CN109121718B - 一种可伸缩水果采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可伸缩水果采摘装置。本发明包括伸缩机构、连续采摘机构和支架机构，伸缩机构包括伸缩管Ⅰ、伸缩管Ⅱ、滑轮机构和松紧调节机构，伸缩管Ⅰ内部套设有伸缩管Ⅱ，在滑轮机构带动下伸缩管Ⅱ可在伸缩管Ⅰ内来回移动，松紧调节机构中螺母向内旋紧后弹簧被压缩带动滑轮座及滑轮Ⅱ朝远离电机座方向运动，使得钢丝绳保持拉紧，支架可以使采摘装置保持平稳，且能自由调节采摘装置高度，伸缩机构下方通过T型部件连接有布袋支撑件，用于收集采摘水果。本发明能够实现电动伸缩和手动伸缩，能够实现连续采摘功能，提高了效率，该装置能够减轻采摘人员的疲劳程度，配合支架进行采摘可以实现单手采摘，既省力又方便。

Description

一种可伸缩水果采摘装置

技术领域

本发明属于农业和机械领域，尤其涉及一种可伸缩水果采摘装置。

背景技术

本发明主要考虑到传统的摘果的方式越来越不能满足生产需求，比如一些高大的果树通常是利用竹竿敲打树枝或果梗使果实掉落，或者由果农爬上人字梯进行采摘，这些方法效率较低且容易损坏果实。目前市场上的已有的水果采摘器大都是长杆式，携带和操作都不是很方便，而且要考虑已采下水果的放置，连续采摘的效果不佳，因此，设计一款能够改善传统摘果方式、提高采摘效率的新型水果采摘装置十分有必要。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种可伸缩水果采摘装置，该装置能够减轻采摘人员的疲劳程度，配合支架进行采摘可以实现单手采摘，既省力又方便。

本发明的技术效果如下

本发明包括伸缩机构、连续采摘机构；所述伸缩机构包括伸缩管Ⅰ、伸缩管Ⅱ、滑轮机构和松紧调节机构，伸缩管Ⅰ通过连接件与按钮座一端固定相连，伸缩管Ⅰ内部套设有伸缩管Ⅱ；

滑轮机构包括调节松紧座、固定管、绕线轮、滑轮Ⅰ、滑轮Ⅱ、滑轮Ⅳ，滑轮Ⅰ通过滑轮座Ⅰ固定至连接件一端，靠近按钮座的伸缩管Ⅰ外表面固定有电机座，电机座沿伸缩管Ⅰ轴向的前后方分别通过滑轮座Ⅲ、滑轮座Ⅳ安装有滑轮Ⅲ、滑轮Ⅳ，电机座下部通过支架固定安装有减速电机，减速电机输出轴水平布置并垂直于伸缩管Ⅰ轴向，绕线轮与减速电机输出轴相连且位于电机座正下方；减速电机在断电时具有一定的自锁能力。

固定管位于伸缩管Ⅰ内且其一端与连接件另一端固定连接，固定管另一端与调节松紧座固定相连，用于约束调节松紧座沿轴向移动，调节松紧座内部开有沿伸缩管Ⅰ轴向的条形槽，滑轮Ⅱ通过滑轮座安装于条形槽内沿条形槽移动；

绕线轮有两道线槽，钢丝绳的两端分别固定于绕线轮两道线槽内，用于防止钢丝绳在线槽内打滑，钢丝绳绕出绕线轮后依次绕经滑轮Ⅳ、滑轮Ⅰ、滑轮Ⅱ、滑轮Ⅲ后再次绕回至绕线轮；伸缩管Ⅱ靠近按钮座的一端和钢丝绳固定连接，使得伸缩管Ⅱ在钢丝绳带动下沿伸缩管Ⅰ轴向移动。

松紧调节机构包括弹簧、T形螺钉、螺母，滑轮座在远离按钮座的一端开有通孔，T形螺钉头部螺帽安装于滑轮座被通孔卡合，即通孔孔径小于T形螺钉头部螺帽外径，T形螺钉头部螺帽与滑轮座端面内侧相卡合，T形螺钉尾部螺纹端穿过滑轮座的通孔后伸出到调节松紧座外部，T形螺钉伸出调节松紧座外的部分套装有弹簧并在端部安装螺母，弹簧两端分别连接到调节松紧座外端面和螺母。

所述连续采摘机构包括刹车把、刹车线、刹车线导杆、长布袋，刹车手柄与按钮座另一端固定相连，刹车手柄与按钮座连接处固定安装有刹车把，刹车线导杆通过滑轨块与伸缩机构的伸缩管Ⅰ和伸缩管Ⅱ相连，刹车线导杆平行于伸缩管Ⅰ布置。

伸缩机构下方通过T型部件连接有布袋支撑件，布袋支撑件由布袋支撑杆和均布固定于布袋支撑杆底部的若干弧形片组成，布袋支撑杆活动嵌装于T型部件底部开有的T型槽内，长布袋外表面连接于各个弧形片，长布袋通过弧形片固定支撑于布袋支撑杆，布袋支撑杆通过弧形片与长布袋固定支撑连接，使得长布袋与伸缩管Ⅱ保持平行且能与伸缩管Ⅱ同时移动，长布袋与布袋支撑杆相连部位保持拉直状态，长布袋末端保持自然下垂；长布袋开口边缘系于采摘环上，采摘环一端通过铰接与伸缩管Ⅱ端部相连，采摘环另一端开有V型缺口，用于扣住果实使果梗夹在剪刀的刀口之间，V型缺口处设有剪刀，剪刀顶部开口方向与V型缺口开口方向一致。

刹车线一端与刹车把相连，刹车线另一端穿过刹车线导杆后与剪刀底部两端相连，剪刀底部两端之间的刹车线上套有复位弹簧，刹车把通过刹车线控制剪刀顶部两端的闭合与张开，进而控制剪断水果的果梗。

本发明还包括支架机构，支架机构包括三脚落地支架、球铰支撑架，三脚落地支架上端固定有球铰支撑架，球铰支撑架由两块平行的上、下支撑板和连接于两块支撑板之间的竖直板组成，球铰支撑架上支撑板的底面固定有球铰支承座，紧扣件与安装于球铰支承座内的球铰铰接相连，紧扣件开有与伸缩管Ⅰ尺寸相同的槽用于卡合伸缩管Ⅰ。

按钮座外侧设有按钮Ⅰ与按钮Ⅱ，按钮Ⅰ与按钮Ⅱ均与电机座相连且分别控制绕线轮正向转动和反向转动，绕线轮正向转动时通过钢丝绳带动伸缩管Ⅱ朝靠近按钮座轴线方向移动，使得伸缩机构长度缩短，绕线轮反向转动时通过钢丝绳带动伸缩管Ⅱ朝远离按钮座轴线方向移动，使得伸缩机构长度伸长。

螺母向内旋紧后弹簧被压缩，弹簧在受压缩情况下带动滑轮座及滑轮Ⅱ朝远离电机座方向运动，使得钢丝绳保持拉紧状态，防止钢丝绳在滑轮内部打滑。

所述绕线轮轴心处有手摇把接口用于插装手摇把，手摇把可以方便从接口处取下或安装到接口处，手摇把用于手动控制绕线轮顺时针转动或逆时针转动。

所述伸缩管靠近滑轮Ⅲ与滑轮Ⅳ位置处均开有使钢丝绳穿过的孔；所述连接件上下两侧均开有使钢丝绳穿过的通槽。

本发明的有益效果：

本发明能够自由伸缩，在摘果时能够根据果实的高度自由控制摘果装置的长度，并且可以手动伸缩和电动伸缩；本发明能够实现连续采摘，即摘完一个果实后无需考虑其放置问题而直接采摘下一个果实，提高采摘效率；本发明的三脚落地支架可以使采摘装置保持平稳，且能自由调节采摘装置高度，减少采摘人员疲劳。

本发明可以广泛应用于各种果园，特别适合用于采摘果梗较长、果梗直径小于5mm、果实直径为10cm左右的果实，采摘果实较为密集的果树时，该装置将发挥很大的优势。

附图说明

图1是伸缩机构的结构图；图1(a)为伸缩机构主体结构剖视图，图1(b)为伸缩机构手摇把的结构局部图，图1(c)为伸缩机构减速电机的结构局部图，图1(d)为图1(a)的B区域放大图；

图2是调节松紧座附近的结构图；

图3是连续采摘机构的结构图；

图4是图3中的A-A剖视图；

图5是连续采摘机构末端的结构图；

图6是连续采摘机构与支架机构配合使用的示意图；

图7是连续采摘机构与支架机构安装部分的结构图；

图8是连续采摘机构与支架机构配合使用的结构图。

图中：按钮Ⅰ1、按钮Ⅱ2、滑轮Ⅰ3、钢丝绳4、伸缩管Ⅰ5、固定管6、伸缩管Ⅱ7、调节松紧座8、螺母9、弹簧10、T形螺钉11、滑轮座12、滑轮Ⅱ13、滑轮Ⅲ14、绕线轮15、滑轮Ⅳ16、连接件17、减速电机18、支架19、电机座20、手摇把21、刹车把22、刹车线23、刹车线导杆24、滑轨块25、T型部件26、采摘环27、剪刀28、复位弹簧30、布袋支撑杆31、长布袋32、球铰支撑架33、球铰34、紧扣件35、三脚落地支架36、按钮座38。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1(a)所示，本发明的水果采摘装置包括伸缩机构、连续采摘机构；伸缩机构包括伸缩管Ⅰ5、伸缩管Ⅱ7、滑轮机构和松紧调节机构，伸缩管Ⅰ5通过连接件17与按钮座38一端固定相连，伸缩管Ⅰ5内部套设有伸缩管Ⅱ7；滑轮机构包括调节松紧座8、固定管6、绕线轮15、滑轮Ⅰ3、滑轮Ⅱ13、滑轮Ⅳ16，滑轮Ⅰ3通过滑轮座Ⅰ固定至连接件17一端，靠近按钮座38的伸缩管Ⅰ5外表面固定有电机座20，电机座20沿伸缩管Ⅰ5轴向的前后方分别通过滑轮座Ⅲ、滑轮座Ⅳ安装有滑轮Ⅲ14、滑轮Ⅳ16，电机座20下部通过支架19固定安装有减速电机18，减速电机18输出轴水平布置并垂直于伸缩管Ⅰ5轴向，绕线轮15与减速电机18输出轴相连且位于电机座20正下方，减速电机18采用轻型锂电池作为动力源，在断电时具有一定的自锁能力。

伸缩管5靠近滑轮Ⅲ14与滑轮Ⅳ16位置处均开有使钢丝绳4穿过的孔；连接件17上下两侧均开有使钢丝绳4穿过的通槽。

按钮座38外侧设有按钮Ⅰ1与按钮Ⅱ2，按钮Ⅰ1与按钮Ⅱ2均与电机座20相连且分别控制绕线轮15在图1(a)视角下顺时针转动和逆时针转动，绕线轮15顺时针转动时通过钢丝绳4带动伸缩管Ⅱ7朝靠近按钮座38轴线方向移动，使得伸缩机构长度缩短，绕线轮15逆时针转动时通过钢丝绳4带动伸缩管Ⅱ7朝远离按钮座38轴线方向移动，使得伸缩机构长度伸长。

如图1(b)所示，绕线轮15轴心处有手摇把21接口用于插装手摇把21，手摇把21可以方便从接口处取下或安装到接口处，手摇把21用于手动控制绕线轮15顺时针转动或逆时针转动。

如图1(c)和图1(d)所示，绕线轮15有两道线槽，钢丝绳4的两端分别固定于绕线轮15两道线槽内，用于防止钢丝绳4在线槽内打滑，钢丝绳4绕出绕线轮15后依次绕经滑轮Ⅳ16、滑轮Ⅰ3、滑轮Ⅱ13、滑轮Ⅲ14后再次绕回至绕线轮15；伸缩管Ⅱ7靠近按钮座38的一端和钢丝绳4固定连接，使得伸缩管Ⅱ7在钢丝绳4带动下沿伸缩管Ⅰ5轴向移动。

如图2所示，固定管6位于伸缩管Ⅰ5内且其一端与连接件17另一端固定连接，固定管6另一端与调节松紧座8固定相连，用于约束调节松紧座8沿轴向移动，调节松紧座8内部开有沿伸缩管Ⅰ5轴向的条形槽，滑轮Ⅱ13通过滑轮座12安装于条形槽内沿条形槽移动。

如图2所示，松紧调节机构包括弹簧10、T形螺钉11、螺母9，滑轮座12在远离按钮座38的一端开有通孔，T形螺钉11头部螺帽安装于滑轮座12被通孔卡合，即通孔孔径小于T形螺钉11头部螺帽外径，T形螺钉11头部螺帽与滑轮座12端面内侧相卡合，T形螺钉11尾部螺纹端穿过滑轮座12的通孔后伸出到调节松紧座8外部，T形螺钉11伸出调节松紧座8外的部分套装有弹簧10并在端部安装螺母9，弹簧10两端分别连接到调节松紧座8外端面和螺母9。

如图3和图8所示，连续采摘机构包括刹车把22、刹车线23、刹车线导杆24、长布袋32，刹车手柄与按钮座38另一端固定相连，刹车手柄与按钮座连接处固定安装有刹车把22，刹车线导杆24通过滑轨块25与伸缩机构的伸缩管Ⅰ5和伸缩管Ⅱ7相连，刹车线导杆24平行于伸缩管Ⅰ5布置；刹车线23一端与刹车把相连，刹车线23另一端穿过刹车线导杆24后与剪刀28底部两端相连，剪刀28底部两端之间的刹车线23上套有复位弹簧30，刹车把22通过刹车线23控制剪刀28顶部两端的闭合与张开，进而控制剪断水果的果梗，刹车把22与刹车线导杆24之间留有一定余量长度的刹车线23，以保证伸缩机构能够伸到最长的长度。

如图3和图4所示，伸缩机构下方通过T型部件26连接有布袋支撑件，布袋支撑件由布袋支撑杆31和均布固定于布袋支撑杆31底部的若干弧形片组成，布袋支撑杆31活动嵌装于T型部件26底部开有的T型槽内，长布袋32外表面连接于各个弧形片，长布袋32通过弧形片固定支撑于布袋支撑杆31，布袋支撑杆31通过弧形片与长布袋32固定支撑连接，使得长布袋32与伸缩管Ⅱ7保持平行且能与伸缩管Ⅱ7同时移动，长布袋32与布袋支撑杆31相连部位保持拉直状态，长布袋32末端保持自然下垂置于地面上的篮筐中。

如图5所示，长布袋32开口边缘系于采摘环27上，采摘环27一端通过铰接与伸缩管Ⅱ7端部相连，采摘环27另一端开有V型缺口，用于扣住果实使果梗夹在剪刀28的刀口之间，V型缺口处设有剪刀28，剪刀28顶部开口方向与V型缺口开口方向一致.

如图6和图7所示，支架机构包括三脚落地支架36、球铰支撑架33，三脚落地支架36上端固定有球铰支撑架33，球铰支撑架33由两块平行的上、下支撑板和连接于两块支撑板之间的竖直板组成，球铰支撑架33上支撑板的底面固定有球铰支承座，紧扣件35与安装于球铰支承座内的球铰34铰接相连，紧扣件35开有与伸缩管Ⅰ5尺寸相同的槽用于卡合伸缩管Ⅰ5，紧扣件35材质为橡胶。

水果采摘装置的具体实施工作过程如下：

采摘前，采摘人员需要将装有锂电池的腰包戴在身上并且给减速电机18插上电，长布袋32最下端需要放入放置果实的篮筐中。在不使用支架机构时，采摘人员需要一手握住采摘装置的伸缩管Ⅰ5，一手握住刹车把22，将采摘装置举起，此时可以让采摘环27伸向果树上的果实，通过按下按钮1和按钮2来调节采摘装置的长度使得采摘环能够扣住果实(如图5所示效果)，此时按下刹车把22使剪刀28闭合将果梗剪断。果梗被剪断后果实掉落到采摘环下方的长布袋32并沿着长布袋32落入放在地面的篮筐中，这样一个果实采摘完成，接下来可以直接采摘下一个果实。如图6所示，在使用支架时，采摘人员需要将采摘装置的伸缩管Ⅰ5插入紧扣件35，此时支架就代替了原来握住伸缩管Ⅰ5的手，而且支架上的球铰可以使采摘装置朝向各个方向，此时只需一只手握住刹车把22就可以完成采摘任务。手动伸缩模式一般在没电的情况下才使用，将手摇把21插入绕线轮15轴心处的接口，转动手摇把21即可控制采摘装置的伸缩，这种设计可以避免没电时伸缩机构无法缩回的问题。

Claims (4)

1.一种可伸缩水果采摘装置，其特征在于：包括伸缩机构和连续采摘机构；

所述伸缩机构包括伸缩管Ⅰ（5）、伸缩管Ⅱ（7）、滑轮机构和松紧调节机构，伸缩管Ⅰ（5）通过连接件（17）与按钮座（38）一端固定相连，伸缩管Ⅰ（5）内部套设有伸缩管Ⅱ（7）；

滑轮机构包括调节松紧座（8）、固定管（6）、绕线轮（15）、滑轮Ⅰ（3）、滑轮Ⅱ（13）、滑轮Ⅳ（16），滑轮Ⅰ（3）通过滑轮座Ⅰ固定至连接件（17）一端，靠近按钮座（38）的伸缩管Ⅰ（5）外表面固定有电机座（20），电机座（20）沿伸缩管Ⅰ（5）轴向的前后方分别通过滑轮座Ⅲ、滑轮座Ⅳ安装有滑轮Ⅲ（14）、滑轮Ⅳ（16），电机座（20）下部通过支架（19）固定安装有减速电机（18），减速电机（18）输出轴水平布置并垂直于伸缩管Ⅰ（5）轴向，绕线轮（15）与减速电机（18）输出轴相连且位于电机座（20）正下方；固定管（6）位于伸缩管Ⅰ（5）内且其一端与连接件（17）另一端固定连接，固定管（6）另一端与调节松紧座（8）固定相连，调节松紧座（8）内部开有沿伸缩管Ⅰ（5）轴向的条形槽，滑轮Ⅱ（13）通过滑轮座（12）安装于条形槽内沿条形槽移动；绕线轮（15）有两道线槽，钢丝绳（4）的两端分别固定于绕线轮（15）两道线槽内，钢丝绳（4）绕出绕线轮（15）后依次绕经滑轮Ⅳ（16）、滑轮Ⅰ（3）、滑轮Ⅱ（13）、滑轮Ⅲ（14）后再次绕回至绕线轮（15）；伸缩管Ⅱ（7）靠近按钮座（38）的一端和钢丝绳（4）固定连接，使得伸缩管Ⅱ（7）在钢丝绳（4）带动下沿伸缩管Ⅰ（5）轴向移动；

松紧调节机构包括弹簧（10）、T形螺钉（11）、螺母（9），滑轮座（12）在远离按钮座（38）的一端开有通孔，T形螺钉（11）头部螺帽安装于滑轮座（12）被通孔卡合，T形螺钉（11）头部螺帽与滑轮座（12）端面内侧相卡合，T形螺钉（11）尾部螺纹端穿过滑轮座（12）的通孔后伸出到调节松紧座（8）外部，T形螺钉（11）伸出调节松紧座（8）外的部分套装有弹簧（10）并在端部安装螺母（9），弹簧（10）两端分别连接到调节松紧座（8）外端面和螺母（9）；

螺母（9）向内旋紧后弹簧（10）被压缩，弹簧在受压缩情况下带动滑轮座（12）及滑轮Ⅱ（13）朝远离电机座（20）方向运动，使得钢丝绳（4）保持拉紧状态；

所述连续采摘机构包括刹车把（22）、刹车线（23）、刹车线导杆（24）、长布袋（32），刹车手柄与按钮座（38）另一端固定相连，刹车手柄与按钮座连接处固定安装有刹车把（22），刹车线导杆（24）通过滑轨块（25）与伸缩机构的伸缩管Ⅰ（5）和伸缩管Ⅱ（7）相连，刹车线导杆（24）平行于伸缩管Ⅰ（5）布置；

伸缩机构下方通过T型部件（26）连接有布袋支撑件，布袋支撑件由布袋支撑杆（31）和均布固定于布袋支撑杆（31）底部的若干弧形片组成，布袋支撑杆（31）活动嵌装于T型部件（26）底部开有的T型槽内，长布袋（32）外表面连接于各个弧形片，长布袋（32）通过弧形片固定支撑于布袋支撑杆（31），布袋支撑杆（31）通过弧形片与长布袋（32）固定支撑连接，使得长布袋（32）与伸缩管Ⅱ（7）保持平行且能与伸缩管Ⅱ（7）同时移动；长布袋（32）开口边缘系于采摘环（27）上，采摘环（27）一端通过铰接与伸缩管Ⅱ（7）端部相连，采摘环（27）另一端开有V型缺口，V型缺口处设有剪刀（28），剪刀（28）顶部开口方向与V型缺口开口方向一致；

刹车线（23）一端与刹车把相连，刹车线（23）另一端穿过刹车线导杆（24）后与剪刀（28）底部两端相连，剪刀（28）底部两端之间的刹车线（23）上套有复位弹簧（30），刹车把（22）通过刹车线（23）控制剪刀（28）顶部两端的闭合与张开，进而控制剪断水果的果梗；

所述伸缩管Ⅰ（5）靠近滑轮Ⅲ（14）与滑轮Ⅳ（16）位置处均开有使钢丝绳（4）穿过的孔；所述连接件（17）上下两侧均开有使钢丝绳（4）穿过的通槽。

2.根据权利要求1所述的可伸缩水果采摘装置，其特征在于：还包括支架机构，支架机构包括三脚落地支架（36）、球铰支撑架（33），三脚落地支架（36）上端固定有球铰支撑架（33），球铰支撑架（33）由两块平行的上、下支撑板和连接于两块支撑板之间的竖直板组成，球铰支撑架（33）上支撑板的底面固定有球铰支承座，紧扣件（35）与安装于球铰支承座内的球铰（34）铰接相连，紧扣件（35）开有与伸缩管Ⅰ（5）尺寸相同的槽用于卡合伸缩管Ⅰ（5）。

3.根据权利要求1所述的可伸缩水果采摘装置，其特征在于：所述按钮座（38）外侧设有按钮Ⅰ（1）与按钮Ⅱ（2），按钮Ⅰ（1）与按钮Ⅱ（2）均与电机座（20）相连且分别控制绕线轮（15）正向转动和反向转动，绕线轮（15）正向转动时通过钢丝绳（4）带动伸缩管Ⅱ（7）朝靠近按钮座（38）轴线方向移动，绕线轮（15）反向转动时通过钢丝绳（4）带动伸缩管Ⅱ（7）朝远离按钮座（38）轴线方向移动。

4.根据权利要求1所述的可伸缩水果采摘装置，其特征在于：所述绕线轮（15）轴心处有一接口用于插装手摇把（21），手摇把（21）用于手动控制绕线轮（15）正向转动或反向转动。