CN108450145A - 一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置 - Google Patents

Abstract

一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，包括采摘剪、采摘夹、卷筒、固定件、手柄、可伸缩采摘杆和背架；采摘剪固定于可伸缩采摘杆顶端，采摘剪与采摘夹磁性贴合；可伸缩采摘杆上设有轨道，轨道上设有滑槽；采摘夹上设有滑键，滑键设置于滑槽内，采摘剪设有活动柱；手柄设置于可伸缩采摘杆的底端，手柄通过钢线连接活动柱；卷筒设置于可伸缩采摘杆上，卷筒通过细线连接滑键；固定件设置在可伸缩采摘杆上，固定件连接背架。本发明装置简易，轻便，适用不同人群和不同环境，适用范围广；并且本装置操作简单，效率高，采摘水果又不对果实产生伤害。

Description

一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置

技术领域

本发明涉及采摘领域，具体为一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置。

背景技术

目前，在水果采摘领域，辅助采摘方式主要分为三种：大型采摘车、采摘机器人及人工辅助采摘杆。

就大型采摘车而言，国外已有一些大型采摘机械和复杂的自动化采摘装置，但是大型采摘车对地形有比较严格的要求，受到环境的制约，同时在采摘过程中会对水果有一定的损害，影响水果后期的销售；就采摘机器人而言，它的使用和维护要有相当高的技术水平和费用，其灵活性远低于人工，效率往往很低，同时其采摘的针对性比较强，对于一种采摘机器人来说采摘的范围并不广泛，其操作比较复杂，普遍适用性不强；对于人工辅助采摘杆，就目前市场，采摘杆多为单调的一根杆，并不适用于长时间采摘，采摘过程中对人的体力要求很高，会严重影响采摘的效率。

现对此进行改进，设计一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置。

发明内容

由背景技术可知，人工采摘的灵活性往往最高，为了提高水果采摘的效率，并且不受环境的制约，我们结合市场已有的采摘杆，设计出一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，利用轨道进行水果的收集，球头销实现采摘杆多自由度转向，支撑架实现省力的辅助人工采摘装置。现对本发明做进一步阐述。

一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，包括采摘剪、采摘夹、卷筒、固定件、手柄、可伸缩采摘杆和背架；采摘剪固定于可伸缩采摘杆顶端，采摘剪与采摘夹磁性贴合；可伸缩采摘杆上设有轨道，轨道上设有滑槽；采摘夹上设有滑键，滑键设置于滑槽内，采摘剪设有活动柱；手柄设置于可伸缩采摘杆的底端，手柄通过钢线连接活动柱；卷筒设置于可伸缩采摘杆上，卷筒通过细线连接滑键；固定件设置在可伸缩采摘杆上，固定件连接背架。

进一步的，所述采摘剪包括固定刀片和活动刀片；固定刀片顶面设有弧形槽和扭簧槽，活动刀片顶面设有圆柱体和销钉五；圆柱体设置于弧形槽上，销钉五设于扭簧槽上；销钉五处设有扭力弹簧，扭力弹簧一端放松，另一端放置在扭簧槽中；活动刀片的背面设有卡柱。

进一步的，所述固定刀片与剪刀固定件采用螺纹连接，固定刀片设有沉头螺纹孔；在装置动作过程中，沉头螺纹孔可以避免固定刀片与活动刀片发生干涉。

进一步的，所述在活动刀片位于极限位置时，活动刀片与固定刀片所夹角度为50°；此时的角度为最佳剪枝角度，活动刀片作用时间足够，在满足剪枝所需的力的同时又不至于耗时太长。

进一步的，所述采摘夹包括卡扣、固定夹子、活动夹子、固定体和滑键；卡扣通过销钉三连接固定夹子，销钉三出设有扭力弹簧；固定夹子与固定体活动连接；活动夹子通过销钉四活动设置在固定体上，销钉四处设有扭力弹簧；活动夹子设有U型槽；滑键固定设置于固定夹子面向剪刀固定件的一侧；

进一步的，所述固定夹子顶面设有磁铁，磁铁产生的吸附力为采摘夹的重力的1.1倍；确保在完成剪枝后，采摘夹会与采摘剪顺利分离。

进一步的，所述固定体右端设有凸起，凸起面向卡扣的一侧为斜面；斜面与活动刀片处于开口极限状态时刀背平行；可限制活动夹子在复位后与斜面贴合，并且此时，U型槽与卡柱恰好接触。

进一步的，所述活动夹子顶部为圆弧过度，活动夹子的转轴销钉四与活动刀片的转轴销钉五位置重合；圆弧状使得活动夹子顺利顶起卡扣，活动夹子的转轴销钉四与活动刀片的转轴销钉五位置重合使得卡柱和U型槽始终接触并在接触点只产生法向作用力。

进一步的，所述活动夹子与固定夹子的相对面设有锯齿；所述卡扣面向活动夹子的一侧为圆弧面；锯齿状能增大对枝条的夹持摩擦力，卡扣面向活动夹子的一侧为圆弧面配合活动夹子顶部的圆弧过度使得卡扣能被顺利顶起。

进一步的，所述可伸缩采摘杆包括大管、中管、小管、大轨道、中轨道和小轨道；大管、中管与小管的轴线重合，大轨道、中轨道与小轨道的轴线也重合；小管、中管、大管分别通过小管连接件、中管连接件、大管连接件与小轨道、中轨道、大轨道固接在一起。

进一步的，所述小管连接件、中管连接件与大管连接件上都设有圆孔，所述圆孔在水平面上的投影重合，小轨道顶部设有圆弧凹槽；使得卷筒的细线能尽可能减少与装置的摩擦，顺利连接至滑键，避免摩擦导致的细线断裂。

进一步的，所述大管顶端左侧固定设有转向铁棒，转向铁棒上套有滚动体；钢丝通过设置在转向铁棒上套有的滚动体完成力的方向的改变。

进一步的，滚动体上设有凹槽；避免钢丝绳在滚动体上动作时产生的方向不确定性，减小与滚动体间轴线方向的滑动摩擦。

进一步的，所述背架两端分别连接有左支撑架和右支撑架；左支撑架、右支撑架连接通过球头销的尾部一端，球头销的另一端连接固定件一，固定件一与固定件二连接。

进一步的，固定件一和固定件二为圆弧状，且圆弧的尺寸为大管的外径，圆弧所对的圆心角为120°，即圆弧为圆的三分之一；使得装置能稳定连接背架。

有益效果：与现有技术相比，本发明装置简易，轻便，适用不同人群和不同环境，适用范围广；并且本装置操作简单，效率高，采摘水果又不对果实产生伤害。

附图说明

图1：采摘装置的整体示意图；

图2：采摘杆与轨道的结构示意图；

图3：背架与采摘杆的连接示意图；

图4：采摘剪与采摘夹的结构示意图；

图5：采摘剪的结构示意图；

图中：1-采摘剪；2-采摘夹；3-小管连接件；4-中管连接件；5-轨道；6-大管连接件；7-卷筒；8-固定件；9-手柄；10-调档器一；11-调档器二；12-球头销；13-支撑架；14-背架；15-可伸缩采摘杆；16-圆孔；17-小管；18-中管；19-大管；20-滑槽；21-小轨道；22-中轨道；23-大轨道；24-销钉一；25-左支撑架；26-螺栓一；27-固定件一；28-螺栓二；29-固定件二；30-右支撑架；31-销钉二；32-卡扣；33-销钉三；34-固定夹子；35-方形栓；36-固定刀片；37-活动刀片；38-U型槽；39-卡柱；40-活动夹子；41固定体；42-销钉四；43-滑键；44-螺纹孔；45-剪刀固定件；46-圆柱体；47-弧形槽；48-沉头螺纹孔；49-转向铁棒；50-滚动体；51-扭簧槽；52-销钉五。

具体实施方式

现结合附图1～5，对本发明做详细阐述。

一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，包括采摘剪1、采摘夹2、小管连接件3、中管连接件4、轨道5、大管连接件6、卷筒7、固定件8、手柄9、调档器一10、调档器二11、球头销12、支撑架13、背架14、可伸缩采摘杆15。

参考附图5，采摘剪1包括固定刀片36和活动刀片37。

固定刀片36顶面设有弧形槽47和扭簧槽51，活动刀片37顶面设有圆柱体46和销钉五52；圆柱体46设置于弧形槽47上，销钉五52设于扭簧槽51上，从而使得活动刀片37活动设置于固定刀片36上。

销钉52处设有扭力弹簧，扭力弹簧一端放松，另一端放置在扭簧槽51中。

在活动刀片37位于极限位置时，活动刀片37与固定刀片36所夹角度最大，优选为50°。

活动刀片37的背面设有卡柱39。

参考附图4，采摘夹2包括卡扣32、固定夹子34、活动夹子40、固定体41和滑键43。

卡扣32通过销钉三33连接固定夹子34，卡扣32面向活动夹子40的一侧为圆弧面，销钉三33出设有扭力弹簧。

固定夹子34通过方形栓35与固定体41连接，活动夹子40通过销钉四42活动设置在固定体41上，销钉四42处设有扭力弹簧。

固定体41右端设有凸起，凸起面向卡扣32的一侧为斜面，斜面与活动刀片37处于开口极限状态时刀背平行。

活动夹子40上设有U型槽38，活动夹子40以销钉四42为轴旋转至极限位置时与固定体41凸起的斜面贴合，此时，U型槽38与卡柱39恰好接触。

活动夹子40顶部设置为圆弧过度，活动夹子40的转轴销钉四42与活动刀片37的转轴销钉五52位置重合。

活动夹子40与固定夹子34的相对面设有锯齿，固定夹子34顶面设有磁铁，磁铁产生的吸附力优选为采摘夹2的重力的1.1倍，确保在完成剪枝后，采摘夹2会与采摘剪1分离。

滑键43固定设置于固定夹子34面向剪刀固定件45的一侧。

采摘剪1固定设于可伸缩采摘杆15顶端。

可伸缩采摘杆15顶部设有剪刀固定件45，固定刀片36固定连接剪刀固定件45，从而使得采摘剪1固定于可伸缩采摘杆15上。

优选的，固定刀片36与剪刀固定件45采用螺纹连接，固定刀片36设有沉头螺纹孔48，剪刀固定件45设有螺纹孔44，固定刀片36通过沉头螺纹孔48与剪刀固定件45中的螺纹孔44配合完成固定连接。在装置动作过程中，沉头螺纹孔48可以避免固定刀片36与活动刀片37发生干涉。

参考附图2，可伸缩采摘杆15包括大管19、中管18、小管17、大轨道23、中轨道22和小轨道21。

大管19、中管18与小管17的轴线重合，大轨道23、中轨道22与小轨道21的轴线也重合。

小轨道21顶部设有圆弧凹槽。

小管17、中管18、大管19分别通过小管连接件3、中管连接件4、大管连接件6与小轨道21、中轨道22、大轨道23固接在一起，使其实现同步运动。

小管连接件3、中管连接件4与大管连接件6上都设有圆孔16，所述圆孔16在水平面上的投影重合。

参考附图1，调档器一10设置于可伸缩采摘杆15的上部，调档器二11设置于可伸缩采摘杆15上且位于调档器一10的下方；

把手9设置于可伸缩采摘杆15的底部，卷筒7设置于可伸缩采摘杆15上且位于把手9的上方。

可伸缩采摘杆15上设有轨道5，轨道5上设有滑槽20，滑键43可在滑槽20内滑动。

卷筒7上缠绕有细线，细线依次通过小管连接件3、中管连接件4以及大管连接件6上的圆孔，再绕过小轨道21顶端的圆弧凹槽，最后与采摘夹2上的滑键43固定在一起。

大管19顶端左侧固定设有转向铁棒49，转向铁棒49上套有滚动体50，滚动体上设有凹槽。

手柄9连接钢线的一端，钢线通过滚动体50后另一端连在固定刀片36上的圆柱体46上。

在可伸缩采摘杆15上，位于卷筒7的下方以及把手9的上方，设有固定件8，固定件8通过球头销12以及支撑架13连接背架14。

参考附图3，背架14通过销钉一24、销钉二31分别连接左支撑架25、右支撑架30。

左支撑架25、右支撑架30上设有螺纹孔，球头销12的尾部一端设有螺纹，通过球头销12尾部的螺纹与左支撑架25，右支撑架30上的螺纹孔相配合，从而构成支撑架13。

球头销12的另一端连接固定件一29，固定件一29为三分之一圆弧状，且圆弧的尺寸为大管17的外径。

固定件二28通过螺栓一26、螺栓二28与固定件一29配合，完成采摘杆15与背架14的固定连接。

工作原理：

将装置移动至所需采摘果实的下方，将采摘剪1伸至目标果实的枝条上，扣动手柄9的扳机，手柄9通过钢丝拉动活动刀片37，活动刀片37将向固定刀片36动作，产生剪力，剪断枝条。

在活动刀片37受到拉力动作的同时，活动刀片37背面的卡柱39通过活动夹子40的U形槽38推动活动夹子40运动，活动夹子40将贴近卡扣32，卡扣32会更容易被活动夹子40的上端顶起；此时活动刀片37继续带动活动夹子40运动，当活动夹子40与固定夹子34完全贴合时，卡扣32由于扭力弹簧的弹力回复，会利用摩擦力锁住活动夹子40，从而完成夹紧动作。

之后采摘夹2会由于水果的重力，使滑键43沿着轨道5的滑槽20内滑落，此时卷筒7自动放线，最后采摘夹2会受到大轨道23末端处的封闭截面而停止运动。

拨动卡扣32，取下水果，此时采摘夹2受到销钉四42处扭力弹簧的弹力而回复。固定体41的凸起的斜面将活动夹子40的背面挡住，阻止其进一步转动，同时U形槽38也与活动刀片37背部的卡柱39贴合。此时的卡扣32处的销钉三33的扭力弹簧也使其复位，处于水平状态，因固定夹子34的上端面挡住卡扣32，从而阻止了其进一步转动。

转动卷筒7，细线将拉动采摘夹2的滑键43使其沿滑槽20上升，当采摘夹2达到顶端时，采摘夹2表面的磁铁会使其与采摘剪1贴合在一起，使其更精确地复位，实现采摘的可循环。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于包括采摘剪、采摘夹、卷筒、固定件、手柄、可伸缩采摘杆和背架；采摘剪固定于可伸缩采摘杆顶端，采摘剪与采摘夹磁性贴合；可伸缩采摘杆上设有轨道，轨道上设有滑槽；采摘夹上设有滑键，滑键设置于滑槽内，采摘剪设有活动柱；手柄设置于可伸缩采摘杆的底端，手柄通过钢线连接活动柱；卷筒设置于可伸缩采摘杆上，卷筒通过细线连接滑键；固定件设置在可伸缩采摘杆上，固定件连接背架。

2.根据权利要求1所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述采摘剪包括固定刀片和活动刀片；固定刀片顶面设有弧形槽和扭簧槽，活动刀片顶面设有圆柱体和销钉五；圆柱体设置于弧形槽上，销钉五设于扭簧槽上；销钉五处设有扭力弹簧，扭力弹簧一端放松，另一端放置在扭簧槽中；活动刀片的背面设有卡柱。

3.根据权利要求1所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述采摘夹包括卡扣、固定夹子、活动夹子、固定体和滑键；卡扣通过销钉三连接固定夹子，销钉三出设有扭力弹簧；固定夹子与固定体活动连接；活动夹子通过销钉四活动设置在固定体上，销钉四处设有扭力弹簧；活动夹子设有U型槽；滑键固定设置于固定夹子面向剪刀固定件的一侧；固定夹子顶面设有磁铁。

4.根据权利要求3所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述固定体右端设有凸起，凸起面向卡扣的一侧为斜面。

5.根据权利要求3所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述活动夹子顶部为圆弧过度，活动夹子的转轴销钉四与活动刀片的转轴销钉五位置重合。

6.根据权利要求3所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述活动夹子与固定夹子的相对面设有锯齿；所述卡扣面向活动夹子的一侧为圆弧面。

7.根据权利要求1所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述可伸缩采摘杆包括大管、中管、小管、大轨道、中轨道和小轨道；大管、中管与小管的轴线重合，大轨道、中轨道与小轨道的轴线也重合；小管、中管、大管分别通过小管连接件、中管连接件、大管连接件与小轨道、中轨道、大轨道固接在一起。

8.根据权利要求7所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述小管连接件、中管连接件与大管连接件上都设有圆孔，所述圆孔在水平面上的投影重合；小轨道顶部设有圆弧凹槽。

9.根据权利要求7所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述大管顶端左侧固定设有转向铁棒，转向铁棒上套有滚动体，滚动体上设有凹槽。

10.根据权利要求1所述的可穿戴式省力高枝水果辅助采摘装置，其特征在于：所述背架两端分别连接有左支撑架和右支撑架；左支撑架、右支撑架连接通过球头销的尾部一端，球头销的另一端连接固定件一，固定件一与固定件二连接。