CN108271527B - 一种包络式水果采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包络式水果采摘装置，包括机架、果爪连杆机构、滑块套筒、钢丝绳、控制手柄，机架上设载果平台并在其周围均布设置多个果爪连杆机构，果爪连杆机构顶部设置果爪，底部通过连杆与滑块套筒铰接，滑块套筒设在载果平台下侧，并通过钢丝绳与控制手柄连接，果爪连杆机构通过连杆连接驱动果爪执行夹持果实。通过拉伸钢丝绳驱动滑块套筒向下滑动，带动果爪连杆机构控制果爪机构实现包络抓取。本发明的包络式水果采摘装置，机构创新和控制简单、运动灵活、通用性好、摘取方便、能实现不同果径水果采摘。

Description

一种包络式水果采摘装置

技术领域

本发明涉及一种包络式水果采摘装置，尤其涉及一种六连杆三爪包络式水果采摘装置，能够通过机械式驱动连杆机构适应不同果径大小包络抓取水果，属于水果采摘技术领域。

背景技术

随着国家经济的持续发展及国民生活水平的不断提高，人们对果蔬的需求越来越大。在我国的果蔬生产中，采摘所占的工作量十分巨大，不仅采摘效率不高，工作环境艰苦，采摘过程劳累，而且水果采摘质量也得不到保障，更甚至时有采摘工作者在采摘过程中因果实生长高度及生长环境状况复杂而爬树采摘，不小心从树上摔落导致发生意外事故。为了适应国民对果蔬需求的不断发展壮大，实现有效的采摘果实，果农们设计不同的水果采摘装置/工具，但这些工具在采摘时不方便，效率也不高，水果在采摘过程中还容易碰伤，导致腐烂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述不足，提供一种包络式水果采摘装置，可实现采摘时对果实的保护使其不易碰伤，且可适应不同高度的水果采摘，并可适应不同果径大小的水果采摘。

本发明为实现其技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种包络式水果采摘装置，包括杆架、载果平台、滑块套筒、果爪连杆机构、钢丝绳和控制手柄，其特征在于，

所述载果平台包括一位于底部的套筒、位于顶部的载果支撑面以及固定设置在所述套筒和载果支撑面之间并沿周向均匀布置的若干支撑臂，所述载果平台通过其底部的套筒套设固定在所述杆架的顶端，

所述滑块套筒可滑动地套设在所述杆架上并位于所述载果平台的下方，所述滑块套筒包括套筒部以及周向均匀设置在所述套筒部外周壁上的若干支撑杆，所述支撑杆的数量与所述载果平台上的支撑臂的数量相同，所述滑块套筒与载果平台之间设置有复位弹簧，

所述载果平台和滑块套筒之间设置若干个所述果爪连杆机构，所述果爪连杆机构的数量与所述载果平台上的支撑臂的数量相同，每一所述果爪连杆机构均包括一驱动连杆、一传动连杆、一作业连杆和一果爪，所述驱动连杆的末端铰接在所述滑块套筒上的支撑杆的顶部，所述驱动连杆的顶端与所述传动连杆的末端铰接，所述传动连杆的顶端与所述作业连杆的末端铰接，所述传动连杆的中部铰接在所述载果平台上的支撑臂的末端，所述作业连杆的顶端铰接在所述果爪的中部，所述果爪的末端铰接在所述载果平台上的支撑臂的中部，

所述控制手柄固定设置在所述杆架的末端，所述钢丝绳一端与所述滑块套筒连接，另一端与所述控制手柄连接。

进一步地，各所述果爪的内侧作业面以及所述载果支撑面上设置有橡胶缓冲垫。

进一步地，所述控制手柄包括支座体和把手，所述支座体通过紧固件固定在所述杆架的末端；所述把手的支腿铰接在所述支座体上，所述钢丝绳的末端与所述把手的活动端连接，且所述把手的活动端与所述支座体之间设置有拉簧。

进一步地，所述杆架为伸缩杆结构，包括下伸缩杆以及穿设在所述下伸缩杆内的上伸缩杆。

进一步地，所述上伸缩杆沿其长度方向间隔设置多个定位孔，所述下伸缩杆的顶端固定设置一伸缩杆套，所述伸缩杆套上设置一可转动的定位凸起，紧邻所述伸缩杆套下方的下伸缩杆的杆壁上设置一与所述定位凸起相配合的通孔，所述定位凸起可穿过该通孔伸入所述上伸缩杆杆壁上的定位孔。

进一步地，当所述定位凸起伸入到所述定位孔后，所述上伸缩杆与下伸缩杆处于固定连接状态，当所述定位凸起脱离所述定位孔后，所述上伸缩杆和下伸缩杆之间可相互滑动所述控制手柄与机架间设有复位弹簧，所述复位弹簧设在所述控制手柄与钢丝绳之间。

进一步地，所述控制手柄上设有一控制所述复位弹簧复位弹力的控制旋钮。

进一步地，所述上伸缩杆内设置一长连接片，所述长连接片的顶端与所述滑块套筒固定连接，所述长连接片的末端与所述钢丝绳的顶端连接。

进一步地，所述长连接片沿其长度方向设有多个间隔分布的定线缺口，各所述定线缺口之间的间隔距离与所述上伸缩杆杆壁上的定位孔的间隔距离相同。

进一步地，所述下伸缩杆内对应所述伸缩杆套的位置设置一可上下移动的定线卡固件，所述钢丝绳的顶端固定连接在所述定线卡固件上。

进一步地，所述定线卡固件上设置有卡孔凸起，当所述上伸缩杆和下伸缩杆调整到某一长度时，所述卡孔凸起伸入到所述长连接片上对应该长度的定线缺口中，当所述上伸缩杆和下伸缩杆之间的长度进行调整时，所述卡孔凸起从所述定线缺口中脱离。所述杆架为中空管结构，所述钢丝绳穿过中空的所述杆架与所述滑块套筒连接。

同现有技术相比，本发明的包络式水果采摘装置，其技术优点是：采摘便利，结构简单，安装拆卸方便，伸缩杆设计可以适应不同高度生长果，降低采摘强度，橡胶垫保护装置可实现采摘过程中不损伤果实。采用多爪包络式机构作为执行机构能适应不同果径大小的果实，满足实际需求。采用驱动手柄驱动机构运动，操作简单。

附图说明

图1为本发明的包络式水果采摘装置的结构示意图；

图2为本发明的包络式水果采摘装置的顶部结构示意图；

图3为本发明的包络式水果采摘装置的控制手柄结构示意图；

图4为图3的剖面示意图；

图5为本发明的包络式水果采摘装置的杆架结构示意图；

图6为图5中F位置处的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明加以详细说明，应指出的是，所描述的具体实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

现参照图1～3，本发明的包络式水果采摘装置，包括杆架7以及设置于杆架7顶部的载果平台5，三个果爪连杆机构以120度圆周状均匀布置在载果平台5上，果爪连杆机构同时也是包络抓取果实的执行机构。滑块套筒1套设在杆架7上并布置在载果平台5的下方用以驱动三个果爪连杆机构动作，杆架7的末端固定设置控制手柄，控制手柄通过钢丝绳9与滑块套筒1连接，滑块套筒1与载果平台5之间设置复位弹簧，按压或释放控制手柄可带动滑块套筒1在杆架7的外表面上进行上下滑动。

如图2所示，载果平台5包括一位于底部的套筒51、位于顶部的载果支撑面52以及固定设置在所述套筒和载果支撑面之间并沿周向均匀布置的若干支撑臂53，载果平台5通过其底部的套筒51套设固定在杆架7的顶端。滑块套筒1可滑动地套设在杆架7上并位于载果平台5的下方，滑块套筒1包括套筒部101以及周向均匀设置在套筒部101外周壁上的若干支撑杆102，支撑杆102的数量与载果平台5上的支撑臂53的数量相同。

载果平台5和滑块套筒1之间设置若干个果爪连杆机构，果爪连杆机构的数量与载果平台5上的支撑臂53的数量相同。为了实现适应不同果径大小的采摘功能，所述果爪连杆机构，采用六连杆设计。具体地，如图2所示，每一果爪连杆机构均包括一驱动连杆2、一传动连杆3、一作业连杆4和一果爪6，驱动连杆2的末端铰接在滑块套筒1上的支撑杆102的顶部，驱动连杆的顶端与传动连杆3的末端铰接，传动连杆3的顶端与作业连杆4的末端铰接，传动连杆3的中部铰接在载果平台5上的支撑臂53的末端，作业连杆4的顶端铰接在果爪6的中部，果爪6的末端铰接在载果平台5上的支撑臂53的中部。通过手柄控制滑块1的上下移动，继而带动各果爪连杆机构运动，实现不同果径大小果实的包络抓取。为了防止采摘过程对果实产生损伤，在果爪6的内侧作业面及载果平台5的载果支撑面52上均安装了橡胶缓冲垫片，利用其弹性缓冲作用减轻在采摘过程中的挤压力以保护果实。

控制手柄固定设置在杆架7的末端，其具体结构参见图3、4。控制手柄包括支座体10和把手13。其中，支座体10通过紧固件8固定在杆架7的末端；支座体10的顶部设置有凸起11，钢丝绳9的末端穿过该凸起11上的一个通孔与把手13连接，且把手13和凸起11之间设置有用以使把手13在按压后可自动复位的拉簧25；把手13的支腿通过一销轴26铰接在支座体10上，且在该销轴26附近设置有缓冲件27。

为了能采摘不同高度的水果，杆架7采用可伸缩杆结构设计，其具体结构参见图1、5、6。杆架7包括上伸缩杆15和下伸缩杆14，上伸缩杆15套设于下伸缩杆14中，上伸缩杆15沿其长度方向间隔设置多个定位孔，下伸缩杆14的顶端固定设置一伸缩杆套18，伸缩杆套18上设置一可转动的定位凸起17，如图5、6所示，定位凸起17绕其与伸缩杆套18的主体部分的连接点19转动，紧邻伸缩杆套18下方的下伸缩杆14的杆壁上设置一与定位凸起17相配合的通孔，定位凸起17可穿过该通孔伸入位于下伸缩杆14内腔中的上伸缩杆15杆壁上的定位孔，当定位凸起17伸入到上伸缩杆15杆壁上的某一定位孔后，上伸缩杆15和下伸缩杆14处于固定连接状态，当定位凸起17脱离上伸缩杆15的定位孔后，上伸缩杆15和下伸缩杆14之间可相互滑动，从而实现对杆架7长度的调节。

与长度可调节的杆架结构相适配的，本发明中钢丝绳9与滑块套筒1之间的连接结构，如图5、6所示。上伸缩杆15内设置一长连接片23，长连接片23的顶端通过销轴24与滑块套筒1固定连接，长连接片23向下拉动时可带动滑块套筒1随之向下滑动，长连接片23沿其长度方向设有多个间隔分布的定线缺口，各定线缺口之间的间隔距离与上伸缩杆15杆壁上的定位孔的间隔距离相同。下伸缩杆14内对应伸缩杆套18的位置设置一可上下移动的定线卡固件21，位于下伸缩杆14内的钢丝绳9的顶端通过连接件20固定连接在定线卡固件21上，定线卡固件21上设置有卡孔凸起22，当上伸缩杆15和下伸缩杆14调整到某一长度时，定线卡固件21上的卡孔凸起22伸入到对应长连接片23上对应该长度的定线缺口中，当上伸缩杆15和下伸缩杆14之间的长度进行调整时，定线卡固件21上的卡孔凸起22从长连接片23上的定线缺口中脱离。当杆架7的高度调整完毕后，按压控制手柄中的把手13，通过钢丝绳9拉动定线卡固件21，继而拉动长连接片23并通过长连接片23拉动滑块套筒1，滑块套筒1的动作带动果爪连杆机构随之动作。松开把手13后，滑块套筒1在其复位弹簧的作用下向上滑动，从而带动果爪连杆机构随之复位。

以上，仅为本发明的优选实施例，本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的范围内可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种包络式水果采摘装置，包括杆架、载果平台、滑块套筒、果爪连杆机构、钢丝绳和控制手柄，其特征在于，

所述载果平台包括一位于底部的套筒、位于顶部的载果支撑面以及固定设置在所述套筒和载果支撑面之间并沿周向均匀布置的若干支撑臂，所述载果平台通过其底部的套筒套设固定在所述杆架的顶端，

所述滑块套筒可滑动地套设在所述杆架上并位于所述载果平台的下方，所述滑块套筒包括套筒部以及周向均匀设置在所述套筒部外周壁上的若干支撑杆，所述支撑杆的数量与所述载果平台上的支撑臂的数量相同，所述滑块套筒与载果平台之间设置有复位弹簧，

所述载果平台和滑块套筒之间设置若干个所述果爪连杆机构，所述果爪连杆机构的数量与所述载果平台上的支撑臂的数量相同，每一所述果爪连杆机构均包括一驱动连杆、一传动连杆、一作业连杆和一果爪，所述驱动连杆的末端铰接在所述滑块套筒上的支撑杆的顶部，所述驱动连杆的顶端与所述传动连杆的末端铰接，所述传动连杆的顶端与所述作业连杆的末端铰接，所述传动连杆的中部铰接在所述载果平台上的支撑臂的末端，所述作业连杆的顶端铰接在所述果爪的中部，所述果爪的末端铰接在所述载果平台上的支撑臂的中部，

所述控制手柄固定设置在所述杆架的末端，所述钢丝绳一端与所述滑块套筒连接，另一端与所述控制手柄连接。

2.根据权利要求1所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，各所述果爪的内侧作业面以及所述载果支撑面上设置有橡胶缓冲垫。

3.根据权利要求1所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，所述控制手柄包括支座体和把手，所述支座体通过紧固件固定在所述杆架的末端；所述把手的支腿铰接在所述支座体上，所述钢丝绳的末端与所述把手的活动端连接，且所述把手的活动端与所述支座体之间设置有拉簧。

4.根据权利要求1所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，所述杆架为伸缩杆结构，包括下伸缩杆以及穿设在所述下伸缩杆内的上伸缩杆。

5.根据权利要求4所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，所述上伸缩杆沿其长度方向间隔设置多个定位孔，所述下伸缩杆的顶端固定设置一伸缩杆套，所述伸缩杆套上设置一可转动的定位凸起，紧邻所述伸缩杆套下方的下伸缩杆的杆壁上设置一与所述定位凸起相配合的通孔，所述定位凸起可穿过该通孔伸入所述上伸缩杆杆壁上的定位孔。

6.根据权利要求5所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，当所述定位凸起伸入到所述定位孔后，所述上伸缩杆与下伸缩杆处于固定连接状态，当所述定位凸起脱离所述定位孔后，所述上伸缩杆和下伸缩杆之间可相互滑动。

7.根据权利要求6所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，所述上伸缩杆内设置一长连接片，所述长连接片的顶端与所述滑块套筒固定连接，所述长连接片的末端与所述钢丝绳的顶端连接。

8.根据权利要求7所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，所述长连接片沿其长度方向设有多个间隔分布的定线缺口，各所述定线缺口之间的间隔距离与所述上伸缩杆杆壁上的定位孔的间隔距离相同。

9.根据权利要求8所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，所述下伸缩杆内对应所述伸缩杆套的位置设置一可上下移动的定线卡固件，所述钢丝绳的顶端固定连接在所述定线卡固件上。

10.根据权利要求9所述的包络式水果采摘装置，其特征在于，所述定线卡固件上设置有卡孔凸起，当所述上伸缩杆和下伸缩杆调整到某一长度时，所述卡孔凸起伸入到所述长连接片上对应该长度的定线缺口中，当所述上伸缩杆和下伸缩杆之间的长度进行调整时，所述卡孔凸起从所述定线缺口中脱离。