CN107347525B - 一种手持式水果套袋装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持式水果套袋装置，包括无级伸缩机构、套袋机构、封口机构和控制机构，所述控制机构分别与套袋机构和封口机构电连接；所述无级伸缩机构包括托盘、伸缩杆驱动电机、无极伸缩杆和手柄，所述托盘设置在无极伸缩杆的顶端，所述手柄设置在无极伸缩杆的尾端，所述伸缩杆驱动电机与无极伸缩杆相连；所述套袋机构包括吸盘、机械爪驱动电机、机械爪和伸缩组件；所述吸盘设置在机械爪中心；所述封口机构包括凸板、凹板、压紧板和弹簧。本发明工作效率更高且适应能力更强；能够满足不同高度的果树套袋，果农不再需要梯子等工具就能完成果实套袋，大大减轻了套袋工作的危险性；本装置小巧轻便且套袋迅速，节约了工作时间。

Description

一种手持式水果套袋装置

技术领域

本发明属于水果种植辅助装置技术领域，尤其涉及一种手持式水果套袋装置。

背景技术

我国是世界第一水果生产大国，水果栽培面积和产量约占世界总量的20％和15％。水果产业是我国农村经济的支柱产业，在农业调整、增加农民收入及出口创汇等方面发挥着重要作用。其作为劳动密集型产业在我国的国民经济中占有非常重要的位置，是种植业中仅次于粮食、蔬菜后的第三大产业。近几年在全国各地市场中，一些水果价格呈下跌趋势，有的水果甚至严重滞销，果农虽然丰产了，却收入甚微，严重地打击了果农生产的积极性。当前水果业主要存在的问题是水果品质差，市场营销水平弱。这些问题，使我国的水果产业难以向前发展，形成有效的水果生产营销规模。

果实套袋可以有效减少农药毒化，防止病虫害；促进水果生产，改善果品的外观品质，使水果果形好，色泽鲜亮，是我国水果业发展的重要手段之一。果实套袋也是生产高档果品和绿色果品，无公害果品的一项重要措施，也是我国水果业发展的一个必要配套措施。

目前我国果实套袋基本上是依靠人工套袋，但是这种方式费时费力；并且由于不同人套袋的技术水平不同，套袋水果的长势良莠不齐，使得套袋水果的质量难以得到保证。

虽然人们针对不同水果的特点研究了不少套袋机械，但由于我国水果品种多、地域分布复杂等特点，现有套袋机的适应能力差，造成现有套袋机难以推广。由于果树一般高为3-5米，现有的套袋机需借助梯子等工具才能够完成套袋，效率低下，且存在一定的安全隐患。

发明内容

为了克服现有技术方法的不足，本发明的目的在于提出一种手持式水果套袋装置，工作效率更高且适应能力更强；能够满足不同高度的果树套袋，果农不再需要梯子等工具就能完成果实套袋，大大减轻了套袋工作的危险性；本装置小巧轻便且套袋迅速，节约了工作时间。

为实现以上目的，本发明采用技术方案是：一种手持式水果套袋装置，包括无级伸缩机构、套袋机构、封口机构和控制机构，所述控制机构分别与套袋机构和封口机构电连接；

所述无级伸缩机构包括托盘、伸缩杆驱动电机、无极伸缩杆和手柄，所述托盘设置在无极伸缩杆的顶端，所述手柄设置在无极伸缩杆的尾端，所述伸缩杆驱动电机的转轴与无极伸缩杆的传动件相连；所述无极伸缩杆包括伸缩杆、传动丝杆、套筒螺母、多个正勾件和与正勾件数量相等的倒勾件；所述伸缩杆包括多个伸缩支管依次套接；在所述伸缩支管的外侧壁底部上均设置正勾件；在伸缩支管的内侧壁顶部均设置倒勾件；相邻伸缩支管的正勾件与倒勾件相扣合；在最底部的伸缩支管的底端设置套筒螺母，所述套筒螺母与传动丝杆配合连接；所述传动丝杆的底端通过传动套连接至伸缩杆驱动电机；

所述套袋机构包括吸盘、机械爪驱动电机、机械爪和伸缩组件；所述吸盘设置在机械爪爪心，所述机械爪驱动电机设置在吸盘下方，在所述机械爪的夹持端设置伸缩组件，所述机械爪驱动电机的转轴与机械爪的驱动件相连接；所述伸缩组件包括连杆，在所述连杆上沿杆体方向设置有轨道，所述机械爪上设置有滑块，所述滑块与轨道滑动配合；在所述托盘上设置有机架，所述机械爪驱动电机、吸盘和机械爪均固定在所述机架上；

所述封口机构包括凸板、凹板、压紧板和弹簧；所述凸板和凹板分别设置在相对的伸缩组件上，且凸板和凹板相互配合；所述弹簧的一端固定在凹板的内侧，所述弹簧的另一端连接压紧板；

所述控制机构包括PLC控制器和与PLC控制器相连的按键，所述PLC控制器设置在手柄内部，所述按键嵌在手柄表面；所述PLC控制器分别与伸缩杆驱动电机、机械爪驱动电机和吸盘相连。

工作时，由控制机构控制，果袋首先被吸盘吸起，检测到幼果时，果袋被机械爪拖住并向中心合拢，自下而上包住果子；机械爪可根据不同水果的类型调节伸缩组件，以满足不同类型的水果套袋；

果袋在合拢过程中，凸板将果袋边缘推向凹板与压紧板之间，在弹簧的作用下压紧板向下施加压力将果袋压合，在压力作用下果袋边缘处被压发生变形从而完成封口。

进一步的是，所述机械爪包括前手指Ⅰ、前手指Ⅱ、后手指Ⅰ、后手指Ⅱ、左手指和右手指；所述前手指Ⅰ、前手指Ⅱ、后手指Ⅰ和后手指Ⅱ分别通过直齿轮与械爪驱动电机转轴上设置的驱动齿轮相连接，且前手指Ⅰ与前手指Ⅱ之间以及后手指Ⅰ与后手指Ⅱ之间分别通过连架连接；所述左手指和右手指通过锥齿轮与械爪驱动电机转轴上设置的驱动齿轮相连接；通过连架、直齿轮和锥齿轮的设置，使机械爪能够一起向中心合拢，加强了对果实的包裹性。

进一步的是，在所述前手指Ⅰ、前手指Ⅱ、后手指Ⅰ和后手指Ⅱ上均设置有连杆；所述凹板设置在前手指Ⅰ和前手指Ⅱ的连杆上，所述凸板设置在后手指Ⅰ和后手指Ⅱ的连杆上。

进一步的是，所述无极伸缩杆还包括多个压缩弹簧片和多个凸台，所述伸缩支管的内侧壁底部均设置有压缩弹簧片，所述压缩弹簧片的端头均穿出设置在相应的伸缩支管侧壁上的限位孔，且在压缩弹簧片的端头处均设置有凸台；通过无极伸缩杆的设置，可通过按键控制PLC控制器实现无极伸缩，根据套袋果实高度随意调节本装置的长度。

进一步的是，在所述托盘和无极伸缩杆的连接处设置有螺纹轴，所述螺纹轴的末端有螺纹且中间光滑，在所述螺纹轴端头处设置有旋转把手。通过螺纹轴调节机械爪和伸缩杆之间的角度；当调整好套袋角度后旋转把手固定套袋机构。

进一步的是，所述控制机构还包括感应探头和压力传感器，所述感应探头设置在机械爪的端头处，所述压力传感器设置在凸板和凹板与伸缩组件的连接处；所述感应探头和压力传感器分别连接至PLC控制器；控制机构通过PLC控制器和按键控制无级伸缩杆、果袋的吸附以及机械爪的合拢，机械化程度高；安装压力传感器，可通过压力传感器将压力信号传送给PLC控制器，从而方便控制机械爪套袋时作用力的大小，以避免套袋时损伤果实，其控制简单，方便用户的操作，增强了其使用性能；通过感应探头感应果实位置，从而保证套袋机准确快速的抓取果实，大大提高了抓取的效率。

进一步的是，在所述凸板和凹板的边缘处均设置有槽口；优选的，所述槽口为U型结构；果柄置于凹板和凸板的槽口处，避免损伤。

采用本技术方案的有益效果：

本发明工作效率更高且适应能力更强；通过控制无级伸缩机构的自动伸缩能够满足不同高度的果树套袋，果农不再需要梯子等工具就能完成果实套袋，大大减轻了套袋工作的危险性；本装置小巧轻便且套袋迅速，节约了工作时间；通过无级伸缩机构，用户可以根据自身高矮以及果树的高低调节手柄与套袋装置之间的距离，不再依赖于梯子等其他工具来完成对高处的幼果套袋；同时可调整机械爪和伸缩杆之间的角度，进一步为抓取果实完成套袋带来了便利；

通过套袋机构，减少撑袋环节，采用吸盘吸附果袋，再由机械爪将果袋合拢的方式套袋，使得套袋过程简单且迅速，大大的提高了套袋效率；并且通过机械手抓取果实，也保证了果实的稳定性，使得果实不会从机械手中掉落；

通过滑块在轨道上进行滑动，可改变封口机构在机械手上的位置，从而改变封口机构的大小，从而实现对各种类型、大小的果实的套袋，使得该装置具有较强的适用性；

通过封口机构，采用塑性变形压合的方式，操作更加简单、安全。

附图说明

图1为本发明的一种手持式水果套袋装置的结构示意图；

图2为本发明的一种手持式水果套袋装置的正视图；

图3为本发明的一种手持式水果套袋装置的俯视图；

图4为本发明的一种手持式水果套袋装置的左视图；

图5为本发明中无极伸缩杆的结构示意图；

图6为本发明图5中A部的局部放大图；

其中，11是托盘，12是手柄，13是无极伸缩杆，14是螺纹轴，15是旋转把手，16是机架；131是伸缩杆，132是传动丝杆，133是套筒螺母，134是正勾件，135是倒勾件，136是压缩弹簧片，137是凸台，138是限位孔，139是伸缩杆驱动电机；21是吸盘，22是机械爪驱动电机，23是机械爪，24是直齿轮，25是连架，26是锥齿轮，27是连杆，28是滑块，29是轨道；231是前手指Ⅰ，232是前手指Ⅱ，233是后手指Ⅰ，234是后手指Ⅱ，235是左手指，236是右手指；31是凸板，32是凹板，33是压紧板，34是弹簧；41是按键，42是压力传感器，43是感应探头。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

在本实施例中，参见图1-图3所示，一种手持式水果套袋装置，包括无级伸缩机构、套袋机构、封口机构和控制机构，所述控制机构分别与套袋机构和封口机构电连接；

所述无级伸缩机构包括托盘11、伸缩杆驱动电机139、无极伸缩杆13和手柄12，所述托盘11设置在无极伸缩杆13的顶端，所述手柄12设置在无极伸缩杆13的尾端，所述伸缩杆驱动电机139与无极伸缩杆13相连；所述无极伸缩杆13包括伸缩杆131、传动丝杆132、套筒螺母133、多个正勾件134和与正勾件134数量相等的倒勾件135；所述伸缩杆131包括多个伸缩支管依次套接；在所述伸缩支管的外侧壁底部上均设置正勾件134；在伸缩支管的内侧壁顶部均设置倒勾件135；相邻伸缩支管的正勾件134与倒勾件135相扣合；在最底部的伸缩支管的底端设置套筒螺母133，所述套筒螺母133与传动丝杆132配合连接；所述传动丝杆132的底端通过传动套连接至伸缩杆驱动电机139；

所述套袋机构包括吸盘21、机械爪驱动电机22、机械爪23和伸缩组件；所述吸盘21设置在机械爪23中心，所述机械爪驱动电机22设置在吸盘21下方，在所述机械爪23的端头处设置伸缩组件，所述机械爪驱动电机22与机械爪23相连接；所述伸缩组件包括连杆27，在所述连杆27上沿杆体方向设置有轨道29，所述机械爪23上设置有滑块28，所述滑块28与轨道29滑动配合；在所述托盘11上设置有机架16，所述机械爪驱动电机22、吸盘21和机械爪23均固定在所述机架16上；

所述封口机构包括凸板31、凹板32、压紧板33和弹簧34；所述凸板31和凹板32分别设置在相对的伸缩组件上，且凸板31和凹板32相互配合；所述压紧板33通过弹簧34设置在凹板32内；

所述控制机构包括PLC控制器和与PLC控制器相连的按键41，所述PLC控制器设置在手柄12内部，所述按键41嵌在手柄12表面；所述PLC控制器分别与伸缩杆驱动电机139、机械爪驱动电机22和吸盘21相连。

作为上述实施例的优化方案，如图2-4所示，所述机械爪23包括前手指Ⅰ231、前手指Ⅱ232、后手指Ⅰ233、后手指Ⅱ234、左手指235和右手指236；所述前手指Ⅰ231、前手指Ⅱ232、后手指Ⅰ233和后手指Ⅱ234分别通过直齿轮24连接在所述机架16上，且前手指Ⅰ231与前手指Ⅱ232之间以及后手指Ⅰ233与后手指Ⅱ234之间分别通过连架25连接；所述左手指235和右手指236通过锥齿轮26连接在所述机架16上；通过连架25、直齿轮24和锥齿轮26的设置，使机械爪23能够一起向中心合拢，加强了对果实的包裹性。

在所述前手指Ⅰ231、前手指Ⅱ232、后手指Ⅰ233和后手指Ⅱ234上均设置有连杆27；所述凹板32设置在前手指Ⅰ231和前手指Ⅱ232的连杆27上，所述凸板31设置在后手指Ⅰ233和后手指Ⅱ234的连杆27上。

作为上述实施例的优化方案，如图5和6，所述无极伸缩杆13还包括多个压缩弹簧片136和多个凸台137，所述伸缩支管的内侧壁底部均设置有压缩弹簧片136，所述压缩弹簧片136的端头均穿出设置在相应的伸缩支管侧壁上的限位孔138，且在压缩弹簧片136的端头处均设置有凸台137；该装置可通控制机构控制无极伸缩杆13实现无极伸缩，根据套袋果实高度随意调节本装置的长度，大大方便了人们抓取果实的操作，为人们带来了诸多便利。

以采用3个伸缩支管为例，其中3个伸缩支管有上到下依次为第一伸缩支管、第二伸缩支管和第三伸缩支管：

按键41控制PLC控制器工作，PLC控制器控制伸缩杆驱动电机139工作，带动传动丝杆132旋转，传动丝杆132与第一伸缩支管的套筒螺母133作用；

将伸缩杆驱动电机139的旋转转换为直线运动使第一伸缩支管向上运动；当第一伸缩支管运动至末端时，第一伸缩支管上的正勾件134与第二伸缩支管的倒勾件135扣合；从而带动第二伸缩支管向上运动，从而使第二伸缩支管上的套筒螺母133套入传动丝杆132；

当第二伸缩支管的套筒螺母133套入传动丝杆132时，第一伸缩支管的套筒螺母133脱离传动丝杆132；此时，第一伸缩支管上的压缩弹簧片136及凸台137与第二伸缩支管作用，从而使第二伸缩支管继续向上运动；

第二伸缩支管和第三伸缩支管运动与第一伸缩支管和第二伸缩支管一样；下降过程与上升过程类似。

在所述托盘11和无极伸缩杆13的连接处设置有螺纹轴14，所述螺纹轴14的末端有螺纹且中间光滑，在所述螺纹轴14端头处设置有旋转把手15。通过螺纹轴14调节机械爪23和伸缩杆131之间的角度；当调整好套袋角度后旋转把手15固定套袋机构。

作为上述实施例的优化方案，所述控制机构还包括感应探头43和压力传感器42，所述感应探头43设置在机械爪23的端头处，所述压力传感器42设置在凸板31和凹板32与伸缩组件的连接处；所述感应探头43和压力传感器42分别连接至PLC控制器；通过PLC控制器控制无级伸缩杆13、果袋的吸附以及机械爪23的合拢；安装压力传感器42，以便控制机械爪23套袋时作用力的大小，以避免套袋时损伤果实，其控制简单，方便用户的操作，增强了其使用性能；通过感应探头43感应果实位置，从而保证套袋机准确快速的抓取果实。

作为上述实施例的优化方案，在所述凸板31和凹板32的边缘处均设置有槽口；优选的，所述槽口为U型结构；果柄置于凹板32和凸板31的槽口处，避免损伤。

为了更好的理解本发明，下面对本发明的工作原理作一次完整的描述：

工作时，由控制机构控制，果袋首先被吸盘21吸起，检测到幼果时，果袋被机械爪23拖住并向中心合拢，自下而上包住果子；机械爪23可根据不同水果的类型调节伸缩组件，以满足不同类型的水果套袋；

果袋在合拢过程中，凸板31将果袋边缘推向凹板32与压紧板33之间，在弹簧34的作用下压紧板33向下施加压力将果袋压合，在压力作用下果袋边缘处被压发生变形从而完成封口。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种手持式水果套袋装置，其特征在于，包括无级伸缩机构、套袋机构、封口机构和控制机构，所述控制机构分别与套袋机构和封口机构电连接；

所述无级伸缩机构包括托盘(11)、伸缩杆驱动电机(139)、无极伸缩杆(13)和手柄(12)，所述托盘(11)设置在无极伸缩杆(13)的顶端，所述手柄(12)设置在无极伸缩杆(13)的尾端，所述伸缩杆驱动电机(139)的转轴通过传动件与无极伸缩杆(13)相连；所述无极伸缩杆(13)包括伸缩杆(131)、传动丝杆(132)、套筒螺母(133)、多个正勾件(134)和与正勾件(134)数量相等的倒勾件(135)；所述伸缩杆(131)包括多个伸缩支管依次套接；在所述伸缩支管的外侧壁底部上均设置正勾件(134)；在伸缩支管的内侧壁顶部均设置倒勾件(135)；相邻伸缩支管的正勾件(134)与倒勾件(135)相扣合；在最底部的伸缩支管的底端设置套筒螺母(133)，所述套筒螺母(133)与传动丝杆(132)配合连接；所述传动丝杆(132)的底端通过传动套连接至伸缩杆驱动电机(139)；

所述套袋机构包括吸盘(21)、机械爪驱动电机(22)、机械爪(23)和伸缩组件；所述吸盘(21)设置在机械爪(23)爪心，所述机械爪驱动电机(22)设置在吸盘(21)后方，在所述机械爪(23)的夹持端设置伸缩组件，所述机械爪驱动电机(22)的转轴通过驱动件与机械爪(23)相连接；所述伸缩组件包括连杆(27)，在所述连杆(27)上沿杆体方向设置有轨道(29)，所述机械爪(23)上设置有滑块(28)，所述滑块(28)与轨道(29)滑动配合；在所述托盘(11)上设置有机架(16)，所述机械爪驱动电机(22)、吸盘(21)和机械爪(23)均固定在所述机架(16)上；所述封口机构包括凸板(31)、凹板(32)、压紧板(33)和弹簧(34)；所述凸板(31)和凹板(32)分别设置在相对的伸缩组件上，且凸板(31)和凹板(32)相互配合；所述弹簧(34)的一端固定在凹板(32)的内侧，所述弹簧(34)的另一端连接压紧板(33)；所述控制机构包括PLC控制器和与PLC控制器相连的按键(41)，所述PLC控制器设置在手柄(12)内部，所述按键(41)嵌在手柄(12)表面；所述PLC控制器分别与伸缩杆驱动电机(139)、机械爪驱动电机(22)和吸盘(21)相连；所述机械爪(23)包括前手指Ⅰ(231)、前手指Ⅱ(232)、后手指Ⅰ(233)、后手指Ⅱ(234)、左手指(235)和右手指(236)；所述前手指Ⅰ(231)、前手指Ⅱ(232)、后手指Ⅰ(233)和后手指Ⅱ(234)分别通过直齿轮(24)与械爪驱动电机(22)转轴上设置的驱动齿轮相连接，且前手指Ⅰ(231)与前手指Ⅱ(232)之间以及后手指Ⅰ(233)与后手指Ⅱ(234)之间分别通过连架(25)连接；所述左手指(235)和右手指(236)通过锥齿轮(26)与械爪驱动电机(22)转轴上设置的驱动齿轮相连接；

在所述前手指Ⅰ(231)、前手指Ⅱ(232)、后手指Ⅰ(233)和后手指Ⅱ(234)上均设置有连杆(27)；所述凹板(32)设置在前手指Ⅰ(231)和前手指Ⅱ(232)的连杆(27)上，所述凸板(31)设置在后手指Ⅰ(233)和后手指Ⅱ(234)的连杆(27)上。

2.根据权利要求1所述的一种手持式水果套袋装置，其特征在于，所述无极伸缩杆(13)还包括多个压缩弹簧片(136)和多个凸台(137)，所述伸缩支管的内侧壁底部均设置有压缩弹簧片(136)，所述压缩弹簧片(136)的端头均穿出设置在相应的伸缩支管侧壁上的限位孔(138)，且在压缩弹簧片(136)的端头处均设置有凸台(137)。

3.根据权利要求2所述的一种手持式水果套袋装置，其特征在于，在所述托盘(11)和无极伸缩杆(13)的连接处设置有螺纹轴(14)，所述螺纹轴(14)的末端有螺纹且中间光滑，在所述螺纹轴(14)端头处设置有旋转把手(15)。

4.根据权利要求1所述的一种手持式水果套袋装置，其特征在于，所述控制机构还包括感应探头(43)和压力传感器(42)，所述感应探头(43)设置在机械爪(23)的端头处，所述压力传感器(42)设置在凸板(31)和凹板(32)与伸缩组件的连接处；所述感应探头(43)和压力传感器(42)分别连接至PLC控制器。

5.根据权利要求1所述的一种手持式水果套袋装置，其特征在于，在所述凸板(31)和凹板(32)的边缘处均设置有槽口。