CN109496556A - 一种高空果实采摘器 - Google Patents

Abstract

一种高空果实采摘器，它属于辅助人工采摘水果的小型机械装置。它主要是解决对于苹果、梨、桃等果树高度在3‑5米，果实分布高低不均的果实采摘问题。其技术方案要点是：它由果实采摘机构、果实收集机构、支撑杆三大部分组成。其中果实采摘机构可根据果实的实际采摘环境提供茎部剪切和爪式抓取两种采摘方式。果实收集机构由引导管道、缓冲管道和输送管道组成。被采摘的果实通过上述三种管道逐步引导到地面的收集装置。其中缓冲管道的内部装有提供缓冲的海绵环。支撑杆包括控制杆和中间杆，中间杆采用分节设计，每添加一节可增长60cm，果实采摘机构安装在支撑杆的顶部。它主要适用于采摘分布范围广，形状为类圆形的果实，如苹果、梨、桃等。

Description

一种高空果实采摘器

技术领域

本发明属于农业机械，特别是涉及一种高果实采摘器。

背景技术

中国是水果生产大国，每年各种水果的产量在1 亿吨以上。其中苹果、梨、桃等水果产量居世界首位。在整个水果生产过程中需要大量的劳动力，其中采摘作业所耗费劳动力占整个生产过程所耗费的劳动力33% ～50%。

目前，对于苹果、梨、桃等果树高度在3-5米，果实分布高低不均的果实采摘方法主要分为机械化采摘和纯人工采摘两种形式。机械化采摘普遍存在果实识别率偏低，损伤率较高，制造成本高等问题。尤其是在中国南方，水果种植园大部分处于丘陵山区地带，受限于坡地地形，很难以实现机械化采摘。纯人工采摘存在两大缺点：一是无法保证采摘人员的安全性；二是不能快速、有效的完成果实的采摘和收集工作。因此，对于机械辅助人工采摘工具的研究是十分必要的。现今市场中已有的机械辅助人工采摘工具大多数都存在着通用性差、适用性差、可靠性差及操作复杂等缺点。

基于此，为了降低果农工作强度，减少采摘时间，提高工作效率，本专利发明了一种可在地面进行采摘工作，并集果实采摘与收集功能于一体的高空果实采摘器。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有采摘高度范围广、采摘方式多样、集果实采摘和收集于一体等功能，且制造成本低、操作简单、通用性强的高空果实采摘器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它由果实采摘机构、果实收集机构（5）、支撑杆三大部分组成；其中果实采摘机构可根据果实的实际采摘环境提供茎部剪切和爪式抓取两种采摘方式；果实收集机构（5）由引导管道（40）、缓冲管道（42）和输送管道（43）组成；被采摘的果实通过上述三种管道逐步引导到地面的收集装置（44）；其中缓冲管道（42）的内部装有提供缓冲的海绵环（41）；支撑杆包括控制杆（1）和中间杆（2）；其中中间杆（2）采用分节设计，每添加一节可增长60cm，果实采摘机构安装在支撑杆的顶部。

所述果实采摘机构包括剪切式采摘机构（3）和爪式采摘机构（4）。所述剪切式采摘机构（3）由采摘杆、角度调节装置、剪切头、导线（7）和收集装置支撑环（14）组成；所述采摘杆包括外杆A（11）和内杆A（19）；所述外杆A（11）上安装有吊环A（8）和吊环B（9），导线（7）穿入两个吊环，在其下端装有连线堵头（6），用来连接中间杆（2）上的导线（61），外杆A（11）下端设置联轴器A（20），用来连接中间杆（2）；所述内杆A（19）上配合有轴承A（24）、联轴器B（23）和联轴器C（18）；所述角度调节装置包括联轴器D（22）、轴承B（17）、蜗杆（16）、轴承C（15）、蜗杆座（10）、蜗轮（21）、护板A（32）和护板B（26）；所述联轴器D（22）与内杆A（19）中的联轴器C（18）相配合；所述护板A（32）和护板B（26）均安装在蜗轮座（10）和蜗轮（21）上，并且对称分布在蜗轮座（10）和蜗轮（21）两侧；所述导线（7）穿过蜗杆座上的吊环C（25）和护板A（32）上的吊环D（31）、吊环E（30）以及另一侧护板B（26）上的吊环F（27）和吊环G（28）；所述剪切头包括剪刀（13）、复位弹簧（29）和剪刀支撑架（12），导线（7）分别固定在剪刀（13）的两手柄末端。所述爪式采摘机构（4）包括外杆（34）、抓取爪（35）、收爪器（36）、抓取爪基座（37）和导线（38）；所述外杆（34）下端装有联轴器（33），用来与中间杆（2）相连接；所述导线（38）一端固定在收爪器（36）上，另一端装有连线堵头（39），用来连接中间杆（2）上的导线（61）。

所述果实收集机构（5）包括引导管道（40）、缓冲管道（42）、输送管道（43）和果实收集篮（44）；所述缓冲管道（42）中安装有提供缓冲的海绵环（41）；所述引导管道（38）与缓冲管道（42）采用拉链连接；所述输送管道（43）与缓冲管道（42）采用固定连接。

所述支撑杆包括控制杆（1）和中间杆（2）。所述控制杆（1）包括外杆B（53）、内杆B（56）、控制手柄（54）、张紧把手（45）、导线（46）、握把（50）、导线张紧微调机构。所述导线（46）一端固定在张紧把手（45），另一端穿过外杆B（53）上的吊环H（47），并通过张紧微调机构，端部上装有连线堵帽（51），用来与中间杆（2）相连；所述导线微调机构包括调节螺套（48）和调节螺钉（49），两者相配合来达到张紧导线的目的；所述内杆B（56）下端安装有轴承E（57），上端安装有轴承D（58）和联轴器E（55）；联轴器E（55）用来连接控制杆（1）与中间杆（2）；所述外杆B（53）上端装有管夹（52），用来巩固控制杆（1）与中间杆（2）的连接。所述中间杆（2）包括外杆C（65）、内杆C（67）、导线（61）；所述外杆C（65）上端装有管夹（64），用来巩固中间杆（2）与果实采摘机构的连接；下端装有联轴器F（66），用来连接中间杆（2）与控制杆（1）；所述内杆C（67）中的结构与控制杆（1）的一致，不再复述；所述导线（61）穿过外杆C（65）上的吊环I（60）和吊环J（62），下端装有连线堵头（59），用来与控制杆（1）的导线（46）相连，上端装有连线堵帽（63），用来与剪切式采摘机构的导线（7）或爪式采摘机构的导线（38）相连。

本发明的有益效果：相较于现有的果实采摘器，本申请有以下特点：

一、实现了两种采摘方式的快速切换。当果实分布较为集中时，可以采用茎部剪切的采摘方式剪下果茎。当果实分布稀疏时，可以快速的更换采摘头，采用爪式抓取采摘方式直接将果实抓取下来。

二、设计了分节式的支撑杆。采用分节式的支撑杆设计，可通过添加支撑杆的节数，满足不同采摘高度的要求，提高了产品的适应性。

三、集成了果实采摘和收集于一体。本产品能够同时完成果实采摘和收集工作，既体现了产品的实用性和经济性，又提高了人工采摘的工作效率。

附图说明

图1是本发明的三维视图。

图2是本发明的剪切式采摘机构结构图。

图3是本发明的剪切式采摘机构俯视图。

图4是本发明的爪式采摘机构结构图。

图5是本发明的果实收集机构结构示意图。

图6是本发明的控制杆结构图。

图7是本发明的中间杆结构图。

图中：1-控制杆，2-中间杆，3-剪切式采摘机构，4-爪式采摘机构，5-果实收集机构，6-连线堵头，7-导线，8-吊环A，9-吊环B，10-蜗轮座，11-外杆A，12-剪刀支撑架，13-剪刀，14-收集装置支撑环，15-轴承C，16-蜗杆，17-轴承B，18-联轴器C，19-内杆A，20-联轴器A，21-蜗轮，22-联轴器D，23-联轴器B，24-轴承A，25-吊环C，26-护板B，27-吊环F，28-吊环G，29-复位弹簧，30-吊环E，31-吊环D，32-护板A，33-联轴器，34-外杆B，35-抓取爪，36-收爪器，37-抓取爪基座，38-导线，39-连线堵头，40-引导管道，41-海绵环，42-缓冲管道，43-输送管道，44-果实收集篮，45-张紧把手，46-导线，47-吊环H，48-调节螺套，49-调节螺钉，50-握把，51-连线堵帽，52-管夹，53-外杆C，54-控制手柄，55-联轴器E，56-内杆C，57-轴承D，58-轴承E，59-连线堵头，60-吊环I，61-导线，62-吊环J，63-连线堵帽，64-管夹，65-外杆D，66-联轴器F，67-内杆C，68-联轴器G，69-轴承F。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1，本发明由果实采摘机构、果实收集机构4、支撑杆三大部分组成。其中果实采摘机构可根据果实的实际采摘环境提供茎部剪切和爪式抓取两种采摘方式。果实收集机构5由引导管道40、缓冲管道42和输送管道43组成。被采摘的果实通过上述三种管道逐步引导到地面的收集装置44。其中缓冲管道42的内部装有提供缓冲的海绵环41。支撑杆包括控制杆1和中间杆2。其中中间杆2采用分节设计，每添加一节可增长60cm，果实采摘机构安装在支撑杆的顶部。其目的主要是为了解决果实采摘的高度分布不均、果实的分布密度不同、果实采摘效率低等问题。参阅图1至图7。

实施例2，当所述的采摘器采用剪切式采摘方式时，剪切式采摘机构3由采摘杆、角度调节装置、剪切头、导线7和收集装置支撑环14组成；所述采摘杆包括外杆A11和内杆A19；所述外杆A11上安装有吊环A8和吊环B9，导线7穿入两个吊环，在其下端装有连线堵头6，用来连接中间杆2上的导线61，外杆A11下端设置联轴器A20，用来连接中间杆2；所述内杆A19上配合有轴承A24、联轴器B23和联轴器C18；所述角度调节装置包括联轴器D22、轴承B17、蜗杆16、轴承C15、蜗杆座10、蜗轮21、护板A32和护板B26；所述联轴器D22与内杆A19中的联轴器C18相配合；所述护板A32和护板B26均安装在蜗轮座10和蜗轮21上，并且对称分布在蜗轮座10和蜗轮21两侧；所述导线7穿过蜗杆座上的吊环C25和护板A32上的吊环D31、吊环E30以及另一侧护板B26上的吊环F27和吊环G28；所述剪切头包括剪刀13、复位弹簧29和剪刀支撑架12，导线7分别固定在剪刀13的两手柄末端。该机构中的角度调节装置通过蜗轮21、蜗杆16运动机构，可实现多种剪切角度的调节；导线7的绕行路径避免了剪切角度调节后致使导线张紧力下降，从而能够保证剪刀能够在不同角度下保持足够大的剪力，进行提高剪切的效率；由于复位弹簧29的存在，使得剪刀13处于常开状态，这样能够保证能够在最合适的位置剪切果实茎部。剪切式采摘方式主要适用于采摘分布较为集中的果实。参阅图2和图3。

实施例3，当所述的采摘器采用爪式采摘方式时，爪式采摘机构4包括外杆34、抓取爪35、收爪器36、抓取爪基座37和导线38；所述外杆34下端装有联轴器33，用来与中间杆2相连接；所述导线38一端固定在收爪器36上，另一端装有连线堵头39，用来连接中间杆2上的导线61。参阅图1和图4。

实施例4，当所述的果实采摘机构3需要在剪切式采摘方式向爪式采摘方式切换时，仅需要松开中间杆2上的管夹64，旋开连线堵头6，即可将剪切式采摘机构拆卸下来，然后将爪式采摘机构中的联轴器33与中间杆2上的联轴器G68相配合，锁紧管夹64，将连线堵头39与中间杆2上的连线堵帽63配合拧紧，即可实现采摘方式的转换。参阅图1、图2、图4和图7。

实施例5，本发明所述支撑杆包括控制杆1和中间杆2。所述控制杆1包括外杆B53、内杆B56、控制手柄54、张紧把手45、导线46、握把50、导线张紧微调机构。所述导线46一端固定在张紧把手45，另一端穿过外杆B53上的吊环H47，并通过张紧微调机构，端部上装有连线堵帽51，用来与中间杆2相连；所述导线微调机构包括调节螺套48和调节螺钉49，两者相配合来达到张紧导线的目的；所述内杆B56下端安装有轴承E57，上端安装有轴承D58和联轴器E55；联轴器E55用来连接控制杆1与中间杆2；所述外杆B53上端装有管夹52，用来巩固控制杆1与中间杆2的连接。所述中间杆2包括外杆C65、内杆C67、导线61；所述外杆C65上端装有管夹64，用来巩固中间杆2与果实采摘机构的连接；下端装有联轴器F66，用来连接中间杆2与控制杆1；所述内杆C67中的结构与控制杆1的一致，不再复述；所述导线61穿过外杆C65上的吊环I60和吊环J62，下端装有连线堵头59，用来与控制杆1的导线46相连，上端装有连线堵帽63，用来与剪切式采摘机构的导线7或爪式采摘机构的导线38相连。当本发明的果实采摘器进行采摘工作时，控制杆1中的张紧把手42用来控制果实的采摘动作；控制手柄51主要控制剪切式采摘机构中的角度调节装置进行角度调节工作；操作简单，方便。中间杆2主要是根据果实采摘高度不同，通过增加相应的节数来达到满足不同采摘高度的要求。参阅图1至图7。

实施例6，本发明所述果实收集机构5包括引导管道40、缓冲管道42、输送管道43和果实收集篮44；所述输送管道43的材料为铝箔；所述缓冲管道42其内部安装有提供缓冲的海绵环41；所述引导管道40与缓冲管道42采用拉链连接；所述缓冲管道42与输送管道43采用固定连接。该机构安装在收集装置安装环14上，主要适用于剪切式采摘方式的果实收集。其中缓冲管道42可根据实际采摘高度进行长度调节。参阅图1、图2、图3和图5。

实施例7，当使用本发明的采摘器工作时，首先根据采摘果实的分布情况，确定采摘方式。如果果实分布较为集中，可采用剪切式采摘方式。首先，根据果实采摘高度，将控制杆1、中间杆2、剪切式采摘机构3和果实收集机构5依次安装完成；其次，通过调节导线张紧装置中的调节螺钉49，调整采摘头的剪切力；然后，当进行采摘工作时，采摘人员左手握住握把50，右手同时握住张紧把手45和控制手柄54，将采摘头剪刀向需要采摘的果实茎部靠近，右手旋转控制手柄54，调整剪刀到合适的剪切角度位置，右手控制张紧把手45，完成剪刀采摘动作；最后，被采摘的果实通过果实收集机构5无损快速的滚落到地面的果实收集篮44。如果果实分布较为稀疏，可采用爪式采摘方式。首先，同样根据果实采摘高度，将控制杆1、中间杆2、爪式采摘机构4依次安装完成；其次，通过调节导线张紧装置中的调节螺钉49，调整抓取爪35的抓紧力；然后，采摘人员左手握住握把50，右手同时握住张紧把手45和控制手柄54，将采摘头向需要采摘的果实表面靠近，并将果实完全包裹起来，右手控制张紧把手45，将抓取爪35闭合，左右手同时旋转并向下移动，就可将果实抓取下来。最后，松开张紧把手45，即可将被抓取的果实放入地面的果实收集篮44中。参阅图1至图7。

实施例8，本发明的高空果实采摘器具有剪切式和爪式两种采摘方式，且当采摘方式为剪切式时，其剪切力和剪切角度均可根据需要进行调整。采摘器控制杆1上设计有可以手握的握把50、张紧把手45和控制手柄54，用来控制完成采摘的各个动作；中间杆2可根据采摘的高度进行节数的添加和减少，来满足采摘高度的要求。因此，该采摘器握持方便，操作简单，功能全面，适用性和通用性较强。

Claims (8)

1.一种高空果实采摘器，它包括果实采摘机构、果实收集机构和支撑杆，其特征是：它由果实采摘机构、果实收集机构（5）、支撑杆三大部分组成；其中果实采摘机构可根据果实的实际采摘环境提供茎部剪切和爪式抓取两种采摘方式；果实收集机构（5）由引导管道（40）、缓冲管道（42）和输送管道（43）组成；被采摘的果实通过上述三种管道逐步引导到地面的收集装置（44）；其中缓冲管道（42）的内部装有提供缓冲的海绵环（41）；支撑杆包括控制杆（1）和中间杆（2）；其中中间杆（2）采用分节设计，每添加一节可增长60cm，果实采摘机构安装在支撑杆的顶部。

2.根据权利要求1所述的高空果实采摘器，其特征是：所述果实采摘机构包括剪切式采摘机构（3）和爪式采摘机构（4）。

3.根据权利要求2所述的高空果实采摘器，其特征是：所述剪切式采摘机构（3）由采摘杆、角度调节装置、剪切头、导线（7）和收集装置支撑环（14）组成；所述采摘杆包括外杆A（11）和内杆A（19）；所述外杆A（11）上安装有吊环A（8）和吊环B（9），导线（7）穿入两个吊环，在其下端装有连线堵头（6），用来连接中间杆（2）上的导线（61），外杆A（11）下端设置联轴器A（20），用来连接中间杆（2）；所述内杆A（19）上配合有轴承A（24）、联轴器B（23）和联轴器C（18）；所述角度调节装置包括联轴器D（22）、轴承B（17）、蜗杆（16）、轴承C（15）、蜗杆座（10）、蜗轮（21）、护板A（32）和护板B（26）；所述联轴器D（22）与内杆A（19）中的联轴器C（18）相配合；所述护板A（32）和护板B（26）均安装在蜗轮座（10）和蜗轮（21）上，并且对称分布在蜗轮座（10）和蜗轮（21）两侧；所述导线（7）穿过蜗杆座上的吊环C（25）和护板A（32）上的吊环D（31）、吊环E（30）以及另一侧护板B（26）上的吊环F（27）和吊环G（28）；所述剪切头包括剪刀（13）、复位弹簧（29）和剪刀支撑架（12），导线（7）分别固定在剪刀（13）的两手柄末端。

4.根据权利要求2所述的高空果实采摘器，其特征是：所述爪式采摘机构（4）包括外杆（34）、抓取爪（35）、收爪器（36）、抓取爪基座（37）和导线（38）；所述外杆（34）下端装有联轴器（33），用来与中间杆（2）相连接；所述导线（38）一端固定在收爪器（36）上，另一端装有连线堵头（39），用来连接中间杆（2）上的导线（61）。

5.根据权利要求1所述的高空果实采摘器，其特征是：所述果实收集机构（5）包括引导管道（40）、缓冲管道（42）、输送管道（43）和果实收集篮（44）；所述缓冲管道（42）中安装有提供缓冲的海绵环（41）；所述引导管道（38）与缓冲管道（42）采用拉链连接；所述输送管道（43）与缓冲管道（42）采用固定连接。

6.根据权利要求1所述的高空果实采摘器，其特征是：所述支撑杆包括控制杆（1）和中间杆（2）。

7.根据权利要求6所述的高空果实采摘器，其特征是：所述控制杆（1）包括外杆B（53）、内杆B（56）、控制手柄（54）、张紧把手（45）、导线（46）、握把（50）、导线张紧微调机构；导线（46）一端固定在张紧把手（45），另一端穿过外杆B（53）上的吊环H（47），并通过张紧微调机构，端部上装有连线堵帽（51），用来与中间杆（2）相连；所述导线微调机构包括调节螺套（48）和调节螺钉（49），两者相配合来达到张紧导线的目的；所述内杆B（56）下端安装有轴承E（57），上端安装有轴承D（58）和联轴器E（55）；联轴器E（55）用来连接控制杆（1）与中间杆（2）；所述外杆B（53）上端装有管夹（52），用来巩固控制杆（1）与中间杆（2）的连接。

8.根据权利要求6所述的高空果实采摘器，其特征是：所述中间杆（2）包括外杆C（65）、内杆C（67）、导线（61）；所述外杆C（65）上端装有管夹（64），用来巩固中间杆（2）与果实采摘机构的连接；下端装有联轴器F（66），用来连接中间杆（2）与控制杆（1）；所述内杆C（67）中的结构与控制杆（1）的一致，不再复述；所述导线（61）穿过外杆C（65）上的吊环I（60）和吊环J（62），下端装有连线堵头（59），用来与控制杆（1）的导线（46）相连，上端装有连线堵帽（63），用来与剪切式采摘机构的导线（7）或爪式采摘机构的导线（38）相连。