够控制电机的开关、调速和转向；电源开关的按压能够使控制电路板控制电机的开关；调速开关的按压能够使控制电路板控制电机的转速；转向开关的按压能够使控制电路板控制电机的转向；导线的外部包覆绝缘层，具有伸缩功能；电池采用锂离子充电电池；电机为调速电动机；把手的外部包覆有橡胶层，把手的弧度符合人体工程学，便于人手的握持，增加舒适度，减少疲劳感；外套筒的材质为硬质塑料；障碍弹片的材质为橡胶、塑料或弹性金属；U形转子的材质为铁，有足够的硬度支持内套筒的旋转；内套筒的材质为硬质塑料，内套筒的U形底部设置有软质塑料的缓冲垫，缓冲垫用以缓冲被握持物体落入内套筒的内部的应力，避免物体受到损伤；旋转圈槽的宽度为2-3mm，旋转圈槽的宽度比旋转圈的宽度大，以使旋转圈在旋转圈槽内自由转动，旋转圈具有轴承的支撑旋转体作用；旋转圈的材质为不锈钢，旋转圈支撑内套筒的旋转；紧固圈孔的宽度比紧固圈的宽度大1-2cm；紧固圈和凸起片均为铝片或钢片的韧性材料；凸起片靠近紧固圈孔的一侧具有弧度，凸起片远离紧固圈孔的一侧没有弧度，以使紧固圈在电机正向旋转时连续正向旋转，紧固圈在电机反向旋转时只能反向旋转一周；保护层的材质为塑料、海绵或橡胶制品，用于保护被握持物体的完整性。
本发明涉及的手持式物体摘拧装置实现物体摘拧的工艺过程包括包套物体、旋拧物体、释放物体和收集物体共四个步骤：
(1)、包套物体：一只手握持操作手柄，另一只手握持把手，按压电源开关为电机通电，将外套筒的喇叭口接近物体，然后将物体套在内套筒中，按压转向开关控制电机正向旋转，电机带动内套筒正向旋转，内套筒同时带动旋转圈和紧固圈正向旋转，当障碍弹片与紧固圈上的凸起片接触时，紧固圈收缩并包紧物体，实现物体的包套；
(2)、旋拧物体：电机继续带动内套筒、旋转圈和紧固圈正向旋转并拧紧或拧松物体或拧断物体与其他物体的连接，根据拧紧、拧松或拧断物体的难易程度通过按压调速开关能够控制电机的转速实现物体的旋拧；
(3)、释放物体：再次按压转向开关控制电机反向旋转，在凸起片的作用下，电机带动内套筒、旋转圈和紧固圈反向旋转一周后停止旋转，障碍弹片与紧固圈上的凸起片再次接触时紧固圈放张并松开物体，实现果实的释放；
(4)、收集物体：拧断的物体落入内套筒中，物体在旋拧、释放和收集过程中，物体表面在保护层和内套筒的缓冲垫的保护下完整无缺，倒置内套筒，实现物体的收集。
本发明涉及的手持式物体摘拧装置适用于装设发光、发热、带电的硬质物体或者摘收带有毛刺的果实；外套筒和内套筒的外形尺寸根据用途选取。
本发明与现有技术相比，采用绝缘材质的操作手柄、符合人体工程学的把手和伸缩式结构的导线、具有控制功能的控制电路板、可调速的电机、设置有缓冲垫的内套筒、具有支撑内套筒旋转的旋转圈以及限制内套筒反向旋转周数的凸起片和障碍弹片构成手持式物体摘拧装置，主要部件采用塑料材质，重量轻，便于手部握持和操作，保证操作的安全性，增加舒适度，减少疲劳感；缓冲垫用以缓冲被握持物体落入内套筒的内部的应力，避免物体受到损伤；其结构简单，操作方便，摘拧效率高，使用环境友好，易于推广使用。
附图说明：
图1为本发明的主体结构原理示意图。
图2为本发明涉及的障碍弹片的结构原理示意图。
图3为本发明涉及的内套筒的结构原理示意图。
图4为本发明涉及的紧固圈的结构原理示意图。
图5为本发明实现物体摘拧的流程框图。
具体实施方式：
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例：
本实施例涉及的手持式物体摘拧装置的主体结构包括操作手柄1、控制电路板2、电源开关3、调速开关4、转向开关5、导线6、电池7、电机8、把手9、外套筒10、障碍弹片11、U形转子12、内套筒13、旋转圈槽14、旋转圈15、紧固圈孔16、紧固圈17、凸起片18和保护层19；内空式圆柱形结构的操作手柄1的内部设置有控制电路板2，操作手柄1的外部并列设置有按压式结构的电源开关3、调速开关4和转向开关5，控制电路板2分别与电源开关3、调速开关4和转向开关5电连接，操作手柄1通过螺旋式结构的导线6与电池7电连接，电池7通过导线6与电机8的底端电连接，电池7和电机8均设置在内空式圆柱形结构的把手9中，把手9的顶端与喇叭状内空式U形结构的外套筒10固定连接，外套筒10的上部内侧设置有障碍弹片11，电机8的顶端通过U形转子12与内空式U形结构的内套筒13机械传动式连接，内套筒13的顶端外侧开设有矩形结构的旋转圈槽14，旋转圈槽14中设置有环状结构的旋转圈15，内套筒13的上部开设有矩形结构的紧固圈孔16，内套筒13的上部内侧与带状结构的紧固圈17的一端固定连接，紧固圈17穿过紧固圈孔16到达外套筒10与内套筒13之间的空隙，紧固圈17的另一端设置有凸起片18，凸起片18与障碍弹片11接触并相互作用，紧固圈17的内壁设置有带状结构的保护层19，保护层19的上下两侧分别沿着紧固圈17的外侧伸出5-8cm；电机8、外套筒10、U形转子12和内套筒13的中轴线均在同一直线上；外套筒10的直径比内套筒13的直径大2-3cm，紧固圈孔16的宽度比保护层19的宽度大0.8-1cm；各部件共同配合构成手持式物体摘拧装置，实现不便于手部直接接触物体的握持或摘拧。
本实施例涉及的操作手柄1为橡胶或塑料的绝缘材料，便于手部握持和操作，保证操作的安全性；控制电路板2上集成有电源模块、速度调节模块和转向调节模块，电源模块控制电源开关3的运行，速度调节模块控制调速开关4的运行，转向调节模块控制转向开关5的运行，控制电路板2能够控制电机8的开关、调速和转向；电源开关3的按压能够使控制电路板2控制电机8的开关；调速开关4的按压能够使控制电路板2控制电机8的转速；转向开关5的按压能够使控制电路板2控制电机8的转向；导线6的外部包覆绝缘层，具有伸缩功能；电池7采用锂离子充电电池；电机8为调速电动机；把手9的外部包覆有橡胶层，把手9的弧度符合人体工程学，便于人手的握持，增加舒适度，减少疲劳感；外套筒10的材质为硬质塑料；障碍弹片11的材质为橡胶、塑料或弹性金属；U形转子12的材质为铁，有足够的硬度支持内套筒13的旋转；内套筒13的材质为硬质塑料，内套筒13的U形底部设置有软质塑料的缓冲垫，缓冲垫用以缓冲被握持物体落入内套筒13的内部的应力，避免物体受到损伤；旋转圈槽14的宽度为2-3mm，旋转圈槽14的宽度比旋转圈15的宽度大，以使旋转圈15在旋转圈槽14内自由转动，旋转圈15具有轴承的支撑旋转体作用；旋转圈15的材质为不锈钢，旋转圈15支撑内套筒13的旋转；紧固圈孔16的宽度比紧固圈17的宽度大1-2cm；紧固圈17和凸起片18均为铝片或钢片的韧性材料；凸起片18靠近紧固圈孔16的一侧具有弧度，凸起片18远离紧固圈孔16的一侧没有弧度，以使紧固圈17在电机8正向旋转时连续正向旋转，紧固圈17在电机8反向旋转时只能反向旋转一周；保护层19的材质为塑料、海绵或橡胶制品，用于保护被握持物体的完整性。
本实施例涉及的手持式物体摘拧装置实现物体摘拧的工艺过程包括包套物体、旋拧物体、释放物体和收集物体共四个步骤：
(1)、包套物体：一只手握持操作手柄1，另一只手握持把手9，按压电源开关3为电机8通电，将外套筒10的喇叭口接近物体，然后将物体套在内套筒13中，按压转向开关5控制电机8正向旋转，电机8带动内套筒13正向旋转，内套筒13同时带动旋转圈15和紧固圈17正向旋转，当障碍弹片11与紧固圈17上的凸起片18接触时，紧固圈17收缩并包紧物体，实现物体的包套；
(2)、旋拧物体：电机8继续带动内套筒13、旋转圈15和紧固圈17正向旋转并拧紧或拧松物体或拧断物体与其他物体的连接，根据拧紧、拧松或拧断物体的难易程度通过按压调速开关4能够控制电机8的转速实现物体的旋拧；
(3)、释放物体：再次按压转向开关5控制电机8反向旋转，在凸起片18的作用下，电机8带动内套筒13、旋转圈15和紧固圈17反向旋转一周后停止旋转，障碍弹片11与紧固圈17上的凸起片18再次接触时紧固圈17放张并松开物体，实现果实的释放；
(4)、收集物体：拧断的物体落入内套筒13中，物体在旋拧、释放和收集过程中，物体表面在保护层19和内套筒13的缓冲垫的保护下完整无缺，倒置内套筒13，实现物体的收集。
本实施例涉及的手持式物体摘拧装置适用于装设发光、发热、带电的硬质物体或者摘收带有毛刺的果实，例如装设或摘取灯泡或摘收板栗和菠萝；外套筒10和内套筒13的外形尺寸根据用途选取。
Claims (3)
1.一种手持式物体摘拧装置，其特征在于主体结构包括操作手柄、控制电路板、电源开关、调速开关、转向开关、导线、电池、电机、把手、外套筒、障碍弹片、U形转子、内套筒、旋转圈槽、旋转圈、紧固圈孔、紧固圈、凸起片和保护层；内空式圆柱形结构的操作手柄的内部设置有控制电路板，操作手柄的外部并列设置有按压式结构的电源开关、调速开关和转向开关，控制电路板分别与电源开关、调速开关和转向开关电连接，操作手柄通过螺旋式结构的导线与电池电连接，电池通过导线与电机的底端电连接，电池和电机均设置在内空式圆柱形结构的把手中，把手的顶端与喇叭状内空式U形结构的外套筒固定连接，外套筒的上部内侧设置有障碍弹片，电机的顶端通过U形转子与内空式U形结构的内套筒机械传动式连接，内套筒的顶端外侧开设有矩形结构的旋转圈槽，旋转圈槽中设置有环状结构的旋转圈，内套筒的上部开设有矩形结构的紧固圈孔，内套筒的上部内侧与带状结构的紧固圈的一端固定连接，紧固圈穿过紧固圈孔到达外套筒与内套筒之间的空隙，紧固圈的另一端设置有凸起片，凸起片与障碍弹片接触并相互作用，紧固圈的内壁设置有带状结构的保护层，保护层的上下两侧分别沿着紧固圈的外侧伸出5-8㎝；电机、外套筒、U形转子和内套筒的中轴线均在同一直线上；外套筒的直径比内套筒的直径大2-3cm，紧固圈孔的宽度比保护层的宽度大0.8-1cm；各部件共同配合构成手持式物体摘拧装置，能够握持或施拧不便于手部直接接触的物体；所述的操作手柄为橡胶或塑料的绝缘材料，便于手部握持和操作，保证操作的安全性；控制电路板上集成有电源模块、速度调节模块和转向调节模块，电源模块控制电源开关的运行，速度调节模块控制调速开关的运行，转向调节模块控制转向开关的运行，控制电路板能够控制电机的开关、调速和转向；电源开关的按压能够使控制电路板控制电机的开关；调速开关的按压能够使控制电路板控制电机的转速；转向开关的按压能够使控制电路板控制电机的转向；导线的外部包覆绝缘层，具有伸缩功能；电池采用锂离子充电电池；电机为调速电动机；把手的外部包覆有橡胶层，把手的弧度符合人体工程学，便于人手的握持，增加舒适度，减少疲劳感；外套筒的材质为硬质塑料；障碍弹片的材质为橡胶、塑料或弹性金属；U形转子的材质为铁，有足够的硬度支持内套筒的旋转；内套筒的材质为硬质塑料，内套筒的U形底部设置有软质塑料的缓冲垫，缓冲垫用以缓冲被握持物体落入内套筒的内部的应力，避免物体受到损伤；旋转圈槽的宽度为2-3mm，旋转圈槽的宽度比旋转圈的宽度大，以使旋转圈在旋转圈槽内自由转动，旋转圈具有轴承的支撑旋转体作用；旋转圈的材质为不锈钢，旋转圈支撑内套筒的旋转；紧固圈孔的宽度比紧固圈的宽度大1-2cm；紧固圈和凸起片均为铝片或钢片的韧性材料；凸起片靠近紧固圈孔的一侧具有弧度，凸起片远离紧固圈孔的一侧没有弧度，以使紧固圈在电机正向旋转时连续正向旋转，紧固圈在电机反向旋转时只能反向旋转一周；保护层的材质为塑料、海绵或橡胶制品，用于保护被握持物体的完整性。
2.根据权利要求1所述的手持式物体摘拧装置，其特征在于实现物体摘拧的工艺过程包括包套物体、旋拧物体、释放物体和收集物体共四个步骤：
(1)、包套物体：一只手握持操作手柄，另一只手握持把手，按压电源开关为电机通电，将外套筒的喇叭口接近物体，然后将物体套在内套筒中，按压转向开关控制电机正向旋转，电机带动内套筒正向旋转，内套筒同时带动旋转圈和紧固圈正向旋转，当障碍弹片与紧固圈上的凸起片接触时，紧固圈收缩并包紧物体，实现物体的包套；
(2)、旋拧物体：电机继续带动内套筒、旋转圈和紧固圈正向旋转并拧紧或拧松物体或拧断物体与其他物体的连接，根据拧紧、拧松或拧断物体的难易程度通过按压调速开关能够控制电机的转速实现物体的旋拧；
(3)、释放物体：再次按压转向开关控制电机反向旋转，在凸起片的作用下，电机带动内套筒、旋转圈和紧固圈反向旋转一周后停止旋转，障碍弹片与紧固圈上的凸起片再次接触时紧固圈放张并松开物体，实现果实的释放；
(4)、收集物体：拧断的物体落入内套筒中，物体在旋拧、释放和收集过程中，物体表面在保护层和内套筒的缓冲垫的保护下完整无缺，倒置内套筒，实现物体的收集。
3.根据权利要求1所述的手持式物体摘拧装置，其特征在于适用于装设发光、发热、带电的硬质物体或者摘收带有毛刺的果实；外套筒和内套筒的外形尺寸根据用途选取。
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