CN108432464A - 一种便携式水果高位采摘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式水果高位采摘装置，包括网兜、刀头装置和伸缩杆，所述伸缩杆竖直设置，所述刀头装置安装在所述伸缩杆的上端端部，用以剪断水果果蒂；所述网兜为口部和尾部均敞口的兜体，并固定在所述伸缩杆上，其口部位于所述刀头装置的下方，其尾部向下延伸。本发明具有采摘水果效率高，省时省力，采摘的水果不易被碰伤，结构简单，组装方便等特点。
Description
技术领域
本发明涉及农用高位水果采摘领域。更具体地说，本发明涉及一种一种便携式水果高位采摘装置。
背景技术
在水果成熟的季节，对于果农来说，树高难摘，不得不爬上树进行采摘，由于危险性比较高，难免会出现刮伤、摔伤等此类事故，还有果农用竹竿或其他工具进行敲打水果，或者直接拉扯树枝，这样难免会造成水果和果树的损伤，不利于销售和储存，造成一定的浪费，而且还需要大量的人力物力，这些都不利于水果的采摘。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式水果高位采摘装置，能有效避免水果采摘过程中水果的损伤，果农可以站在地面上进行远距离取果，提高了取果的效率，降低了人工成本。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种便携式水果高位采摘装置，包括网兜、刀头装置和伸缩杆，所述伸缩杆竖直设置，所述刀头装置安装在所述伸缩杆的上端端部，用以剪断水果果蒂；所述网兜为口部和尾部均敞口的兜体，并固定在所述伸缩杆上，其口部位于所述刀头装置的下方，其尾部向下延伸。
进一步，所述刀头装置包括刀头、刀体、曲柄摇杆机构和舵机，所述刀头的后端与所述刀体的后端依次上下叠合并相互转动连接，所述刀头前端靠近所述刀体的一侧具有刀刃，所述刀体前端的下端设有与所述刀刃对应的刀盒，且刀盒靠近所述刀刃的一侧开有供所述刀刃插入或拔出的缺口，所述舵机安装在所述刀体后端的上端，其驱动轴向下并穿过所述刀体，所述曲柄摇杆机构一端与所述舵机的驱动端固定连接，另一端与所述刀头的后端活动连接，所述舵机可通过驱动端带动曲柄摇杆机构转动，并同步带动所述刀头相对于所述刀体转动，以使所述刀刃插入或拔出所述刀盒。
进一步，还包括控制器，所述舵机与所述控制器电连接。
进一步，所述曲柄摇杆机构包括三角摇杆、连杆和曲柄，所述三角摇杆的第一角通过转轴可转动连接在所述刀体的后端，所述刀头可拆卸的连接在所述三角摇杆的第二角，所述连杆一端与所述三角摇杆的第三角活动连接，另一端与所述曲柄转动连接；所述曲柄连接在所述舵机的驱动端，所述舵机可通过驱动端带动所述曲柄转动，并通过所述连杆以及与其联动的所述三角摇杆带动所述刀头转动，以使所述刀刃插入或拔出所述刀盒。
进一步，所述网兜包括长条形的外网兜和多个内网兜，多个所述内网兜沿所述外网兜的长度方向间隔设置在所述外网兜内，所述内网兜的上端通过连接绳与所述外网兜连接，所述内网兜的下端均设有开口，并在开口处环设有可调节开口大小的弹性绳圈。
进一步，还包括网兜连接件，所述网兜连接件包括钢圈，所述钢圈通过一连接臂与所述伸缩杆的伸缩端上端铰接，所述连接臂与所述伸缩杆的伸缩端之间还有连接有用以调节所述连接臂角度的调节器。
进一步，所述调节器包括推力球轴承、内螺纹杆、外螺纹杆和连接基座，所述连接基座一端与所述伸缩杆伸缩端的上端铰接，其另一端与所述推力球轴承连接；所述内螺纹杆的一端与所述推力球轴承连接，其另一端端部设有螺孔，所述外螺纹杆的一端与所述连接臂铰接，其另一端设有与所述螺孔匹配的外螺纹，并螺接所述螺孔中；外力作用下转动所述内螺纹杆可使所述外螺纹杆相对于所述内螺纹杆轴向移动，进而通过连接臂带动所述钢圈上下翻转。
进一步，还包括腰带连接装置，所述腰带连接装置包括伸缩杆连接筒和腰带连接块，所述腰带连接块上背离人体的一侧设有一凸出的安装块，所述伸缩杆连接筒的上端与所述伸缩杆下端可拆卸连接，其下端与所述安装块转动连接，所述腰带连接块靠近人体的一侧设有腰带孔，所述腰带连接装置通过穿过所述腰带孔的腰带固定在果农腰部。
进一步，所述伸缩杆为电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与所述控制器电连接。
进一步，所述控制器为单片机。
本发明的有益效果为:本装置结构简单，果农可利用本装置在同一位置采摘不同高度和方向的水果，十分方便和快捷。
果农不用攀爬到树上采摘水果，可直接通过本装置进行采摘水果，安全便捷。
本装置的刀头可根据不同水果类型进行更换，可适应不同水果的不同采摘需求。
本装置利用控制器控制舵机带动刀头装置的采摘水果，智能快捷。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的一种便携式水果高位采摘装置的整体结构示意图；
图2为本发明所述的一种便携式水果高位采摘装置中网兜的结构示意图；
图3为本发明所述的一种便携式水果高位采摘装置中钢圈的结构示意图；
图4为本发明所述的一种便携式水果高位采摘装置中刀头装置的结构示意图；
图5为本发明所述的一种便携式水果高位采摘装置中腰带连接装置的结构示意图；
图6为本发明所述的一种便携式水果高位采摘装置中的结构示意图；
图7为本发明所述的一种便携式水果高位采摘装置中的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1至图6所示，本发明的实施例提供一种便携式水果高位采摘装置，包括网兜1、刀头装置3和伸缩杆4，伸缩杆4竖直设置，刀头装置3安装在伸缩杆4的上端端部，用以剪断水果果蒂；网兜1为口部和尾部均敞口的兜体，并固定在伸缩杆4上，其口部位于刀头装置3的下方，其尾部向下延伸至其下方的水果收集箱中。伸缩杆4为日常所见的旋转伸缩杆。
果农通过调节伸缩杆4的长短将刀头装置送到水果果柄的位置，并通过控制刀头装置将果柄剪断水果落入刀头装置下方设置的网兜1中，并沿网兜1一直滑落至水果篓中，果农可以站在地面上进行远距离取果，提高了取果的效率，降低了人工成本。
刀头装置3包括刀头31、刀体32、曲柄摇杆机构和舵机37，刀头31的后端与刀体32的后端依次上下叠合并相互转动连接，刀头31前端靠近刀体32的一侧具有刀刃，刀体32前端的上端设有与刀刃对应的刀盒33，且刀盒33靠近刀刃的一侧开有供刀刃插入或拔出的缺口，舵机37安装在刀体32后端的下端，其驱动轴向上并穿过刀体32，曲柄摇杆机构一端与舵机37的驱动端固定连接，另一端与刀头31的后端活动连接，舵机37可通过驱动端带动曲柄摇杆机构转动，并同步带动刀头31相对于刀体32转动，以使刀刃插入或拔出刀盒33。
刀头31可拆卸、更换，从而使该装置能适合不同类型的水果采摘；插入式刀头31能够保证在果柄的剪断过程中果柄不脱离刀头，使剪下的水果不会掉落其他地方，而是在舵机37带动刀头31与刀盒33松开后，水果直接掉落到网兜1中。
还包括控制器6，舵机307与控制器6电连接。果农可通过控制器6智能控制舵机307的工作，是水果采摘更加智能、便捷。
曲柄摇杆机构包括三角摇杆34、连杆35和曲柄36，三角摇杆34的第一角通过转轴可转动连接在刀体32的后端，刀头31可拆卸的连接在三角摇杆34的第二角，连杆35一端与三角摇杆34的第三角活动连接，另一端与曲柄36转动连接；曲柄36连接在舵机37的驱动端，舵机37可通过驱动端带动曲柄36转动，并通过连杆35以及与其联动的三角摇杆34带动刀头31转动，以使刀刃插入或拔出刀盒33。曲柄摇杆机构能有效的通过舵机307驱动端带动曲柄36旋转，进而带动刀头31在刀盒33中插入和拔出，十分便捷且快捷，利用舵机37带动节省人力，提高了水果采摘的工作效率。
网兜1包括长条形的外网兜11和多个内网兜12，多个内网兜12沿外网兜11的长度方向间隔设置在外网兜11内，内网兜12的上端通过连接绳13与外网兜11连接，内网兜12的下端均设有开口，并在开口处环设有可调节开口大小的弹性绳圈14。连接绳13可为细钢丝制成的钢丝圈，使得内网兜12在内网兜11内部撑开一圆形通道，使水果更快通过。在外网兜11内设多个内网兜12，多个内网兜12对下落的水果进行多次缓冲减速，使得下落的水果不会损坏，是水果更易保存。
还包括网兜连接件，网兜连接件包括钢圈2，钢圈2通过一连接臂21与伸缩杆4的伸缩端上端铰接，连接臂21与伸缩杆4的伸缩端之间还有连接有用以调节连接臂21角度的调节器。
调节器包括推力球轴承22、内螺纹杆23、外螺纹杆24和连接基座25，连接基座25一端与伸缩杆4伸缩端的上端铰接，其另一端与推力球轴承22连接；内螺纹杆23的一端与推力球轴承22连接，其另一端设有螺孔，，外螺纹杆24的一端与连接臂21铰接，其另一端设有与内螺纹杆23中螺孔匹配的外螺纹，并螺接在内螺纹杆23上的螺孔中；外力作用下转动内螺纹杆23可使外螺纹杆24相对于内螺纹杆23轴向移动，进而通过连接臂21带动钢圈2上下翻转。本装置可利用外螺纹杆24与内螺纹杆23的螺纹连接关系，通过旋转内螺纹杆23，外螺纹杆24与内螺纹杆23可相对远离或靠近，即可同步带动实现钢圈2在竖直方向上的向上倾斜、向下倾斜或保持平行，使网兜的上端可以适应不同位置水果采摘的需要，并能有效的避开树枝对水果采摘后落袋的影响，十分方便。
腰带连接装置5包括伸缩杆连接筒51和腰带连接块52，连接筒51的上端开口且筒体内设有内螺纹，伸缩杆4的下端螺接在伸缩杆连接筒51上端，伸缩杆连接筒51的下端设有开槽，腰带连接块52上背离人体的一侧设有一凸出的安装块53，伸缩杆连接筒51下端的开槽卡接在安装块53上，一相互配合的螺栓和螺母横向贯穿伸缩杆连接筒51下端开槽与安装块53，并将两者固定，调整螺栓与螺母的松紧，即可调节伸缩杆连接筒51与安装块53之间的转动关系，进而可调整伸缩杆连接筒51上的伸缩杆4与腰带连接装置5的位置关系。腰带连接块52靠近人体的一侧设有腰带孔54，腰带连接块52靠近人体的一侧设有腰带孔54，腰带连接装置5通过穿过腰带孔54的腰带固定在果农腰部。
刀头装置3上还设有一伸缩杆连接机构38，其包括一端开口的筒体，筒体通过连接块固定连接在刀体32上，筒体内壁设有与伸缩杆4顶部配合的螺纹，筒体的开口部通过螺纹螺接在伸缩杆4的顶部，筒体的开口方向背离舵机37，即筒体开口向下，使刀体32在工作时舵机37位于最顶部，曲柄摇杆机构位于刀体32的下端，避免在刀头装置3工作时有树叶或者树枝混入曲柄摇杆机构中，影响其工作，延长了刀头装置3的使用寿命，同时舵机37外部套设有一保护筒罩，使舵机也不会受到外部的影响。
控制器6为单片机，或具有相同功能的产品或结构，优选为：STC89C52RC型单片机。
工作原理：果农将水果篓背负在背上，并用腰带将腰带连接装置绑缚在腰部，将伸缩杆的底部螺接在腰带连接装置中伸缩杆连接筒的上端，并旋松伸缩杆连接筒下端的螺栓和螺母，调整好伸缩杆的倾斜的角度后拧紧螺栓和螺母，并根据需要调节伸缩杆的长度，果农调节钢圈驱动机构中内螺纹杆，调节钢圈的倾斜角度，使其达到采摘要求；果农调节伸缩杆的长度，将伸缩杆伸至需要采摘的水果下方，果农利用控制器控制刀头装置中的舵机带动刀头往刀盒中插入或拔出，刀头与刀盒相互配合将果柄剪断，水果落入刀头装置下方的与钢圈套接的网兜中，在内网兜的缓冲作用下逐步落入水果篓中。
优选地，如图7所示，作为本发明另外一个实施例，在图1所示实施例的基础上，还包括：电动伸缩杆和摄像头和显示器，电动伸缩杆、摄像头和显示器均与控制器6电连接，摄像头设置在刀头装置3上，刀头装置3中刀体32上设有舵机37的一侧设有一安装位，安装位中设有摄像头，摄像头正对着刀头31和刀盒33，显示器设置在伸缩杆上靠近果农头部高度的位置，显示器并与控制器6一体构造形成一集成的控制终端。
该实施例中，果农可通过显示器观察摄像头拍摄到的图像，并通过图像调整刀头装置3的位置，更准确的将刀头装置3伸到水果果柄位置，使装置能更快捷的对水果进行剪切。同时，通过控制器控制伸缩杆的升降，使伸缩杆的控制更加智能化，减轻了果农的操作负担，加快了工作效率。
利用本发明可以实现对多种水果的采摘，极大的降低了果农采果的劳动强度、危险系数、人工成本和果实的损耗。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例/实施例。
Claims (10)
1.一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：包括网兜(1)、刀头装置(3)和伸缩杆(4)，所述伸缩杆(4)竖直设置，所述刀头装置(3)安装在所述伸缩杆(4)的上端端部，用以剪断水果果蒂；所述网兜(1)为口部和尾部均敞口的兜体，并固定在所述伸缩杆(4)上，其口部位于所述刀头装置(3)的下方，其尾部向下延伸。
2.根据权利要求1所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：所述刀头装置(3)包括刀头(31)、刀体(32)、曲柄摇杆机构和舵机(37)，所述刀头(31)的后端与所述刀体(32)的后端依次上下叠合并相互转动连接，所述刀头(31)前端靠近所述刀体(32)的一侧具有刀刃，所述刀体(32)前端的下端设有与所述刀刃对应的刀盒(33)，且刀盒(33)靠近所述刀刃的一侧开有供所述刀刃插入或拔出的缺口，所述舵机(37)安装在所述刀体(32)后端的上端，其驱动轴向下并穿过所述刀体(32)，所述曲柄摇杆机构一端与所述舵机(37)的驱动端固定连接，另一端与所述刀头(31)的后端活动连接，所述舵机(37)可通过驱动端带动曲柄摇杆机构转动，并同步带动所述刀头(31)相对于所述刀体(32)转动，以使所述刀刃插入或拔出所述刀盒(33)。
3.根据权利要求2所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：还包括控制器(6)，所述舵机(307)与所述控制器(6)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：所述曲柄摇杆机构包括三角摇杆(34)、连杆(35)和曲柄(36)，所述三角摇杆(34)的第一角通过转轴可转动连接在所述刀体(32)的后端，所述刀头(31)可拆卸的连接在所述三角摇杆(34)的第二角，所述连杆(35)一端与所述三角摇杆(34)的第三角活动连接，另一端与所述曲柄(36)转动连接；所述曲柄(36)连接在所述舵机(37)的驱动端，所述舵机(37)可通过驱动端带动所述曲柄(36)转动，并通过所述连杆(35)以及与其联动的所述三角摇杆(34)带动所述刀头(31)转动，以使所述刀刃插入或拔出所述刀盒(33)。
5.根据权利要求4所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：所述网兜(1)包括长条形的外网兜(11)和多个内网兜(12)，多个所述内网兜(12)沿所述外网兜(11)的长度方向间隔设置在所述外网兜(11)内，所述内网兜(12)的上端通过连接绳(13)与所述外网兜(11)连接，所述内网兜(12)的下端均设有开口，并在开口处环设有可调节开口大小的弹性绳圈(14)。
6.根据权利要求5所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：还包括网兜连接件，所述网兜连接件包括钢圈(2)，所述钢圈(2)通过一连接臂(21)与所述伸缩杆(4)的伸缩端上端铰接，所述连接臂(21)与所述伸缩杆(4)的伸缩端之间还有连接有用以调节所述连接臂(21)角度的调节器。
7.根据权利要求6所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：所述调节器包括推力球轴承(22)、内螺纹杆(23)、外螺纹杆(24)和连接基座(25)，所述连接基座(25)一端与所述伸缩杆(4)伸缩端的上端铰接，其另一端与所述推力球轴承(22)连接；所述内螺纹杆(23)的一端与所述推力球轴承(22)连接，其另一端端部设有螺孔，所述外螺纹杆(24)的一端与所述连接臂(21)铰接，其另一端设有与所述螺孔匹配的外螺纹，并螺接在所述螺孔中；外力作用下转动所述内螺纹杆(23)可使所述外螺纹杆(24)相对于所述内螺纹杆(23)轴向移动，进而通过连接臂(21)带动所述钢圈(2)上下翻转。
8.根据权利要求7所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：还包括腰带连接装置(5)，所述腰带连接装置(5)包括伸缩杆连接筒(51)和腰带连接块(52)，所述腰带连接块(52)上背离人体的一侧设有一凸出的安装块(53)，所述伸缩杆连接筒(51)的上端与所述伸缩杆(4)下端可拆卸连接，其下端与所述安装块(53)转动连接，所述腰带连接块(52)靠近人体的一侧设有腰带孔(54)，所述腰带连接装置(5)通过穿过所述腰带孔(54)的腰带固定在果农腰部。
9.根据权利要求8所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：所述伸缩杆(4)为电动伸缩杆，所述电动伸缩杆与所述控制器(6)电连接。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种便携式水果高位采摘装置，其特征在于：所述控制器(6)为单片机。
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