CN109479517B - 一种水果采摘装置及其水果采摘工作头 - Google Patents

Abstract

一种水果采摘装置，包括水果采摘工作头、过渡连接头、支撑杆、抽空装置、支撑座；所述工作头包括仓体、剪切机构；所述仓体包括筒身、仓门；所述筒身内部倾斜设置有网状斜面；所述仓门固接在所述筒身上；所述剪切机构包括剪推摆杆、复位弹簧；所述过渡连接头呈漏斗状且包括大径端和小径端，所述大径端与所述水果采摘工作头气密性连接，所述小径端与所述支撑杆顶端气密性连接，所述支撑杆底部与抽气管气密性连接；所述抽气管的底部与所述抽空装置气密性连接；所述支撑杆通过球铰活动地铰接在所述支撑座上面，所述支撑座绑缚于操作者的身体上。本发明的有益之处为结构简单紧凑、操作便捷、成本低廉、且适用于中小种植户和家庭使用。

Description

一种水果采摘装置及其水果采摘工作头

技术领域

本发明属于水果采摘领域，主要涉及一种水果采摘装置，尤其涉及一种适合中小种植园与家庭使用的水果采摘装置。

背景技术

我国是世界第一大水果生产国和消费国。然而，由于不同种类水果的采摘方式各异、果树枝蔓生长随机、果实生长部位和成熟期不同等，导致机械化采摘装置复杂，机械化采摘作业方式推广难度大、成本高。目前，我国水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主，采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33％～50％。人工采摘虽然灵活性较高，但采摘效率低、劳动量大、人工成本高，且易造成果树果实的损伤和果实过熟腐败，故无法满足水果产业迅速发展的需求。

为了提高果农的经济效益，实现机械化大规模采摘作业，国内外相继开展了水果采摘装置的设计研发工作。上世纪40年代中期，美国便开始研究了振摇式采摘机械，用以采摘胡桃和杏等水果；到上世纪50年代中期，振摇果树式水果采摘机械在欧美国家得到了普遍应用，并出现了利用拖拉机驱动的振摇采摘机。至上世纪60年代，振摇采摘机械的结构由单一的定冲程推摇机发展到惯性式振摇机、气力振摇机、使用动力驱动橡胶棒冲撞果枝振落果实的撞击式机械等多种类型的果园采摘机械。60年代中期，美国研制出液压升降平台车，在采摘工具的配合下，使得水果采摘效率大大提高。70年代出现了各种动力切割式采摘机械。

我国水果采摘装置的设计研发工作起步晚于国外。农科院从20世纪70年代开始研究果园采摘机械，先后研制出与手扶拖拉机配套的机械振动式山楂采果机、气囊式采果器和手持电动采果器。80年代后，开始研制对果实损伤相对较小的切割型采摘器，其基本原理为：利用果柄引导突片将果柄引向切刀，再用微型电机带动的切刀作往复运动把果柄切断。此外，还有一种振摇式采摘器，用拨叉伸入果枝用电机摆动拨叉而振落果实。我国还曾研制出吹气式采摘机，虽然分选效果较好，但由于风机功率大，气流易损伤果枝果实，故未被广泛使用。20世纪90年代开始，随着果树种植热潮的兴起，结合我国劳动力充足且劳动力成本较低的国情，众多中小种植户更希望借助简易采摘装置实现低成本且灵活快速的水果采摘作业。

综上来看，机械化水果采摘作业方式主要有振摇式、撞击式和切割式三种类型，其中：振摇式是利用外力使树体或树枝发生振动或振摇，使果实产生加速度，在连结最弱处与果枝分离而掉落；撞击式是撞击部件直接冲撞果枝或敲打牵引果枝的棚架振落果实；切割式是将树枝或果柄切断使果实与果树分离的方式，又分为机械切割式和动力切割式。上述水果采摘机械装置购置成本高、维护难度大、操作复杂、水果损伤率较高(不适用于采收易损伤、完好率要求高的鲜食用水果和贮藏用水果)，仅适用于大型果园的大规模水果采摘作业。换言之，上述水果采摘机械装置因成本、使用场地等因素的制约，难以满足众多中小种植户和家庭用户的水果采摘需求。

为了设计出满足中小种植户和家庭用户需求的水果采摘装置，中国专利(专利号201210101389.X)公开了一种用于水果采摘机器人的末端执行器，包括套筒单元和气囊单元；所述套筒单元为前后端开口的筒状结构；所述气囊单元设置在所述套筒单元的内部，利用自身的充放气过程实现对果实进行夹紧；所述末端执行器需要在机器人的配合下，通过所述机器人的机械臂多次往复移动所述末端执行器来扭断果柄，故存在结构复杂、成本较高(需额外配置机器人等装置)、工作效率低(需要机械臂多次往复扭断果柄)等局限性。中国专利(专利号为：201510259920.X)公开了一种气吸式水果采摘器，包括带有中空通道的支撑杆、位于支撑杆一端的手柄、位于支撑杆另一端的真空吸盘、与所述中空通道相连且受控于手柄的负压装置,其中：所述支撑杆为活动插接的两子段，两子段之间设有相互配合的滚珠丝杠机构，所述真空吸盘上带有吸孔，真空吸盘与支撑杆之间通过缓冲软管连接，在支撑杆的中空通道内设有与所述吸孔相配合的密封挡片。所述气吸式水果采摘器利用负压产生拉力和扭转力，但因水果果柄难以扭断，其采摘效果难以保证。中国专利(专利号为：201210597196.8)提供了一种水果采摘机，其主杆上连接有园艺剪刀和网袋。使用时，工作人员一手握住水果采摘机，移动主杆，将园艺剪刀对准水果果柄，再通过杠杆拉动拉绳，随后通过拉绳拉动园艺剪刀剪断果柄，果实便垂直掉落网袋中；最后，复位弹簧把合并的园艺剪刀再次撑开，同时拉绳向反方向拉，杠杆恢复原来状态。该水果采摘机在中远距离条件(如采摘高株水果)下工作时，考虑到主杆伸出后主杆自重会导致人手疲劳抖动，加之远距离观察时视线容易被树叶遮挡，且人眼视力也会受到影响，故使得所述水果采摘机的园艺剪刀开口难以准确地对准水果果柄，且反复对准过程中易使手臂酸痛劳损。此外，就算园艺剪刀开口准确对准水果果柄，但需要额外拉动拉绳以剪断果柄(操作相对繁琐)，故易导致园艺剪刀开口偏离水果果柄(采摘效率不高)。

综上所述，目前尚未有结构简单紧凑、操作便捷、成本低廉且适用于中小种植户和家庭等场合使用的一种水果采摘装置。

发明内容

为了解决现有技术的上述不足，本发明提供了一种水果采摘工作头，包括仓体、剪切机构、网状斜面，其特征在于：

所述仓体包括筒身、仓门，其中：所述筒身为中空结构，其下部开出缺口作为出料口；所述筒身内部倾斜设置有所述网状斜面；所述网状斜面的上表面与所述出料口相对应；

所述仓门固接在所述筒身上，初始的状态下，所述出料口被所述仓门闭合；

所述仓门与固接在所述筒身上的下凸耳座活动铰接，其中，所述下凸耳座包括底座和“凹”形耳板两部分，所述底座和所述“凹”形耳板连体连接在一起，所述“凹”形耳板两侧都开有一个通孔；所述仓门的外表面顶端连接凸耳，所述凸耳也开有一个与所述下凸耳座上的所述“凹”形耳板上一样大小的通孔，所述凸耳的通孔与所述下凸耳座上的所述“凹”形耳板的通孔通过销轴连接的方式构成活动铰接；

所述剪切机构包括剪推摆杆、复位弹簧，其中：所述剪推摆杆包括剪切头、臂杆、推动板；所述剪切头外边缘开设有切削刃；所述臂杆为折弯杆件；所述剪切头远离切削刃的一端与所述臂杆的一端固接；所述推动板包括推动作用板和连接板，所述推动作用板和所述连接板固接；所述臂杆的另一端与所述连接板固接；

所述筒身的中间位置开有左右两侧对称的两个长方形切口(以下简称切口)，所述连接板活动地穿过所述切口，将所述推动作用板设置于所述筒身内部；位于左右两侧的所述推动作用板相对设置；

一对所述剪推摆杆分别周向活动地铰接在所述筒身上，且所述一对剪推摆杆关于所述筒身中心轴对称布置；

初始状态下，左右两侧的所述臂杆的折弯部位相对，所述剪切头位于所上诉筒身的上方，所述切削刃相对且其边缘与水平面平齐，所述切削刃之间留有水果通过的相对间隙；

初始状态下，一对所述推动作用板上表面齐平；

工作状态下，水果推动所述剪推摆杆绕转轴转动，所述切削刃始终相对且其边缘与水平面保持平齐；一对所述推动作用板相对打开至最大程度，所述切削刃相对间隙为零；

工作结束时，所述剪推摆杆通过所述复位弹簧重新恢复至所述初始状态。

作为优选，所述筒身可分为上筒体部分和下筒体部分，其外径均相同，而所述上筒体部分的内径大于所述下筒体部分的内径；所述上筒体部分和所述下筒体部分构成了一个完整的圆柱体结构；在所述筒身的内部且位于所述上筒体部分和所述下筒体部分二者相交处加工成斜椭圆形状的凸台；所述网状斜面固设于所述凸台上。

作为优选，所述剪推摆杆与所述筒身的铰接位置在所述剪推摆杆上且位于连所述接板与所述臂杆的过渡位置上；

更为优选，所述剪推摆杆与所述筒身通过上凸耳座活动铰接，两个所述上凸耳座分别固接于所述上筒体部分外表面上且处于两个所述切口的正下方位置；所述复位弹簧连接在所述连接板和所述底座之间；所述上凸耳座与所述下凸耳座形状和结构相似，且相向放置。

作为优选，所述仓门向外开启。

作为优选，所述臂杆为“L”形折弯杆件。

作为优选，初始状态下：所述切削刃相对且中间留有的间隙不小于待采摘水果的最大直径；一对所述推动作用板的相对间隙为零。

作为优选，工作状态下，所述推动作用板相对打开至最大程度时的最大间隙大于水果的最大直径。

作为优选，所述网状斜面相对水平面呈45°放置，且其下端低于所述出料口的下边缘。

作为优选，所述臂杆的内折弯的角度为120°，使得所述剪切头恰好位于所述筒身圆周边缘的正上方。

作为优选，位于左右两侧的所述推动作用板保持水平状态。

作为优选，所述上筒体部分内壁设置有环状的柔性填充物；所述切口以及出料口周边的缝隙通过所述柔性填充物可靠填充；更为优选，所述柔性填充物采用硅胶等软体材料制成，所述柔性填充物外表面开设有锯齿状触头。

作为优选，无论初始状态还是工作状态，所述切削刃始终交错相对且所在平面不重合。

更为优选，所述连接板和所述推动作用板通过扭簧相连接。

一种水果采摘装置，包括所述水果采摘工作头、过渡连接头、支撑杆、抽气管、抽空装置，其特征在于：所述过渡连接头呈漏斗状且包括大径端和小径端；所述大径端与所述水果采摘工作头气密性连接；所述小径端与所述支撑杆顶端气密性连接；所述支撑杆底部与所述抽气管气密性连接，所述抽气管的底部与所述抽空装置气密性连接；

一种水果采摘装置，包括所述水果采摘工作头、所述过渡连接头、所述支撑杆、所述抽气管、所述抽空装置、支撑座，其特征在于：所述支撑杆通过球铰活动地铰接在所述支撑座上面；所述支撑座绑缚于操作者的身体上。

作为优选，所述水果采摘装置还包括果实收集通道；所述果实收集通道与所述出料口相联通。

更为优选，所述果实收集通道为网袋。

作为优选，所述支撑杆为可伸缩式的中空杆。

作为优选，所述过渡连接头的所述小径端的内缘开设有内螺纹，所述支撑杆的外缘开设有与之配合的外螺纹；所述支撑杆顶端插入所述小径端内，并通过螺纹连接方式与所述小径端固结。

作为优选，所述抽空装置为便携充电式可移动工业真空泵。

更为优选，所述抽空装置可为家用吸尘器主机。

本发明的有益之处在于：本发明提供了一种水果采摘装置及其水果采摘工作头，所述装置具有结构简单紧凑、操作便捷、成本低廉、且适用于中小种植户和家庭使用等诸多优点，有效解决了徒手采摘水果而造成的采摘效率低下等问题。

附图说明

图1为本发明一种水果采摘工作头具体实施例一的三维结构示意图。

图2为本发明一种水果采摘工作头具体实施例一的俯视图。

图3为本发明一种水果采摘工作头具体实施例一初始状态下的半剖立体结构示意图。

图4为本发明一种水果采摘工作头具体实施例一工作状态下的半剖主视图。

图5为图1中剪切机构的三维结构示意图(右侧画出上凸耳座)。

图6为图1中Ⅰ处的局部结构放大图。

图7为图1中下凸耳座的三维结构示意图。

图8为本发明一种水果采摘工作头具体实施例一在剪断水果果柄后水果在仓体内的受力分析示意图。

图9为在如图4所示水果采摘工作头的基础上获得的改进方案结构示意图。

图10为图5中推动板的改进方案所获得的俯视图。

图11为采用本发明一种水果采摘工作头具体实施例二的水果采摘装置的三维结构示意图。

图12为在如图11所示水果采摘装置的基础上获得的改进方案结构示意图。

具体实施方式

为了更好地描述本发明的技术方案和优点，现结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述。

如图1至图8所示，为本发明一种水果采摘工作头具体实施例一的附图。

如图1至图8所示，一种水果采摘工作头，包括仓体1、剪切机构2、网状斜面3，其特征在于：

仓体1包括筒身1-1、仓门1-4，其中：筒身1-1为中空结构，其下部开出缺口作为出料口；筒身1-1内部倾斜设置有网状斜面3；网状斜面3的上表面与出料口相对应；

仓门1-4固接在筒身1-1上，在如图8所示的水果推力F的作用下，实现出料口的自动开启；初始的状态下，出料口被仓门1-4闭合。

如图6、图7所示，仓门1-4与固接在筒身1-1上的下凸耳座1-3活动铰接，其中，下凸耳座1-3包括底座1-3-1和“凹”形耳板1-3-2两部分，底座1-3-1和“凹”形耳板1-3-2连体连接在一起，“凹”形耳板1-3-2两侧都开有一个通孔；仓门1-4的外表面顶端连接凸耳1-4-1，凸耳1-4-1也开有一个与下凸耳座1-3上的两耳板上一样大小的通孔，凸耳1-4-1的通孔与下凸耳座1-3上的两耳板的通孔通过销轴连接的方式构成活动铰接；

值得说明的是，作为优选，为了能够采摘直径较大的水果，同时避免因筒身1-1内径过大导致筒身1-1内部吸力F1下降(给定真空度下吸入小直径水果时)，本例中，更为具体地，如图2、图3所示，筒身1-1以网状斜面3为界可分为上筒体部分1-1-1和下筒体部分1-1-2，其外径均相同，而上筒体部分1-1-1的内径(便于水果通过)大于下筒体部分1-1-2的内径(气流通过，便于提高吸力)；这样一来，上筒体部分1-1-1和下筒体部分1-1-2构成了一个完整的圆柱体结构；为了提高网状斜面3的安装工艺性，在筒身1-1的内部且位于上筒体部分1-1-1和下筒体部分1-1-2二者相交处加工成斜椭圆形状的凸台；网状斜面3固设于所述凸台上。

如图5所示，剪切机构2包括剪推摆杆2-1、复位弹簧2-2，其中：剪推摆杆2-1包括剪切头2-1-1、臂杆2-1-2、推动板2-1-3；剪切头2-1-1外边缘开设有切削刃；臂杆2-1-2为折弯杆件；剪切头2-1-1远离切削刃的一端与臂杆2-1-2的一端固接；推动板2-1-3包括连接板2-1-3-1和推动作用板2-1-3-2，连接板2-1-3-1和推动作用板2-1-3-2固接；臂杆2-1-2的另一端与连接板2-1-3-1固接；

筒身1-1的中间位置开有左右两侧对称的两个长方形切口(以下简称切口)，连接板2-1-3-1活动地穿过所述切口，将推动作用板2-1-3-2设置于筒身1-1内部；位于左右两侧的推动作用板2-1-3-2相对设置。

一对剪推摆杆2-1分别周向活动地铰接在筒身1-1上，且一对剪推摆杆2-1关于筒身1-1中心轴对称布置；

如图3所示，初始状态(水果刚还未被吸入筒身1-1上方内部，或水果采摘工作头未与真空源连接)下，左右两侧的臂杆2-1-2的折弯部位相对，剪切头2-1-1位于筒身1-1的上方，切削刃相对且其边缘与水平面平齐，所述切削刃之间留有水果通过的相对间隙；

初始状态下，一对推动作用板2-1-3-2上表面齐平。

如图4所示，工作状态(从水果刚被吸入筒身1-1上方内部开始，至水果从出料口完全脱离出来前)下，在水果自身重力G和真空吸力F1的持续作用下，水果贴紧并推动推动作用板2-1-3-2，使得推动剪推摆杆2-1绕转轴转动，切削刃始终相对且其边缘与水平面保持平齐；当一对所述推动作用板2-1-3-2相对打开至一定程度时，所述切削刃相对且相对间隙为零；此时，切削刃相对运动至最近以切断水果果柄；

工作结束时(水果从出料口完全脱离出来后开始)，剪推摆杆2-1通过复位弹簧2-2重新恢复至所述初始状态。

作为优选，剪推摆杆2-1与筒身1-1的铰接位置在剪推摆杆2-1上且位于连接板2-1-3-1与臂杆2-1-2的过渡位置上。

更为具体地，剪推摆杆2-1与筒身1-1通过上凸耳座1-2活动铰接，两个上凸耳座1-2分别固接于上筒体部分1-1-1外表面上且处于两个所述切口的正下方位置；复位弹簧2-2连接在连接板2-1-3-2和底座1-2-1之间。其中，如图1、图3所示，上凸耳座1-3与下凸耳座1-2形状和结构相似，且相向放置。

本例中，固接方式具体为焊接。

作为优选，仓门1-4向外开启。

作为优选，臂杆2-1-2为“L”形折弯杆件。

作为优选，为了便于采摘水果，避免干涉(即采摘时需要倾斜水果采摘工作头，再从侧面靠近待采摘水果，使其顺利从侧面而非正上方进入筒身1-1内)，初始状态下：切削刃相对且中间留有的间隙不小于待采摘水果的最大直径。

作为优选，为了保证初始状态下筒身1-1入口处具有较大的吸力(给定抽空功率下)，同时兼顾筒身1-1入口的直径不至于过小(以便采摘尺寸较大的水果)，初始状态下：一对推动作用板2-1-3-2的相对间隙为零。

作为优选，工作状态下，推动作用板2-1-3-2相对打开至最大程度时的最大间隙大于水果的最大直径。

作为优选，本例中如图3所示，网状斜面3相对水平面呈45°放置，且其下端低于出料口的下边缘。

作为优选，臂杆2-1-2的内折弯的角度为120°，使得剪切头2-1-1恰好位于筒身1-1圆周边缘的正上方，否则，将会出现如下两种情况：

1.若臂杆2-1-2的内折弯的角度小于120°时，剪切头2-1-1伸进仓体1内部的正上方，会导致在剪切水果果柄时误伤水果果实；

2.若臂杆2-1-2的内折弯的角度大于120°时，剪切头2-1-1远离仓体1的正上方，在剪切苹果果柄时会由于两个剪切头2-1-1距离过大而出现剪切的准确率不高、误伤水果果实等问题。

作为优选，位于左右两侧的推动作用板2-1-3-2保持水平状态。

作为优选，为了提高本发明一种水果采摘工作头的气密性，上筒体部分1-1-1内壁设置有环状的柔性填充物；所述切口以及出料口周边的缝隙通过所述柔性填充物可靠填充；本例中，更为具体地，所述柔性填充物采用硅胶等软体材料制成，所述柔性填充物外表面开设有锯齿状触头。

具体实施例二

在前述具体实施例一中，存在如下局限性：

1、虽然水果采摘工作头能实现水果的采摘，但是由于水果采摘工作头的长度有限，从而只能采摘低处的水果。

2、当水果采摘工作头置于水果的正下方位置时，若人为的用力往上一推，会存在水果难以进入仓体1的可能，如用力过猛，也可能导致水果表皮受到损伤。

3、水果采摘工作头只能够采摘一定尺寸范围大小的水果。如图4所示，实际为工作状态下的某特殊时刻，此时推动作用板2-1-3-2转动至极限位置(此时，因所述切削刃相对且相对间隙为零，切削刃相互触碰抵触，推动作用板2-1-3-2不再向下转动)，图4所示尺寸大小的水果恰好通过推动作用板2-1-3-2的相对间隙。当采摘的水果直径相对小一点，此时推动作用板2-1-3-2尚未转动至极限位置，尽管果柄未被完全剪短，但只要所述切削刃相对且相对间隙足够小(如小于1mm)，也是可以在水果重力和吸力作用下将水果采摘下来。然而，若采摘的水果直径再相对大一点，将会出现水果卡在推动作用板2-1-3-2的现象，从而导致水果采摘失败。

为了消除上述局限性3，在具体实施例一的基础上，进行了如下局部改进完善，并获得了如图9所示具体实施例二的附图。

作为优选，如图9所示，无论初始状态(水果刚还未被吸入筒身1-1上方内部，或水果采摘工作头未与真空源连接)还是工作状态下，所述切削刃始终交错相对且所在平面不重合(所述切削刃处于“一上一下”的位置)，从所述切削刃的运动轨迹来看，所述切削刃互不干涉。这样一来，工作状态下，当一对所述推动作用板相对打开至一定程度时，所述切削刃相对间隙尽管还为零，但所述切削刃不再是相对地剪断果柄，而是通过切削刃的上下错动，而剪断果柄，该剪断过程有点类似普通剪刀。该过程的果柄剪断效果虽然低于具体实施例一，但可克服前述局限性3。

更为优选，如图10所示，所述所述连接板2-1-3-1和推动作用板2-1-3-2不再固接成一个整体，而是所述连接板2-1-3-1和推动作用板2-1-3-2通过扭簧5相连接，合理调节扭簧5的刚度，可实现如下功能：当水果被吸入上筒体部分1-1-1的内部且水果开始接触推动作用板2-1-3-2后，扭簧5的刚度足够大，在水果重力和吸力作用下，可驱动剪推摆杆绕所述转轴转动，使得推动作用板2-1-3-2转动至极限位置；若采摘的水果直径较大，将会卡在推动作用板2-1-3-2的相对间隙内，此时在水果自身重力G和吸力F1持续作用下，推动作用板2-1-3-2相对连接板2-1-3-1会继续向下转动，从而增加了推动作用板2-1-3-2的相对间隙，使得水果被顺利采摘，也即增加了水果通过推动作用板2-1-3-2的空间和机会。此后，在扭簧5的弹性力的作用下，推动作用板2-1-3-2反向转动至初始状态，也即一对推动作用板2-1-3-2上表面再次齐平。

为了消除上述局限性1和2，在具体实施例一的基础上，进行了如下局部改进完善，并获得了如图8所示具体实施例二的附图。

如图11所示，一种水果采摘装置，包括实施例一中的水果采摘工作头、过渡连接头4-1、支撑杆4-2、抽气管4-3(最好选用塑料软管)、抽空装置4-4，其特征在于：过渡连接头4-1呈漏斗状且包括大径端4-1-1和小径端4-1-2，其大径端4-1-1与水果采摘工作头气密性连接，其小径端4-1-2与支撑杆4-2顶端气密性连接；支撑杆4-2为中空杆，其底部与抽气管4-3气密性连接；抽气管4-3的底部与抽空装置4-4气密性连接。

值得说明的是，考虑到水果的多样性，可根据采摘不同水果类型来定制水果采摘工作头的尺寸大小，并通过过渡连接头4-1快速安装到支撑杆4-2上。

具体实施例三

考虑到人为地长时间手持支撑杆4-2会引起手臂的酸麻，本发明在图11的基础上进行了改进，并获得了如图12所示。如图12所示，一种水果采摘装置，包括前述水果采摘工作头、过渡连接头4-1、支撑杆4-2、抽气管4-3、抽空装置4-4、支撑座4-5，其特征在于：支撑杆4-2通过球铰活动地铰接在支撑座4-5上面，支撑座4-5绑缚于操作者的身体上(推荐为腰部，类似于腰凳)。

作为优选，所述水果采摘装置还包括果实收集通道(未画出)；所述果实收集通道与所述出料口相联通。

更为优选，所述果实收集通道为网袋。

作为优选，支撑杆4-2为可伸缩式，这样能够支撑起水果采摘工作头伸缩调整到达一定的高度，从而实现水果更方便的采摘。

作为优选，过渡连接头4-1小径端的内缘开设有内螺纹，支撑杆4-2的外缘开设有与之配合的外螺纹；支撑杆4-2顶端插入小径端4-1-2内，并通过螺纹连接方式与小径端4-1-2固结。

作为优选，抽空装置4-4为便携充电式可移动工业真空泵。

更为优选，抽空装置4-4可为家用吸尘器主机。因每个家庭都基本拥有吸尘器，这样一来，无需额外购买抽空装置4-4，节约成本。

本发明一种水果采摘装置的实施方式的工作过程如下所述：

首先，目测水果所处的位置，用手转动支撑杆4-2，同时利用支撑杆4-2将仓体1的上端口靠近水果的正下方位置；

随后，启动抽空装置4-4，在筒身1-1上部吸力的作用下，水果便会被逐渐吸入仓体1内。值得补充说明的是，区别于中国专利(专利号为：201210597196.8)提供的水果采摘机，本发明设计的水果采摘工作头利用吸力效应将靠近仓体1上端口处的水果果实吸入到仓体1的内部，故无需准确地对准水果果实正下方，因此提高操作率和舒适性。

由于剪切机构2采用的是简单的杠杆机构，当水果触碰到了推动作用板2-1-3-2时，整个推动板2-1-3会向下转动，复位弹簧2-2此时处于持续压缩状态，同时另一端臂杆2-1-2也会绕所述转轴转动，两个剪切头2-1将会相互闭合，从而实现可靠地剪断水果果柄的功能；与中国专利(专利号201210101389.X)提供的一种用于水果采摘机器人的末端执行器相比，剪断水果果柄的效果和效率应优于通过多次往复移动所述末端执行器来扭断果柄。

当水果果柄被剪断以后，在水果自身重力G和吸力F1作用下，水果将会突破两推动作用板2-1-3-2中间的缝隙垂直往下掉落；当水果落入网状斜面3时，水果将会在网状斜面3表面往下滚动；当水果触碰到仓门1-4时，如图7所示，在重力G、吸力F1以及斜面支持力N的作用下，会产生向右的合力F，从而推开仓门1-4；与此同时，仓体1密闭性被破坏(也即筒身内部与外界空气相联通)，吸力F1迅速下降；当水果脱离仓门1-4后会掉入网状袋(图中未画出)后，仓门1-4又将迅速地自动闭合，使得仓体1内的吸力F1又重新建立起来，方便下一个水果的采摘。

值得说明的是，当水果进入仓体1后，仓体1上方几乎不存在吸力F1，这样也不会出现误吸多个水果的情况。所以，只有当前水果被采摘，且从仓门1-4完全脱离并掉入到网状袋内，本装置才能去采摘下一个水果，故有效地避免了误操作。

本发明提供了一种水果采摘装置，所述机构具有结构简单紧凑、操作便捷、成本低廉、且适用于中小种植户和家庭使用等诸多优点，有效解决了徒手采摘水果而造成的采摘效率低下等问题。

Claims (6)

1.一种水果采摘装置，其特征在于：包括过渡连接头、支撑杆、抽气管、抽空装置、支撑座、果实收集通道和水果采摘工作头；所述过渡连接头呈漏斗状且包括大径端和小径端，所述大径端与所述水果采摘工作头气密性连接，所述小径端与所述支撑杆顶端气密性连接，所述支撑杆底部与所述抽气管气密性连接，所述抽气管的底部与所述抽空装置气密性连接；所述支撑杆通过球铰活动地铰接在所述支撑座上面，所述支撑座绑缚于操作者的身体上；

所述水果采摘工作头，包括仓体、剪切机构、网状斜面；

所述仓体包括筒身、仓门，其中：所述筒身为中空结构，所述筒身分为上筒体部分和下筒体部分，两部分的外径均相同，而所述上筒体部分的内径大于所述下筒体部分的内径；在所述筒身的内部且位于所述上筒体部分和所述下筒体部分二者相交处加工成斜椭圆形状的凸台；所述网状斜面固设于所述凸台上，且所述网状斜面呈45°倾斜设置；所述筒身的下部开出缺口作为出料口；所述网状斜面的上表面与所述出料口相对应；所述果实收集通道与所述出料口相联通；

所述仓门与固接在所述筒身上的下凸耳座活动铰接；所述仓门可向外开启；

所述剪切机构包括剪推摆杆、复位弹簧，其中：所述剪推摆杆包括剪切头、臂杆、推动板；所述剪切头外边缘开设有切削刃；所述臂杆为折弯杆件；所述剪切头远离切削刃的一端与所述臂杆的一端固接；所述推动板包括推动作用板和连接板；所述连接板和所述推动作用板通过扭簧相连接；所述臂杆的另一端与所述连接板固接；

所述筒身上对称开设有两个切口；所述连接板活动地穿过所述切口，将所述推动作用板设置于所述筒身内部；位于左右两侧的所述推动作用板相对设置；

一对所述剪推摆杆分别周向活动地铰接在所述筒身上，且一对所述剪推摆杆关于所述筒身中心轴对称布置；

所述上筒体部分内壁设置有环状的柔性填充物；所述切口以及出料口周边的缝隙通过所述柔性填充物可靠填充；

初始状态下：左右两侧的所述臂杆的折弯部位相对，所述剪切头位于所述筒身的正上方，所述切削刃相对且留有水果通过的间隙；所述出料口被所述仓门闭合；一对所述推动作用板上表面保持水平状态，且所述推动作用板的相对间隙为零；

工作状态下，启动所述抽空装置，在所述筒身上部吸力的作用下，水果便会被逐渐吸入所述仓体内；当水果被吸入所述上筒体部分的内部且水果开始接触所述推动作用板后，在水果重力和吸力作用下，可驱动所述剪推摆杆绕转轴转动，使得所述推动作用板转动至极限位置；若采摘的水果直径大，将会卡在所述推动作用板的相对间隙内，此时在水果自身重力和吸力持续作用下，所述推动作用板相对所述连接板继续向下转动，从而增加所述推动作用板的相对间隙，使得水果被顺利采摘，也即增加了水果通过所述推动作用板的空间和机会；此后在所述扭簧的弹性力的作用下，所述推动作用板反向转动至初始状态；

当一对所述推动作用板相对打开至一定程度时，所述切削刃相对间隙为零；

当水果果柄被剪断以后，在水果自身重力和吸力作用下，水果会突破两所述推动作用板中间的缝隙垂直往下掉落；当水果落入所述网状斜面时，水果会在所述网状斜面表面往下滚动；当水果触碰到所述仓门时，在重力、吸力以及斜面支持力的作用下，产生向右的合力，从而推开所述仓门；与此同时，所述仓体密闭性被破坏，吸力下降；当水果脱离所述仓门后，所述仓门又自动闭合，使得所述仓体内的吸力又重新建立起来；

工作结束时，所述剪推摆杆通过所述复位弹簧重新恢复至初始状态；

无论初始状态还是工作状态，所述切削刃始终交错相对且所在平面不重合；

所述过渡连接头的所述小径端的内缘开设有内螺纹，所述支撑杆的外缘开设有与之配合的外螺纹；所述支撑杆顶端插入所述小径端内，并通过螺纹连接方式与所述小径端固结。

2.根据权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于：所述柔性填充物采用硅胶制成，所述柔性填充物外表面开设有锯齿状触头。

3.根据权利要求2所述的水果采摘装置，其特征在于：所述果实收集通道为网袋。

4.根据权利要求3所述的水果采摘装置，其特征在于：所述支撑杆为可伸缩式的中空杆。

5.根据权利要求1、2、3或4任一项所述的水果采摘装置，其特征在于：所述抽空装置为便携充电式可移动工业真空泵。

6.根据权利要求1、2、3或4任一项所述的水果采摘装置，其特征在于：所述抽空装置为家用吸尘器主机。