CN108811730B - 果树摘果装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及果树果实采摘领域，尤其是一种果树摘果装置。包括机架、落果机构、抱树机构、摇树机构，落果机构与抱树机构连接，摇树机构的一端与机架连接，另一端与抱树机构连接；所述抱树机构包括上层和下层伸缩式抱树环，每一个伸缩式抱树环均由左、右两侧对称设置的伸缩式抱树环组成，伸缩式抱树环的一端与连接架和连接板固定连接，伸缩式抱树环的另一端为可伸缩式，连接板设置在两平行的连接架之间，且连接板与连接架固定连接，固定于上层伸缩式抱树环的连接架和摇树机构连接，固定于下层伸缩式抱树环的连接架和机架连接。其通过机械化方式实现了果树上果实的采摘和收集，提高了摘果效率，并大大降低了摘果成本。

Description

果树摘果装置

技术领域

本发明涉及果树果实采摘领域，尤其是一种果树摘果装置。

背景技术

随着农林业种植水平的提高和经济的发展，果树种植已经从原先的分散种植向集中种植发展，大型甚至超大型的专一类型果树种植园频繁出现在各地，这使得对果树的作业从人工操作转化为机械操作成为可能。机械操作在果树种植业的应用，不仅能够节约大量人工成本，而且能够提高果树种植的效率，从而提高种植园主的经济收益。

然而，现有技术中对果树种植园的机械操作仍局限于机械集中喷药、机械集中灌溉和机械集中除草等方面，对于需要工时最多的果树采摘，由于采摘的专业性和果实在果树上分布的发散性，仍需要安排很多采摘人员在固定时间段进行采摘，这种人工采摘方式具有以下弊端：(1)采摘耗时较长，对于要求快速采摘的果树，往往导致很多果实来不及采摘即落下树枝，导致无法食用；(2)采摘成本高，在果实成熟的季节，人工成本较高，给种植园主造成较大的经济负担；(3)采摘果树的果实，通常需要借助梯子、踏板凳等登高的工具，登高摘果本身就具有一定的危险性。

目前，国外已经出现了果树采摘机，但是由于国外的果树植株高大、株距较分散、枝杈较少，而国内的果树植株较低、种植较密集、枝杈较多，因此国外的采摘机并不适用于国内果树的采摘。针对国内果树的种植特性，研发了一种折叠伸缩的利于密植空间的果树采摘装置。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种果树摘果装置，其通过机械化方式实现了果树上果实的采摘和收集，提高了摘果效率，并大大降低了摘果成本。

本发明的技术方案是：一种果树摘果装置，包括机架，其中，还包括落果机构、抱树机构、摇树机构，落果机构与抱树机构连接，摇树机构的一端与机架连接，另一端与抱树机构连接；

所述抱树机构包括上层和下层伸缩式抱树环，每一个伸缩式抱树环均由左、右两侧对称设置的伸缩式抱树环组成，伸缩式抱树环的一端与连接架和连接板固定连接，伸缩式抱树环的另一端为可伸缩式，连接板设置在两平行的连接架之间，且连接板与连接架固定连接，固定于上层伸缩式抱树环的连接架和摇树机构连接，固定于下层伸缩式抱树环的连接架和机架连接，上层伸缩式抱树环的自由端和下层伸缩式抱树环的自由端之间通过伸缩式连接杆连接；

所述伸缩式抱树环由数段抱树环连接而成，相邻抱树环的直径依次变小，直径小的抱树环套在其相邻的直径大的抱树环内，且直径小的抱树环在相邻的直径大的抱树环内滑动，直径最大的抱树环与固定板固定连接，每段抱树环上均固定有支撑杆连接板，落果机构与支撑杆连接板连接；

所述上层伸缩式抱树环的左、右侧伸缩式抱树环的上方均设有环形大齿轮，环形大齿轮呈弧形，环形大齿轮与设置在固定板上的齿轮啮合，环形大齿轮与伸缩式抱树环的自由端固定连接；

所述落果机构包括数个沿伸缩式抱树环的圆周方向间隔设置的支撑骨架和位于支撑骨架上方的落果收集篷布，支撑骨架包括支撑杆Ⅰ、支撑杆Ⅱ、支撑杆Ⅲ和支撑杆Ⅳ，其中支撑杆Ⅲ的一端与上层的伸缩式抱树环铰接，支撑杆Ⅲ的另一端与支撑杆Ⅳ铰接，支撑杆Ⅰ的一端与下层的伸缩式抱树环铰接，支撑杆Ⅰ的一端与支撑杆Ⅱ铰接，支撑杆Ⅱ的另一端与支撑杆Ⅳ的中部铰接，支撑杆Ⅲ与支撑杆Ⅰ交叉设置，且支撑杆Ⅲ与支撑杆Ⅰ在中部铰接；

所述摇树机构包括凸轮、连杆和转动轴，连杆的一端与凸轮铰接，另一端与转动轴固定连接，与上层伸缩式抱树环固定连接的连接架的自由端设有孔，转动轴依次穿过两连接架上的通孔，并与连接架铰接。

本发明中，还包括运输机构和收集机构，抱树机构设置在机架的一端，收集机构对应的设置在机架的另一端，抱树机构和收集机构之间设有运输机构，运输机构设置在机架上，运输机构呈倾斜设置，其低端靠近抱树机构，其高端位于收集机构的上方。

所述伸缩式抱树环和与伸缩式抱树环连接的落果收集篷布为倾斜设置，其与地面之间的夹角为8-15°，伸缩式抱树环和落果收集篷布靠近运输机构的一端为最低端。通过倾斜设置，可以将收集到的果实都集中在靠近运输机构的一端，然后由运输机构传输出去。

本发明的有益效果：该装置实现了机械化收集果树上的成熟果实，大大降低了摘果的成本，提高了果实的采摘效率，并降低了工人采摘工作中的危险性；另外，该装置可折叠伸缩，适用于密植空间的果树采摘。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是抱树机构的结构示意图；

图3是落果机构的结构示意图；

图4是抱树机构的俯视图；

图5是摇树机构的结构示意图。

图中：1落果机构；101支撑杆Ⅰ；102支撑杆Ⅱ；103支撑杆Ⅲ；104支撑杆Ⅳ；2抱树机构；201连接板；202小齿轮；203环形大齿轮；204伸缩式抱树环；205支撑杆连接板； 206抱树环Ⅰ；207抱树环Ⅱ；208抱树环Ⅲ；209连接架；210固定板；211伸缩式连接杆； 3机架；4运输机构；5收集机构；6摇树机构；601凸轮；602连杆；603转动轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的果树摘果装置包括机架3、落果机构1、抱树机构2、摇树机构6、运输机构4和收集机构5，其中抱树机构2设置在机架3的一端，收集机构5对应的设置在机架3的另一端，抱树机构2和收集机构5之间设有运输机构4，运输机构4设置在机架3上，运输机构4呈倾斜设置，其低端靠近抱树机构2，其高端位于收集机构5的上方。落果机构1与抱树机构2连接，摇树机构6的一端与机架3连接，另一端与抱树机构2连接。

如图2和图3所示，抱树机构2包括上、下两个伸缩式抱树环，伸缩式抱树环呈倾斜设置，其与地面之间的夹角为10°，伸缩式抱树环靠近运输机构的一端为最低端。每一个伸缩式抱树环均由左、右两侧对称设置的伸缩式抱树环204组成，且左、右两侧的伸缩式抱树环呈对称设置。伸缩式抱树环204的一端与连接架209和固定板201固定连接，伸缩式抱树环204的另一端为可伸缩式。固定板209设置在两平行的连接架209之间，且固定板201与连接架209固定连接。固定于上层伸缩式抱树环的连接架209和摇树机构6连接，固定于下层伸缩式抱树环的连接架209和机架3连接。伸缩式抱树环204由多段抱树环连接而成，相邻抱树环的直径依次变小，直径小的抱树环套在其相邻的直径大的抱树环内，且直径小的抱树环可以在相邻的直径大的抱树环内滑动，实现了伸缩式抱树环204的长度可变，直径最大的抱树环与固定板210固定连接。当伸缩式抱树环204完全伸展开后，左、右两侧的伸缩式抱树环201的自由端之间的距离最小，此时伸缩式抱树环204可以将果树的树干紧紧地环抱住。相邻两段抱树环的连接处的端部设有限位部件，防止直径小的抱树环从直径大的抱树环内脱落。

本发明采用齿轮啮合的方式实现上层抱树环的伸缩。固定板210上固定有两个连接板 201，连接板201的一端与固定板210固定连接，另一端连接有水平放置的齿轮202，齿轮202 与环形大齿轮203啮合，环形大齿轮203呈弧形，其分别位于左、右侧伸缩式抱树环204的上方，环形大齿轮203与上层伸缩式抱树环的自由端固定连接，实现了上层伸缩式抱树环长度的调节。齿轮202转动的同时，通过齿轮202与环形大齿轮203的啮合，带动环形大齿轮 203做圆弧运动，同时环形大齿轮203带动上层伸缩式抱树环204的自由端伸缩。上层伸缩式抱树环和下层伸缩式抱树环的自由端之间通过伸缩式连接杆211连接，伸缩式连接杆211 的上端与上层伸缩式抱树环的自由端固定连接，伸缩式连接杆211的下端与下层伸缩式抱树环的自由端固定连接。通过伸缩式连接杆，实现了上层伸缩式抱树环和下层伸缩式抱树环的刚性连接，当上层伸缩式抱树环伸缩时，能够带动下层伸缩式抱树环同时伸缩。

本实施例中，伸缩式抱树环204由三段抱树环依次连接而成，分别是抱树环Ⅰ206、抱树环Ⅱ207和抱树环Ⅲ208，其中抱树环Ⅲ208、抱树环Ⅱ207、抱树环Ⅰ206的直径依次变小，抱树环Ⅱ207插在抱树环Ⅲ208内，且抱树环Ⅱ207可以在抱树环Ⅲ208内滑动，抱树环Ⅰ206 插在抱树环Ⅱ207内，且抱树环Ⅰ206可以在抱树环Ⅱ207内滑动。抱树环Ⅱ207与抱树环Ⅲ 208连接处的端部设有限位机构，防止抱树环Ⅱ207从抱树环Ⅲ208内滑出；抱树环Ⅰ206与抱树环Ⅱ207连接处的端部设有限位机构，防止抱树环Ⅰ206从抱树环Ⅱ207内滑出。抱树环Ⅲ208与固定板210固定连接，抱树环Ⅰ206的自由端与环形大齿轮203的一端固定连接。环形大齿轮203在转动过程中，带动抱树环Ⅰ206运动，从而改变抱树环的长度。

构成伸缩式抱树环的每段抱树环上均固定有支撑杆连接板205，通过支撑杆连接板205，实现了抱树机构2和落果机构1的连接。如图3所示，落果机构1包括多个支撑骨架和位于支撑骨架上方的落果收集篷布，支撑骨架沿伸缩式抱树环204的圆周方向间隔设置，由于伸缩式抱树环呈倾斜设置，因此落果收集篷布也为倾斜设置，其与地面之间的夹角为10°。落果收集篷布靠近运输机构的一端为最低端。通过倾斜设置可以将收集到的果实集中在靠近运输机构的一端，然后由运输机构传输出去。支撑骨架包括支撑杆Ⅰ101、支撑杆Ⅱ102、支撑杆Ⅲ103和支撑杆Ⅳ104，其中支撑杆Ⅲ103的一端与上层的伸缩式抱树环铰接，支撑杆Ⅲ103 的另一端与支撑杆Ⅳ104铰接，支撑杆Ⅰ101的一端与下层的伸缩式抱树环铰接，支撑杆Ⅰ101 的一端与支撑杆Ⅱ102铰接，支撑杆Ⅱ102的另一端与支撑杆Ⅳ104的中部铰接，支撑杆Ⅲ103 与支撑杆Ⅰ101交叉设置，且支撑杆Ⅲ103与支撑杆Ⅰ101在中部铰接。上述结构的支撑骨架可以收缩，也可以打开，落果收集篷布与支撑骨架的上表面连接，当支撑骨架打开时，落果收集篷布也相应打开，此时可以开始摘果工作；摘果工作结束后，支撑骨架收缩，带动落果收集篷布闭合。抱树环完成抱树动作后，伸缩式连接杆211的长度变短，上层抱树环向下层抱树环运动靠近，从而使落果机构打开，因此伸缩式连接杆211的伸缩，使上层抱树环和下层抱树环之间的距离发生变化，同时实现了落果机构的打开和关闭。另外，落果机构1实现了上层伸缩式抱树环和下层伸缩式抱树环之间的连接，因此当上层伸缩式抱树环伸缩的同时，在落果机构的带动下，下层伸缩式抱树环随上层伸缩式抱树环一起伸缩。同时，该结构的骨架还起到了缓冲和减震的作用。

如图4和图5所示，摇树机构6包括凸轮601、连杆602和转动轴603，连杆602的一端与凸轮601铰接，另一端与转动轴603固定连接。与上层伸缩式抱树环固定连接的连接架209的自由端设有孔，转动轴603依次穿过两连接架209上的通孔，从而实现了摇树机构6与抱树机构2的连接。凸轮601转动过程中，带动连杆602和转动轴603前后移动，转动轴603 前后移动过程中，会带动伸缩式抱树环前后移动，对伸缩式抱树环内的树干施加了一个前后摇动的力，从而使果树上成熟的果实落下。

本发明的工作过程如下所述：需要摘果时，将该装置放置在靠近果树的树干处，首先，通过抱树机构的齿轮啮合，使环形大齿轮203带动上层和下侧个的伸缩式抱树环204的长度变长，直至伸缩式抱树环204将果树的树干抱紧，同时将落果机构的支撑骨架和与支撑骨架连接的落果收集篷布打开，然后启动摇树机构6，使摇树机构6的凸轮601转动，对果树的树干施加前后晃动的力，晃动过程中果树上成熟的果实落下，直接落在落果机构的落果收集篷布内，通过落果收集篷布收集的果实，通过运输机构4输送至收集机构5内。摘果完成后，通过齿轮啮合，使伸缩式抱树环的长度逐渐缩短，同时使支撑骨架收缩，落果收集篷布闭合，将该装置推至其他果树处进行摘果操作。

Claims (3)

1.一种果树摘果装置，包括机架（3），其特征在于：还包括落果机构（1）、抱树机构（2）、摇树机构（6），落果机构（1）与抱树机构（2）连接，摇树机构（6）的一端与机架（3）连接，另一端与抱树机构（2）连接；

所述抱树机构（2）包括上层和下层伸缩式抱树环，每一个伸缩式抱树环均由左、右两侧对称设置的伸缩式抱树环（204）组成，伸缩式抱树环（204）的一端与连接架（209）和连接板（201）固定连接，伸缩式抱树环（204）的另一端为可伸缩式，固定板（210）设置在两平行的连接架（209）之间，且连接板（201）与连接架（209）固定连接，固定于上层伸缩式抱树环的连接架（209）和摇树机构（6）连接，固定于下层伸缩式抱树环的连接架（209）和机架（3）连接，上层伸缩式抱树环的自由端和下层伸缩式抱树环的自由端之间通过伸缩式连接杆（211）连接；

所述伸缩式抱树环（204）由数段抱树环连接而成，相邻抱树环的直径依次变小，直径小的抱树环套在其相邻的直径大的抱树环内，且直径小的抱树环在相邻的直径大的抱树环内滑动，直径最大的抱树环与固定板（210）固定连接，每段抱树环上均固定有支撑杆连接板（205），落果机构（1）与支撑杆连接板（205）连接；

所述上层伸缩式抱树环的左、右侧伸缩式抱树环（204）的上方均设有环形大齿轮（203），环形大齿轮（203）呈弧形，环形大齿轮（203）与设置在固定板（210）上的齿轮（202）啮合，环形大齿轮（203）与伸缩式抱树环（204）的自由端固定连接；

所述落果机构（1）包括数个沿伸缩式抱树环的圆周方向间隔设置的支撑骨架和位于支撑骨架上方的落果收集篷布，支撑骨架包括支撑杆Ⅰ（101）、支撑杆Ⅱ（102）、支撑杆Ⅲ（103）和支撑杆Ⅳ（104），其中支撑杆Ⅳ（104）的一端与上层的伸缩式抱树环铰接，支撑杆Ⅳ（104）的另一端与支撑杆Ⅲ（103）铰接，支撑杆Ⅰ（101）的一端与下层的伸缩式抱树环铰接，支撑杆Ⅰ（101）的一端与支撑杆Ⅱ（102）铰接，支撑杆Ⅱ（102）的另一端与支撑杆Ⅲ（103）的中部铰接，支撑杆Ⅳ（104）与支撑杆Ⅰ（101）交叉设置，且支撑杆Ⅳ（104）与支撑杆Ⅰ（101）在中部铰接；

所述摇树机构（6）包括凸轮（601）、连杆（602）和转动轴（603），连杆（602）的一端与凸轮（601）铰接，另一端与转动轴（603）固定连接，与上层伸缩式抱树环固定连接的连接架（209）的自由端设有孔，转动轴（603）依次穿过两连接架（209）上的通孔，并与连接架（209）铰接。

2.根据权利要求1所述的果树摘果装置，其特征在于：还包括运输机构（4）和收集机构（5），抱树机构（2）设置在机架（3）的一端，收集机构（5）对应的设置在机架（3）的另一端，抱树机构（2）和收集机构（5）之间设有运输机构（4），运输机构（4）设置在机架（3）上，运输机构（4）呈倾斜设置，其低端靠近抱树机构（2），其高端位于收集机构（5）的上方。

3.根据权利要求2所述的果树摘果装置，其特征在于：所述伸缩式抱树环（204）和与伸缩式抱树环连接的落果收集篷布为倾斜设置，其与地面之间的夹角为8-15°，伸缩式抱树环和落果收集篷布靠近运输机构的一端为最低端。