CN108684324B - 旋转投掷式采摘水果装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转投掷式采摘水果装置，包括，采摘机构，其包括工作台，工作台设置具有三个夹爪的三爪机构，工作台还设置操作部件以及弹性件；旋转机构，其包括支撑台，工作台可转动地连接于支撑台中，支撑台上还设置有旋转驱动电机，旋转驱动电机驱动工作台转动；投掷机构，其包括连接架、投掷电机以及蜗轮蜗杆减速机，连接架与支撑台铰接，支撑台相对于连接架朝向一侧弯折；采摘管，首端与连接架固定连接，末端位置设置有水平架，水平架上设置手刹，手刹通过钢丝绳与弹性件连接；以及，收纳机构，其设置在支撑台弯折时所朝向的一侧，收纳机构包括安装支架，安装支架上设置漏斗，漏斗上套设有软管。采用本发明，便于对水果进行采摘。

Description

旋转投掷式采摘水果装置

技术领域

本发明涉及水果采摘装置领域，具体来说,涉及一种旋转投掷式采 摘水果装置。

背景技术

目前，在广大的乡村，农业生产广泛采取多种经营，经济作物特 别是水果的大量生产和投放市场，丰富了人民的膳食品种，提高了人 民的生活质量。全国很多地区在水果的采摘上依然主要靠人工，量产 水果采摘中存在的劳动工作量大、由于水果分布高低不均所导致的作业范围广、由多汁水果易碰伤所导致的触碰力度控制要求高以及单果 成熟期不一致而导致的需选择性采摘等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术所存在的不足,提供 一种旋转投掷式采摘水果装置，其能够便于以不碰伤水果的方式自动 化采摘水果。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案在于：一种旋转投掷式 采摘水果装置，包括，

采摘机构，其包括工作台，所述工作台设置具有三个夹爪的三爪 机构，所述工作台还设置用于对所述夹爪施加作用力以使其夹紧的操 作部件以及用于对所述操作部件施加弹性力的弹性件；

旋转机构，其包括支撑台，所述工作台可转动地连接于所述支撑 台中，所述支撑台上还设置有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机通过 外齿轮传动驱动所述工作台转动；

投掷机构，其包括连接架、投掷电机以及受其驱动的蜗轮蜗杆减 速机，所述连接架与所述支撑台铰接，所述支撑台受所述蜗轮蜗杆减 速机驱动而相对于所述连接架朝向一侧弯折；

采摘管，其首端与所述连接架固定连接，其末端位置设置有水平 架，所述水平架上设置有手刹，所述手刹通过钢丝绳与所述操作部件 连接；以及，

收纳机构，其设置在所述支撑台弯折时所朝向的一侧，所述收纳 机构包括安装支架，所述安装支架上设置漏斗，所述漏斗上套设有软 管。

优选地，所述弹性件为压簧。

优选地，所述夹爪为软胶材质。

优选地，所述夹爪为弧形，其中间位置向外弧形突出。

优选地，所述工作台通过深沟球轴承可转动地安装于所述支撑台 中。

优选地，所述蜗轮蜗杆减速机为双轴蜗轮蜗杆减速机。

优选地，所述采摘水果装置还包括穿戴组件，所述穿戴组件安装 于所述采摘管上。

优选地，所述穿戴组件为带式，所述穿戴组件包括两根平行设置 的前侧背带、与所述前侧背带相连的后侧背带以及与前述二者的底部 相连的腰部束带，所述采摘管上还设置有背带架，所述前侧背带通过 连接带与所述背带架连接。

优选地，所述背带架的数量为两个，设置于所述采摘管的不同高 度位置。

优选地，所述采摘水果装置还包括控制模块，所述控制模块被配 置为对所述旋转驱动电机以及所述投掷电机进行控制。

本发明的旋转投掷式采摘水果装置，采用三爪夹住水果之后旋转 将水果进行采摘，因此，更加方便快捷，大大的提高了采摘的效率。 并且，由于旋转驱动电机采用与工作台平行的外置方式，因此，能够使得三爪夹紧与旋转运动互不干涉，让自动化更容易实现。

附图说明

下面，对本发明所涉及的附图进行说明，附图中：

图1为本发明的旋转投掷式采摘水果装置的结构示意图；

图2为图1中局部结构的放大图；

图3为图2的爆炸图；

图4为本发明的使用状态图。

附图中，

1-工作台；101-主体部；102-突出部；103-夹片；104-外齿轮； 2-夹爪；201-钩部；3-操作部件；301-端盖部；302-柱形部；4-支撑 台；5-旋转驱动电机；6-连接架；7-蜗轮蜗杆减速机；8-采摘管；9- 水平架；10-手刹；11-安装支架；12-漏斗；13-穿戴组件；14-前侧背带；15-后侧背带；16-腰部束带；17-背带架；18-连接带；19-压簧； 20-投掷电机；21-控制箱。

具体实施方式

为了便于理解本发明所解决的技术问题、技术方案以及所获得的 技术效果，下面，结合具体的实施方式，对本发明作进一步的详细说 明。

参照图1～3所示，本发明的一种旋转投掷式采摘水果装置，包括 采摘机构、旋转机构、投掷机构、采摘管8以及收纳机构。

采摘机构，其包括工作台1，工作台1设置具有三个夹爪2的三爪 机构。工作台1还设置用于对夹爪2施加作用力以使其夹紧的操作部 件3以及用于对操作部件3施加弹性力的弹性件。如图中所示，工作 台1为回转体或者大致为回转体，其包括主体部101，主体部101的上 侧形成三个突出部102，主体部101上、位于相邻的两个突出部102之 间的位置设置夹片103，该夹片103通过螺纹方式固定于主体部101上。 夹爪2的底部插入于该夹片103中并且与该夹片103铰接，夹爪2的 底部具有向内的钩部201。工作台1的中间形成空腔，弹性件在本实施 例下选择为压簧19，其能够延伸至该空腔内。操作部件具有端盖部301 以及由端盖部301向下延伸的柱形部302，端盖部301位于夹爪的钩部201远离压簧19的一侧，以便能够在后续描述的钢丝绳作用力下，对 夹爪的钩部201施加作用力使夹爪绕着夹片103向内转动以夹持；柱 形部302亦能够延伸至该空腔内，并且位于压簧19的内侧，即压簧19套装于柱形部302的外侧。

为避免损伤水果，本发明中，夹爪2为软胶材质，其较为柔软， 能够有效避免损伤水果。进一步地，夹爪2为弧形，其中间位置向外 弧形突出，该形状能够更好地与水果的形状匹配。

旋转机构，其包括支撑台4，工作台1可转动地连接于支撑台4中， 例如，工作台1可以通过深沟球轴承可转动地安装于支撑台4中，在 工作台1的外侧与支撑台4之间的位置设置深沟球轴承，从而使得工 作台1可以在支撑台4内转动。支撑台4上还设置有旋转驱动电机5， 旋转驱动电机5通过外齿轮传动驱动工作台1转动。即旋转驱动电机5 的输出轴上设置外齿轮，类似地，在工作台1的外部亦套设外齿轮104， 两个外齿轮相互啮合，当旋转驱动电机5转动时，工作台1受驱动而 转动。这种结构，工作台1的旋转驱动力来自与其平行的外部。

投掷机构，其包括连接架6、投掷电机20以及受其驱动的蜗轮蜗 杆减速机7，连接架6与支撑台4铰接，支撑台4受蜗轮蜗杆减速机7 驱动而相对于连接架6朝向一侧弯折。具体地，蜗轮蜗杆减速机7的 驱动力来自于投掷电机20，蜗轮蜗杆减速机7可以与支撑台4固定连 接，这样当蜗轮蜗杆减速机7动作时，则可以带动支撑台4转动，从 而使得其弯折对应于收纳机构，此时，可以将夹持的水果松开。优选为，蜗轮蜗杆减速机7为双轴蜗轮蜗杆减速机。投掷机构位置，可以 设置由弹性部件等构成的复位机构，使得投掷机构在完成一次投掷并 且投掷电机20不工作时，支撑台4能够复位至直立状态，以便于下次采摘。

采摘管8，其首端与连接架6固定连接，例如通过螺纹连接的方式 固定连接，该采摘管8形成加长部分，以便操作人员能够采摘位于树 木上的水果；采摘管8的末端位置设置有水平架9，水平架9上设置有 手刹10，手刹10通过钢丝绳与操作部件3连接，当手刹10操作时， 钢丝绳对操作部件3施加作用力，此时，操作部件3对夹爪2的钩部 201施加作用力，使得夹爪2能够绕着主体部101向着内侧转动，从而 夹住水果，避免在将水果收纳之前水果脱出。

收纳机构，设置在支撑台4弯折时所朝向的一侧，收纳机构包括 安装支架11，安装支架11上设置漏斗12，漏斗12上套设有软管(图 中未示出)，例如为伸缩式软管，从而当采摘水果并被投掷机构投掷后， 水果由漏斗12进入，之后沿着软管输出至接近地面(例如位于地面上 的收纳筐等)的位置。

为便于操作人员较为省力地使用该采摘水果装置，采摘水果装置 还包括穿戴组件13，穿戴组件13安装于采摘管8上。如图中所示，穿 戴组件13为带式，穿戴组件13包括两根平行设置的前侧背带14、与 前侧背带14相连的后侧背带15以及与前述二者的底部相连的腰部束 带16。在本实施例下，前侧背带14为两根，后侧背带15为一根，其 位于两根前侧背带14的中间位置，腰部束带16位于下方，将前侧背 带14以及后侧背带15在底部连接起来，使用时，可以通过前侧背带 14套入操作人员的头部，此时，前侧背带14位于操作人员胸前，后侧 背带15位于操作人员背后，腰部输送16套在操作人员的腰部。该穿 戴式组件13，符合人体工学设计，可以分解采摘管8的力，用背带以 及肩部来共同承受采摘杆的重力，让采摘更加省力更加快捷方便。

为便于操作以及安装穿戴组件13，采摘管8上还设置有背带架17， 前侧背带14通过连接带18与背带架17连接，两根连接带18的一端 分别连接于各前侧背带14上，另一端分别连接于背带架17靠近两端 的位置。进一步地，本发明中，背带架17的数量为两个，设置于采摘 管8的不同高度位置，前侧背带14的末端可以设置锁钩，通过锁在不 同的背带架17上，从而调整采摘管8位置。

此外，采摘水果装置还包括控制模块，控制模块被配置为对旋转 驱动电机5以及投掷电机进行控制，该控制模块可以放置于控制箱21 内。另外，还可以包括遥控器，该遥控器的按钮可以设置在水平架9 上，通过遥控器实现对旋转驱动电机5以及投掷电机的动作进行远程 控制。

参照图4所示，使用时，操作人员将穿戴组件13套装于身体上， 此时身体承载该采摘水果装置。当操作人员操作位于水平架9上的手 刹10时，钢丝绳带动操作部件3从而克服压簧19的弹性力，将夹爪2 形成向着内侧方向的作用力，夹爪2夹住水果。之后，旋转驱动电机5 动作，通过外部的齿轮传动操作工作台1转动将水果由树上拧下来。 此时，操作投掷电机20则可以将支撑台4弯折，使得夹爪2对应于收 纳机构的漏斗12，之后松开手刹10则水果可以落入漏斗12并且由套 设在漏斗12之外的软管输出。如前所述，电源控制器等，可以放置于 控制箱21内，更加安全，方便，电控装置可以实现两个电机(旋转驱 动电机5和投掷电机20)的协同工作，通过按键的控制可以完成两种模式的采摘，以及复位功能，更加趋向自动化。

本发明至少具有以下创新点：功能创新，采用旋转投掷式采摘， 更加方便快捷，大大的提高了采摘效率；技术创新，打破传统三爪采 摘水果方式，使三爪夹紧和旋转运动互不干涉，让自动化更容易实现； 省力创新，打破传统人手举杆采摘模式，独特设计的背带让全身一起来承受采摘装置的力，让人们长时间采摘成为了可能，大大提高了采 摘效率；自动化创新，整个动作实现半自动化，让采摘变得方便快捷。 本发明的采摘水果装置，降低了许多人工的劳动工作量，解决了果实 分布高低的问题，并且能提高采摘效率，对采摘水果的安全性也做了 针对方案。本发明利用了电机作为能量来源，自动化效率高，并且加 上省力机构，使得用户用的时候更加方便快捷，大大的提高了用户的工作效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优 点，本领域技术人员应该知道，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。

Claims (6)

1.一种旋转投掷式采摘水果装置，其特征在于，包括，

采摘机构，其包括工作台，所述工作台设置具有三个夹爪的三爪机构，所述工作台还设置用于对所述夹爪施加作用力以使其夹紧的操作部件以及用于对所述操作部件施加弹性力的弹性件；

旋转机构，其包括支撑台，所述工作台可转动地连接于所述支撑台中，所述支撑台上还设置有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机通过外齿轮传动驱动所述工作台转动；

投掷机构，其包括连接架、投掷电机以及受其驱动的蜗轮蜗杆减速机，所述连接架与所述支撑台铰接，所述支撑台受所述蜗轮蜗杆减速机驱动而相对于所述连接架朝向一侧弯折；

采摘管，其首端与所述连接架固定连接，其末端位置设置有水平架，所述水平架上设置有手刹，所述手刹通过钢丝绳与所述操作部件连接；以及，

收纳机构，其设置在所述支撑台弯折时所朝向的一侧，所述收纳机构包括安装支架，所述安装支架上设置漏斗，所述漏斗上套设有软管；

所述工作台通过深沟球轴承可转动地安装于所述支撑台中；

工作台为回转体或者大致为回转体，其包括主体部，主体部的上侧形成三个突出部，主体部上、位于相邻的两个突出部之间的位置设置夹片，该夹片通过螺纹方式固定于主体部上，夹爪的底部插入于该夹片中并且与该夹片铰接，夹爪的底部具有向内的钩部；

所述采摘水果装置还包括穿戴组件，所述穿戴组件安装于所述采摘管上；

所述穿戴组件为带式，所述穿戴组件包括两根平行设置的前侧背带、与所述前侧背带相连的后侧背带以及与前述二者的底部相连的腰部束带，所述采摘管上还设置有背带架，所述前侧背带通过连接带与所述背带架连接；

所述背带架的数量为两个，设置于所述采摘管的不同高度位置。

2.根据权利要求1所述的旋转投掷式采摘水果装置，其特征在于，所述弹性件为压簧。

3.根据权利要求1所述的旋转投掷式采摘水果装置，其特征在于，所述夹爪为软胶材质。

4.根据权利要求1所述的旋转投掷式采摘水果装置，其特征在于，所述夹爪为弧形，其中间位置向外弧形突出。

5.根据权利要求1所述的旋转投掷式采摘水果装置，其特征在于，所述蜗轮蜗杆减速机为双轴蜗轮蜗杆减速机。

6.根据权利要求1所述的旋转投掷式采摘水果装置，其特征在于，所述采摘水果装置还包括控制模块，所述控制模块被配置为对所述旋转驱动电机以及所述投掷电机进行控制。