CN109315141A - 一种可自动回收的采摘苹果装置 - Google Patents

Abstract

一种可自动回收的采摘苹果装置，包括高空剪刀和自动回收装置，所述高空剪刀包括高空剪头、高空杆和剪刀把手，通过设置于所述高空杆一端的剪刀把手控制设置于所述高空杆另一端的高空剪头，实现高空苹果的采摘；自动回收装置安装于所述高空杆上；所述自动回收装置包括发条弹簧支架、发条弹簧、收集框；利用发条弹簧的优点实现里苹果的自动运输，无需另外安装电动或者手动装置实现收集筐的上下移动。本发明将收集框的初始位置在高空剪刀下面，这样可避免苹果掉落到地上造成损伤，自动回收装置通过发条弹簧使所述收集筐自动输送，从而减少了采摘者的移动收集频率，便于采摘者对苹果进行及时检查。

Description

一种可自动回收的采摘苹果装置

技术领域

本发明属于机械工具领域，具体涉及一种可自动回收的采摘苹果装置。

背景技术

我国是农业大国，果树业是农业的重要组成部分，果树产值在我国农业中仅次于粮、菜，居第三位。据农业部统计，2015年全国果树总面积1282万公顷，其中香蕉园面积约为41.5万公顷，占国内果园总面积的3.3％；水果园面积占比为18.4％；梨园面积占比为9.0％；柑橘园面积占比为19.0％。在水果的生产作业中，收获采摘是整个生产中最耗时最费力的一个环节。水果收获期间需投入的劳力约占整个种植过程的50％～70％。采摘作业质量的好坏直接影响到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。水果收获具有很强的时效性，属于典型的劳动密集型的工作。此外，传统的作业还存在以下弊端:一是采摘过程中作业者的人身安全问题，即手工采摘时手臂易被树枝划伤或擦破，高处作业时，还可能会摔伤。二是对果树的损伤，即对树的枝叶芽的破坏。三是对水果质量的影响，单手采摘时容易出现脱蒂，易出现抽心果，还有就是高枝水果容易掉在地上造成内外伤，影响果品的外观，不利于保鲜储藏，从而最终造成降低经济收入。

随着越来越多的国家进入人口老龄化阶段，伴随着农业劳动力的减少，劳动力成本越来越高，而人工收获水果所需的成本在水果的整个生产成本中所占的比例高达33％～50％。与此同时高枝水果的采摘还具有一定的危险性。因此实现水果采摘机械化变得越来越迫切，发展机械化的收获技术，研究开发水果采摘机器对于解放劳动力、提高劳动生产效率、降低生产成本、保证新鲜果蔬品质，以及满足作物生长的实时性要求等方面都有着重要的意义。采摘器械的改进是未来智能农业机械化的发展方向，具有广阔的应用前景。

在中国专利CN206314228U中，公开了一种高空摘苹果杆，其采用卡爪，伸缩杆，带孔凸台，复位弹簧，剪刀把手，手柄摇杆，卡爪底座，圆环和细软钢丝，通过借助外部装置实现苹果采摘，这种装置对于劳动者而言，是较为方便的采摘方法，但是仍然存在缺陷，当劳动者每采摘完一个苹果，由于苹果被夹在卡爪中，果农不能立即拿到手中进行检查且不利于收集，这样既不方便还会降低采摘效率。

在中国专利CN203251652U中，公开了一种摘苹果装置，其采用剪果刀，喇叭口，直硬管，软管，竖杆，管手柄，盛果箱，通过借助外部装置实现苹果采摘，这种装置对于劳动者而言，是较为方便的采摘方法，但是仍然存在缺陷，由于直硬管过于长，当劳动者剪下苹果后，由于重力作用，苹果掉落到盛果箱后会对苹果造成损坏，这样会大大影响苹果的质量。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种可自动回收的采摘苹果装置，利用高空剪刀和自动回收装置，解决了现有技术中苹果采摘后无法自动输送，以及输送后容器无法自动回位的问题。该装置操作方便，成本低，同时能够有效防止苹果受损。

本发明的技术方案是：一种可自动回收的采摘苹果装置，包括高空剪刀，所述高空剪刀包括高空剪头、高空杆和剪刀把手，通过设置于所述高空杆一端的剪刀把手控制设置于所述高空杆另一端的高空剪头，实现高空苹果的采摘；其特征在于：还包括安装在所述高空杆上的自动回收装置；所述自动回收装置包括发条弹簧支架、发条弹簧、收集框；

所述发条弹簧支架固定于所述高空杆安装高空剪头的一端，将所述发条弹簧内端通过轴固定于所述发条弹簧支架上，使所述发条弹簧中心轴和高空杆中心轴相互垂直；所述发条弹簧的外端固定于所述收集框的收集框连接管上，所述收集框连接管通过管夹安装于所述高空杆上，所述管夹与高空杆之间安装有直线轴承，能够使所述收集框沿平行于所述高空杆的轴向方向做往复直线运动；

所述收集框为上端开口的中空结构。

本发明的进一步技术方案是：所述发条弹簧内径为d，外径为D，总长度为L，L比所述发条弹簧支架下端到所述剪刀把手上端之间的距离大πd。

本发明的进一步技术方案是：所述发条弹簧材料为不锈钢、高碳钢或者镍合金。

本发明的进一步技术方案是：所述发条弹簧是涡卷发条弹簧，通过销钉固定于所述发条弹簧支架上；在所述发条弹簧外安装有回收装置外壳，用于保护所述发条弹簧的寿命不受外界环境影响。

本发明的进一步技术方案是：所述收集框内壁附有柔性材料。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明将收集框的初始位置在高空剪刀下面，这样可避免苹果掉落到地上造成损伤，自动回收装置通过发条弹簧使所述收集筐自动输送，从而减少了采摘者的移动收集频率，便于采摘者对苹果进行及时检查。

发条弹簧在极小的安装空间，就能够达到极高的弹力；只需很小的力启动，在拉升时能储存能量。本发明利用发条弹簧的优点实现里苹果的自动运输，无需另外安装电动或者手动装置实现收集筐的上下移动。

收集框通过管夹和直线轴承配合安装于所述高空杆上，能够使所述收集框沿平行于所述高空杆的轴向方向做往复直线运动；直线轴承摩擦系数小，不会影响发条弹簧受苹果重力拉或自然卷回产生的弹力，且体积小安装方便；直线轴承和发条弹簧配合使用实现了本发明收集筐自动输送功能。

整个装置成本低廉，机构简单便携，采摘时对苹果损伤小，降低人劳动强度，提高劳动生产率，并在一定程度上实现自动化，大大提高了采摘效率。

附图说明

图1为本发明的整体装置示意图；

图2为本发明发条弹簧的安装示意图；

图3为本发明收集筐的安装示意图。

附图标记说明：1-高空剪头、2-发条弹簧支架、3-高空杆、4-发条弹簧、5-收集框、6-剪刀把手、7-回收装置外壳、8-涡卷发条弹簧、9-扣紧装置、10-直线轴承、11-管夹，12-收集框连接管。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1～3，本发明一种可自动回收的采摘苹果装置包括高空剪头1、发条弹簧支架2、高空杆3、发条弹簧4、收集框5、剪刀把手6、回收装置外壳7、涡卷发条弹簧8、扣紧装置9、直线轴承10、管夹11，收集框连接管12。

如图1所示，高空剪刀是通过设置于高空杆3一端的剪刀把手6控制设置于高空杆3另一端的高空剪头1，实现高空苹果的采摘；发条弹簧支架2套在高空管4上，并通过顶丝固定于高空杆3安装高空剪头1的一端。

如图2所示，发条弹簧支架2上安装有回收装置外壳7、涡卷发条弹簧8、扣紧装置9，在回收装置外壳7安装于发条弹簧4外部，用于保护所述发条弹簧的寿命不受外界环境影响，此装置类似于卷尺。

涡卷发条弹簧8的材料为钢，因为钢强度高且在常温下能承受较大的塑性变形，这样就可以重复使用寿命较长；涡卷发条弹簧8的宽度设置为20mm，长度设置为2.5m，即使改变杆长也能够保证收集框抵达剪刀把手6的上端。通过螺栓螺母将涡卷发条弹簧8的一端固定在扣紧装置9上，同时固定于发条弹簧支架2上，使发条弹簧4的中心轴和高空杆3的中心轴相互垂直；涡卷发条弹簧8的另一端与收集框5连接；通过苹果的取放改变收集框5的重量，实现涡卷发条弹簧8的拉长与缩短行为，能够使收集框5沿平行于高空杆3的轴向方向做往复直线运动。

如图3所示，涡卷发条弹簧8的另一端固定于收集筐5的收集框连接管12上，收集框连接管12通过管夹11安装于高空杆3上，管夹11与高空杆3之间安装有直线轴承10；涡卷发条弹簧8旋转缠绕在收集框连接管12上，管夹通过两端的螺栓螺母将管夹11与直线轴承夹紧固连在一起，这样就可以满足直线轴承10与收集框5的同时沿高空杆3的直线运动。收集框5为上端开口的中空结构，其内壁附有柔性材料。

例如一个苹果的重量约150～250g，将高空剪刀对准所需截切的苹果枝头，手握把手拉动钢丝实现高空剪刀的剪切动作，当苹果进入收集框5时，由于此时收集框5重量发生改变，重量增大，发条弹簧受苹果重力影响向下拉出，收集框5就会沿着高空杆3滑下直到直线轴承10顶到剪刀把手6实现限位，这样收集框5就带着剪切下落的苹果从高出滑到了低处，当采摘者将收集框5内的苹果取走时，此时收集框5内无苹果，重量就会减小，这时发条弹簧自然卷回，从而进一步拉动收集框5沿着高空杆3向上滑动恢复到最初的位置。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种可自动回收的采摘苹果装置，包括高空剪刀，所述高空剪刀包括高空剪头、高空杆和剪刀把手，通过设置于所述高空杆一端的剪刀把手控制设置于所述高空杆另一端的高空剪头，实现高空苹果的采摘；其特征在于：还包括安装在所述高空杆上的自动回收装置；所述自动回收装置包括发条弹簧支架、发条弹簧、收集框；

所述发条弹簧支架固定于所述高空杆安装高空剪头的一端，将所述发条弹簧内端通过轴固定于所述发条弹簧支架上，使所述发条弹簧中心轴和高空杆中心轴相互垂直；所述发条弹簧的外端固定于所述收集框的收集框连接管上，所述收集框连接管通过管夹安装于所述高空杆上，所述管夹与高空杆之间安装有直线轴承，能够使所述收集框沿平行于所述高空杆的轴向方向做往复直线运动；

所述收集框为上端开口的中空结构。

2.根据权利要求1所述可自动回收的采摘苹果装置，其特征在于：所述发条弹簧内径为d，外径为D，总长度为L，L比所述发条弹簧支架下端到所述剪刀把手上端之间的距离大πd。

3.根据权利要求1所述可自动回收的采摘苹果装置，其特征在于：所述发条弹簧材料为不锈钢、高碳钢或者镍合金。

4.根据权利要求1所述可自动回收的采摘苹果装置，其特征在于：所述发条弹簧是涡卷发条弹簧，通过销钉固定于所述发条弹簧支架上；在所述发条弹簧外安装有回收装置外壳，用于保护所述发条弹簧的寿命不受外界环境影响。

5.根据权利要求1所述可自动回收的采摘苹果装置，其特征在于：所述收集框内壁附有柔性材料。