CN108551869A - 一种高空水果采摘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高空水果采摘装置。本发明包括控制装置、气压传动装置、采摘装置、收集装置和固定装置。控制装置由控制开关和泄气管道构成；气压传动装置由移动活塞、气筒、摇杆、转盘、尾部电机、电瓶、气压升缩杆I、气压升缩杆Ⅱ和气压升缩杆Ⅲ构成；采摘装置由头部电机、链条、旋转摘果头、左三角转架、右三角转架和转臂构成；收集装置由收果网兜、移动网架和传果网管构成；固定装置由控制开关连接臂、固定电机电瓶支架、活塞固定架、头部电机载板、支架架脚、架脚锁紧器和多自由度旋转头构成。本发明解决了传统采摘器械的移动困难，不够灵活的问题。并且整体并无太过精密的部件，造价较低，切实解决了果农的实际需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用气压升降来实现高空采摘水果的装置。准确地说是一种带有特殊采摘头并且利用调节气压大小来控制伸缩杆长短的装置。
背景技术
随着社会的发展，我国农业的科技水平也需要不断提升，尤其是采摘水果方面，过去都是人工采摘，但是人工采摘费时费力，成本较高，效率低下，有时较高果树上的果子还需要爬树采摘，具有较大的危险性。在传统的采摘器械中部分结构简单的虽然灵巧轻便，但功能有限，采摘范围有限。传统的采摘范围大的采摘器械又大多较为笨重，移动不够灵活，造价成本较高，并且高空采摘器械中大部分升降缓慢，采摘效率不高，有些甚至造价太高不合实际。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种利用气压升降带特殊采摘头的高空水果采摘装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种高空水果采摘装置，尤其是一种利用气压升降带特殊采摘头的高空水果采摘装置，包括移动活塞、气筒、摇杆、转盘、气压伸缩杆Ⅲ、气压伸缩杆Ⅱ、气压伸缩杆I、右三角转架、旋转摘果头、左三角转架、转臂、收果网兜、传果网管和移动网架；支架架脚上方设置有多自由度旋转头，多自由度旋转头顶部与活塞固定架相连，活塞固定架通过轴承连接气筒，活塞固定架和多自由度旋转头结合能够使气筒多角度地转换方向，从而控制该采摘装置多方向地进行采摘；气筒内设置移动活塞，气筒外设置外壳通孔盖板，气筒上面焊接有固定电机电瓶支架，其中固定电机电瓶支架与气筒的相接处为一个圆环，圆环下面有两个岔开的支撑臂，支撑臂尾部有两个载板，载板上面分别用螺栓螺母连接电瓶和尾部电机，固定电机电瓶支架的圆环上面设有两个螺纹孔，可旋入两个相同的控制开关连接臂，控制开关连接臂一端设置有螺纹孔，另一端设置有销孔，通过销连接与控制开关牢牢固定；控制开关连接臂不完全地旋入固定电机电瓶支架中，以达到控制开关连接臂的销孔与控制开关的销孔对齐的目的；控制开关有两个对外接口，一个通过控制开关连接线连接电瓶，用于控制电瓶对于头部电机和尾部电机的供电；另一个通过泄气管道连接气压伸缩杆Ⅲ，用于传导气压伸缩杆中的气压到控制开关中，控制开关设置有两个开关，中间的开关四指并握，最左边留有一个按钮，当人四指用力握紧开关时启动电瓶通过尾部电机供电线I和尾部电机供电线Ⅱ对尾部电机供电，以及通过头部电机供电线I和头部电机供电线Ⅱ对头部电机进行供电；当控制开关最左边的泄气按钮被摁下时气压伸缩杆Ⅲ内的气体将通过泄气管道传递到控制开关内被释放出；尾部电机的头端通过键固定着转盘，转盘通过轴承连接着摇杆，摇杆通过轴承连接着移动活塞，气压伸缩杆Ⅱ紧紧地嵌套于气压伸缩杆Ⅲ中，其中气压伸缩杆Ⅱ尾部固定有通孔的活塞套，能更好地保持密封性，并且气压伸缩杆Ⅱ外壳设有凹槽，与气压伸缩杆Ⅲ内道有凸槽相互配合，使得两杆不会发生相对转动；同样气压伸缩杆I外壳设有凹槽，尾部也设有活塞套，气压伸缩杆Ⅱ内道也有凸槽；气压升缩杆I头部焊接有铁片，铁片上面有孔位，对应着头部电机载板上面的孔位，铁片通过螺栓螺母连接头部电机载板，头部电机载板通过螺栓螺母固定头部电机；头部电机载板两端分别与转臂通过销连接固定；而转臂另一端通过轴承分别与左三角转架和右三角转架连接，右三角转架尾端更长，且有键槽，与头部电机朝向一致；两个三角架三个角张开120°；每个角的尾端一起通过销连接与旋转摘果头固定；从而实现旋转摘果头的旋转；头部电机的头部通过键与链条齿盘固定，右三角转架的尾部通过键与另一个相同的链条齿盘固定，两个链条齿盘通过链条连接在一起；当头部电机转动时链条就可以用于传递动力，从而实现右三角转架旋转，再带动旋转摘果头和左三角转架的旋转，对果子进行采摘；收果网兜通过螺栓螺母与头部电机载板相连，收果网兜下面固定有传果网管，当水果被旋转摘果头采摘下来时将掉入收果网兜里面，再通过传果网管传递水果；传果网管上面共有四个移动网架。
本发明工作过程如下：
支架架脚和架脚锁紧器能固定整套装置的初始高度，并且能收缩自如，节约空间。多自由度旋转头和活塞固定架使得整套装置更灵活，能多方向地进行采摘。同时控制开关连接臂和固定电机电瓶支架的结合使得控制开关不会阻碍到移动活塞的移动，同时又使得控制开关处于最适合操作的位置。当控制开关中间的按钮被握紧的时候控制开关通过控制开关连接线给固定电机电瓶支架上的电瓶传递信号，电瓶开始通过尾部电机供电线I和尾部电机供电线Ⅱ对尾部电机供电，以及通过头部电机供电线I和头部电机供电线Ⅱ对头部电机进行供电。当尾部电机开始转动时带动它头上的转盘转动，转盘带动摇杆运动，摇杆再带动移动活塞左径向移动，导致气筒中产生大量的气体冲入气压伸缩杆Ⅲ中，在气体压强的作用下气压伸缩杆Ⅲ慢慢地与气压伸缩杆Ⅱ分离，气压伸缩杆Ⅱ慢慢地与气压伸缩杆I分离，从而快速地带动装置上升。而头部电机通过链条可以轻松地带动采摘装置转动，当转动的旋转摘果头碰到水果时，水果会被顺着旋转摘果头往下拉，最终在果柄碰到旋转摘果头尾部刀片时被割断，水果会掉入收果网兜中，再经过传果网管收集。当控制开关最左边的按钮被摁下时，气压伸缩杆内的大量气体会经过泄气管道到达控制开关再被大量放出，此时整套装置在重力的作用下快速下降。
本发明的技术效果：
本发明利用气压升降带特殊采摘头的高空水果采摘变得切实可行，装置尾部的曲柄滑块装置能快速地供气，产生的大量的气压快速推动气压伸缩杆往升，当控制开关的泄气按钮按动时，气压伸缩杆失去大量气压，在重力的作用下会快速回退，当旋转摘果口在旋转时能顺势地勾动他前面的水果并顺势割断果柄。
本发明的气压升降装置切实解决了采摘器械采摘范围较小的问题，本发明的采摘头式设计同样切实解决采摘过程中的效率低下问题，在提高了效率的同时也很好地保护了水果。本发明的支架脚设计也切实解决了传统采摘器械的移动困难，不够灵活的问题。并且整体并无太过精密的部件，造价较低，切实解决了果农的实际需求。
附图说明
图1为装置整体左侧视图；
图2为水果采摘装置左侧视图；
图3为水果采摘装置上方斜视图；
图4为控制开关及供气装置左侧视图；
图5为控制开关及供气装置右后侧视图；
图6为气压伸缩杆2的内部凸槽和气压伸缩杆1外部的凸槽示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，
图1～6中，一种高空水果采摘装置，尤其是一种利用气压升降带特殊采摘头的高空水果采摘装置，包括移动活塞3、气筒5、摇杆23、转盘25、气压伸缩杆Ⅲ7、气压伸缩杆Ⅱ9、气压伸缩杆I10、右三角转架14、旋转摘果头15、左三角转架16、转臂17、收果网兜18、传果网管19和移动网架8；支架架脚20上方设置有多自由度旋转头22，多自由度旋转头22顶部与活塞固定架6相连，活塞固定架6通过轴承连接气筒5，活塞固定架6和多自由度旋转头22结合能够使气筒5多角度地转换方向，从而控制该采摘装置多方向地进行采摘；气筒5内设置移动活塞3，气筒5外设置外壳通孔盖板，气筒5上面焊接有固定电机电瓶支架4，其中固定电机电瓶支架4与气筒5的相接处为一个圆环，圆环下面有两个岔开的支撑臂，支撑臂尾部有两个载板，载板上面分别用螺栓螺母连接电瓶24和尾部电机26，固定电机电瓶支架4的圆环上面设有两个螺纹孔，可旋入两个相同的控制开关连接臂2，控制开关连接臂2一端设置有螺纹孔，另一端设置有销孔，通过销连接与控制开关1牢牢固定；控制开关连接臂2不完全地旋入固定电机电瓶支架4中，以达到控制开关连接臂2的销孔与控制开关1的销孔对齐的目的；控制开关1有两个对外接口，一个通过控制开关连接线33连接电瓶24，用于控制电瓶对于头部电机12和尾部电机26的供电；另一个通过泄气管道29连接气压伸缩杆Ⅲ7，用于传导气压伸缩杆37中的气压到控制开关1中，控制开关1设置有两个开关，中间的开关四指并握，最左边留有一个按钮，当人四指用力握紧开关时启动电瓶通过尾部电机供电线I30和尾部电机供电线Ⅱ31对尾部电机26供电，以及通过头部电机供电线I27和头部电机供电线Ⅱ28对头部电机12进行供电；当控制开关1最左边的泄气按钮被摁下时气压伸缩杆Ⅲ7内的气体将通过泄气管道29传递到控制开关1内被释放出；尾部电机26的头端通过键固定着转盘25，转盘25通过轴承连接着摇杆23，摇杆23通过轴承连接着移动活塞3，气压伸缩杆Ⅱ9紧紧地嵌套于气压伸缩杆Ⅲ7中，其中气压伸缩杆Ⅱ9尾部固定有通孔的活塞套，能更好地保持密封性，并且气压伸缩杆Ⅱ9外壳设有凹槽，与气压伸缩杆Ⅲ7内道有凸槽相互配合，使得两杆不会发生相对转动；同样气压伸缩杆I10外壳设有凹槽，尾部也设有活塞套，气压伸缩杆Ⅱ9内道也有凸槽；气压升缩杆I10头部焊接有铁片，铁片上面有孔位，对应着头部电机载板11上面的孔位，铁片通过螺栓螺母连接头部电机载板11，头部电机载板11通过螺栓螺母固定头部电机12；头部电机载板11两端分别与转臂17通过销连接固定；而转臂17另一端通过轴承分别与左三角转架16和右三角转架14连接，右三角转架14尾端更长，且有键槽，与头部电机12朝向一致；两个三角架三个角张开120°；每个角的尾端一起通过销连接与旋转摘果头15固定；从而实现旋转摘果头15的旋转；头部电机12的头部通过键与链条齿盘32固定，右三角转架14的尾部通过键与另一个相同的链条齿盘32固定，两个链条齿盘32通过链条13连接在一起；当头部电机12转动时链条13就可以用于传递动力，从而实现右三角转架14旋转，再带动旋转摘果头15和左三角转架16的旋转，对果子进行采摘；收果网兜18通过螺栓螺母与头部电机载板11相连，收果网兜18下面固定有传果网管19，当水果被旋转摘果头15采摘下来时将掉入收果网兜18里面，再通过传果网管19传递水果；传果网管上面共有四个移动网架8。
所述的支架的支架架脚20能够自由伸缩，由架脚锁紧器21锁紧固定。
所述的外壳通孔盖板用于限制移动活塞3的移动，使移动活塞3只能沿气筒5径向方向移动。
所述的摇杆23为一根细杆，细杆两头各有一个轴承孔。
所述的转盘25、摇杆23和移动活塞3三者共同构成了一个曲柄滑块机构，将头部电机12的能量转化为移动活塞3的往复运动，不断地给气压伸缩杆37内部打入气体，实现三节伸缩杆的快速上升。
所述的传果网管19为圆形软网。
所述的每个移动网架8都有一定距离，当采摘装置通过气压伸缩杆往上升的时候也带动移动网架8往上升，拉直传果网管19；当气压伸缩杆往下降的时候，在重力的作用下移动网架8往下降，带动传果网管19收缩。
所述的气压伸缩杆Ⅲ7、气压伸缩杆Ⅱ9和气压伸缩杆I10内部相通，当活塞有气体冲入气压伸缩杆Ⅲ7时三杆就快速升起由于旋转摘果头15起到中间连接的作用，所以右三角转架14和左三角转架16保持相对平行，且右三角转架14能带动整个摘果装置旋转。
所述的旋转摘果头15从侧面看整体呈弧形，与水果接触的部位为两个弯管，从正面看两个弯管呈收拢状态，弯管头部为半球，且弯管表面采用较光滑且较柔软的材料特制，不容易划伤水果；弯管尾部中央部位凸起有小刀片，刀口呈锯齿形，由于弯管有一定厚度且尾部两个弯管接近部位空间较窄，水果果肉不易碰到刀片，但是水果的果柄会碰到刀片而被割断；当泄气闸泄气时三杆在重力的作用下快速下降。
如图4～5中，由于控制开关连接臂2的销孔与控制开关1的销孔需要对齐，所以控制开关连接臂2不需要完全地旋入固定电机电瓶支架4中。由于实现曲柄滑块机构需要有一定的限制。故固定电机电瓶支架4的支撑臂的高度需要根据摇杆23的长短、转盘25的半径以及摇杆23和移动活塞3相接触的部位的位置来确定。图6中气压伸缩杆2的内部凸槽和气压伸缩杆1外部的凸槽之间不需要太过紧密贴合，留有一定的空隙方便移动。
Claims (9)
1.一种高空水果采摘装置，其特征在于该采摘装置是一种利用气压升降带特殊采摘头的高空水果采摘装置，包括移动活塞(3)、气筒(5)、摇杆(23)、转盘(25)、气压伸缩杆III(7)、气压伸缩杆II(9)、气压伸缩杆I(10)、右三角转架(14)、旋转摘果头(15)、左三角转架(16)、转臂(17)、收果网兜(18)、传果网管(19)和移动网架(8)；支架架脚(20)上方设置有多自由度旋转头(22)，多自由度旋转头(22)顶部与活塞固定架(6)相连，活塞固定架(6)通过轴承连接气筒(5)，活塞固定架(6)和多自由度旋转头(22)结合能够使气筒(5)多角度地转换方向，从而控制该采摘装置多方向地进行采摘；气筒(5)内设置移动活塞(3)，气筒(5)外设置外壳通孔盖板，气筒(5)上面焊接有固定电机电瓶支架(4)，其中固定电机电瓶支架(4)与气筒(5)的相接处为一个圆环，圆环下面有两个岔开的支撑臂，支撑臂尾部有两个载板，载板上面分别用螺栓螺母连接电瓶(24)和尾部电机(26)，固定电机电瓶支架(4)的圆环上面设有两个螺纹孔，可旋入两个相同的控制开关连接臂(2)，控制开关连接臂(2)一端设置有螺纹孔，另一端设置有销孔，通过销连接与控制开关(1)牢牢固定；控制开关连接臂(2)不完全地旋入固定电机电瓶支架(4)中，以达到控制开关连接臂(2)的销孔与控制开关(1)的销孔对齐的目的；控制开关(1)有两个对外接口，一个通过控制开关连接线(33)连接电瓶(24)，用于控制电瓶对于头部电机(12)和尾部电机(26)的供电；另一个通过泄气管道(29)连接气压伸缩杆III(7)，用于传导气压伸缩杆3(7)中的气压到控制开关(1)中，控制开关(1)设置有两个开关，中间的开关四指并握，最左边留有一个按钮，当人四指用力握紧开关时启动电瓶通过尾部电机供电线I(30)和尾部电机供电线II(31)对尾部电机(26)供电，以及通过头部电机供电线I(27)和头部电机供电线II(28)对头部电机(12)进行供电；当控制开关(1)最左边的泄气按钮被摁下时气压伸缩杆III(7)内的气体将通过泄气管道(29传递到控制开关(1)内被释放出；尾部电机(26)的头端通过键固定着转盘(25)，转盘(25)通过轴承连接着摇杆(23)，摇杆(23)通过轴承连接着移动活塞(3)，气压伸缩杆II(9)紧紧地嵌套于气压伸缩杆III(7)中，其中气压伸缩杆II(9)尾部固定有通孔的活塞套，能更好地保持密封性，并且气压伸缩杆II(9)外壳设有凹槽，与气压伸缩杆III(7)内道有凸槽相互配合，使得两杆不会发生相对转动；同样气压伸缩杆I(10)外壳设有凹槽，尾部也设有活塞套，气压伸缩杆II(9)内道也有凸槽；气压升缩杆I(10)头部焊接有铁片，铁片上面有孔位，对应着头部电机载板(11)上面的孔位，铁片通过螺栓螺母连接头部电机载板(11)，头部电机载板(11)通过螺栓螺母固定头部电机(12)；头部电机载板(11)两端分别与转臂(17)通过销连接固定；而转臂(17)另一端通过轴承分别与左三角转架(16)和右三角转架(14)连接，右三角转架(14)尾端更长，且有键槽，与头部电机(12)朝向一致；两个三角架三个角张开120°；每个角的尾端一起通过销连接与旋转摘果头(15)固定；从而实现旋转摘果头(15)的旋转；头部电机(12)的头部通过键与链条齿盘(32)固定，右三角转架(14)的尾部通过键与另一个相同的链条齿盘(32)固定，两个链条齿盘(32)通过链条(13)连接在一起；当头部电机(12)转动时链条(13)就可以用于传递动力，从而实现右三角转架(14)旋转，再带动旋转摘果头(15)和左三角转架(16)的旋转，对果子进行采摘；收果网兜(18)通过螺栓螺母与头部电机载板(11)相连，收果网兜(18)下面固定有传果网管(19)，当水果被旋转摘果头(15)采摘下来时将掉入收果网兜(18)里面，再通过传果网管(19)传递水果；传果网管上面共有四个移动网架(8)。
2.根据权利要求1所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于支架的支架架脚(20)能够自由伸缩，由架脚锁紧器(21)锁紧固定。
3.根据权利要求1所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于外壳通孔盖板用于限制移动活塞(3)的移动，使移动活塞(3)只能沿气筒(5)径向方向移动。
4.根据权利要求1所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于摇杆(23)为一根细杆，细杆两头各有一个轴承孔。
5.根据权利要求1所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于转盘(25)、摇杆(23)和移动活塞(3)三者共同构成了一个曲柄滑块机构，将头部电机(12)的能量转化为移动活塞(3)的往复运动，不断地给气压伸缩杆3(7)内部打入气体，实现三节伸缩杆的快速上升。
6.根据权利要求1所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于传果网管(19)为圆形软网。
7.根据权利要求1所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于每个移动网架(8)都有一定距离，当采摘装置通过气压伸缩杆往上升的时候也带动移动网架(8)往上升，拉直传果网管(19)；当气压伸缩杆往下降的时候，在重力的作用下移动网架(8)往下降，带动传果网管(19)收缩。
8.根据权利要求1所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于气压伸缩杆III(7)、气压伸缩杆II(9)和气压伸缩杆I(10)内部相通，当活塞有气体冲入气压伸缩杆III(7)时三杆就快速升起由于旋转摘果头(15)起到中间连接的作用，所以右三角转架(14)和左三角转架(16)保持相对平行，且右三角转架(14)能带动整个摘果装置旋转。
9.根据权利要求8所述的一种高空水果采摘装置，其特征在于其中旋转摘果头(15)从侧面看整体呈弧形，与水果接触的部位为两个弯管，从正面看两个弯管呈收拢状态，弯管头部为半球，且弯管表面采用较光滑且较柔软的材料特制，不容易划伤水果；弯管尾部中央部位凸起有小刀片，刀口呈锯齿形，由于弯管有一定厚度且尾部两个弯管接近部位空间较窄，水果果肉不易碰到刀片，但是水果的果柄会碰到刀片而被割断；当泄气闸泄气时三杆在重力的作用下快速下降。
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