CN109924007B - 可伸缩便捷式水果采摘器 - Google Patents

Abstract

一种可伸缩便捷式水果采摘器，包括伸缩件，伸缩件包括一级伸缩杆、二级伸缩杆、凸轮扣座、凸轮扣，一级伸缩杆的另一端部安装有棘轮盘丝机构，二级伸缩杆的端部安装有与棘轮盘丝机构通过柔性绳连接并用于剪切果蒂的剪切机构，棘轮盘丝机构的端部安装有握把；所述一级伸缩杆、二级伸缩杆上套接有若干个网兜挂，所述二级伸缩杆上固接有限位卡且限位卡位于若干个网兜挂的上方，所述限位卡及若干个网兜挂与网兜的身部固接，该网兜的开口端固接在剪切机构的下方。所述采摘器用于位置较高，人手难以采摘的水果的采摘和收集，实现了较高位置水果的采摘和收集功能，并且一只人手的握力完全足以支撑整个采摘器的操作，采摘和收集的效率高、稳定性好。

Description

可伸缩便捷式水果采摘器

技术领域

本发明属于农业机械领域，特别涉及手持式辅助机械技术，具体为一种可伸缩便捷式水果采摘器。

背景技术

我国是水果生产大国，也是世界第一大水果消费国。水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求，目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主，采摘作业比较复杂，季节性很强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实的损伤，而目前市面上所销售的机械水果采摘装置并不能保证水果完整不受损伤，所以一种能确保在采摘水果的过程中不使水果产生损伤的机械采摘的发展十分必要。

发明内容

本发明目的在于提出一种可伸缩便捷式水果采摘器，能够实现处于较高位置、人手难以采摘的水果的采摘和收集，并保证水果完整、不受损伤。

为实现目的本发明采用如下技术方案：

一种可伸缩便捷式水果采摘器，包括伸缩件，伸缩件包括一级伸缩杆、套装在一级伸缩杆内的二级伸缩杆、安装在一级伸缩杆端部的凸轮扣座、安装在凸轮扣座上并用于限位二级伸缩杆的凸轮扣，所述一级伸缩杆的另一端部安装有棘轮盘丝机构，二级伸缩杆的端部安装有与棘轮盘丝机构通过柔性绳连接并用于剪切果蒂的剪切机构，该棘轮盘丝机构的端部安装有握把；所述一级伸缩杆、二级伸缩杆上套接有若干个网兜挂，所述二级伸缩杆上固接有限位卡且限位卡位于若干个网兜挂的上方，所述限位卡及若干个网兜挂与网兜的身部固接，该网兜的开口端固接在剪切机构的下方。

进一步的，所述剪切机构包括弯头刀架、第一滑轮、相对设置的两个第二滑轮、剪刀、第一弹性件，弯头刀架的端部与二级伸缩杆的端部固接、另一端部呈开口状并与网兜的开口端固接；第一滑轮安装在弯头刀架的弯折处，相对设置的两个第二滑轮安装在弯头刀架上并位于第一滑轮与弯头刀架的另一端部之间；剪刀通过转轴安装在弯头刀架上，其前端的两个刃口位于弯头刀架另一端部的两侧；柔性绳的端部与剪刀的两个尾端固接，另一端部绕过第二滑轮、第一滑轮并穿过第二伸缩杆、第一伸缩杆后与棘轮盘丝机构固接；第一弹性件的两端分别与剪刀的两个尾端固接。

进一步的，所述弯头刀架的端部通过刀头紧固塞安装在二级伸缩杆的端部。

进一步的，所述第一弹性件为扭簧、拉簧、压簧、弹性绳中的任何一种。

进一步的，所述棘轮盘丝机构包括盘丝轮、主轴、棘爪、棘轮、扳手，主轴的两端分别与相对设置的支撑板固接，所述支撑板的一端部与一级伸缩杆固接、另一端部与握把固接；盘丝轮套装在主轴上且二者的轴线在一条直线上，该盘丝轮与棘轮固接，棘轮与主轴为间隙配合且二者通过第二弹性件连接；扳手一端与主轴套接，另一端作为施力部；所述棘爪与棘爪弹片固接，所述棘爪、棘爪弹片通过转轴套接在扳手上且棘爪与扳手通过第三弹性件连接，在第三弹性件的弹性力下棘爪和棘轮啮合；所述棘爪弹片远离棘爪的端部设有凸点，扳手的侧面设有凹槽，通过按压棘爪的尾部使凸点卡入凹槽内实现棘爪与棘轮的分离；相对设置的支撑板之间安装有第三滑轮，柔性绳的另一端部绕过第三滑轮后与盘丝轮固接。

进一步的，所述支撑板的一端部插入一级伸缩杆内并固接、另一端部插入握把内并固接。

进一步的，所述扳手的另一端安装有扳手垫。

进一步的，所述相对设置的支撑板顶部罩盖有护罩。

进一步的，所述第二弹性件为涡卷弹簧、拉簧、弹性绳中的任何一种。

进一步的，所述第三弹性件为扭簧、拉簧、压簧、弹性绳中的任何一种。

本发明与现有技术相比，具有以下突出特点：

本发明提出的采摘器用于位置较高，人手难以采摘的水果的采摘和收集，实现了较高位置水果的采摘和收集功能：利用两级伸缩杆实现长度调节功能，达到适应高度不同的水果的效果；利用柔性绳带动的弧形剪刀剪切水果果蒂，达到方便省力剪切的效果；利用棘轮盘丝机构实现柔性绳绷紧状态不受伸缩杆长度的影响的效果；利用挂靠在伸缩杆以及剪切机构的网兜，达到采摘收集于一体的效果。该装置结构简单可靠、操作简单易学、便于制造生产、能量消耗低、整体重量轻等优点，一只人手的握力完全足以支撑整个采摘器的操作，采摘和收集的效率高、稳定性好。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一种可伸缩便捷式水果采摘器的示意图。

图2A至2B是本发明中剪切机构的示意图。

图3A至3B是本发明中棘轮盘丝机构的示意图。

图4是本发明一种可伸缩便捷水果采摘器在剪切水果时的受力示意图。

图5是本发明一种可伸缩便捷水果采摘器在伸杆时的受力示意图。

图6是本发明一种可伸缩便捷水果采摘器在收杆时的受力示意图。

【附图标记】

1-握把 2-棘轮盘丝机构 3-一级伸缩杆 4－网兜挂

5-凸轮扣座 6-凸轮扣 7-二级伸缩杆 8-限位卡

9-剪切机构 10-网兜 21-棘爪垫 22-棘爪

23-棘爪弹片 24-盘丝轮 25-护罩 26-第三滑轮

27-支撑板 28-第二弹性件 29-主轴 210-扳手

211-棘轮 212-第三弹性件 91-弯头刀架 92-第一滑轮

93-第二滑轮 94-柔性绳 95-剪刀 96-第一弹性件

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详细介绍本发明的具体结构、工作原理的内容。

请参阅图1，本发明设计了一种可伸缩便捷式水果采摘器，包括伸缩件、棘轮盘丝机构2、剪切机构9、网兜10，伸缩件包括一级伸缩杆3、套装在一级伸缩杆内部并能够沿一级伸缩杆的轴线向外或向内运动的二级伸缩杆7，一级伸缩杆3的端部安装有凸轮扣座5及凸轮扣6，凸轮扣6的凸起部用于和二级伸缩杆抵接，通过朝外抬起凸轮扣的力臂使凸轮扣的凸起部远离二级伸缩杆，此时二级伸缩杆能沿一级伸缩杆的轴线向外或向内运动，实现伸缩件的伸长或缩短；通过朝内按压凸轮扣的力臂使凸轮扣的凸起部抵接二级伸缩杆，限位二级伸缩杆使其无法再移动。一级伸缩杆3的另一端部安装有棘轮盘丝机构2，二级伸缩杆的端部安装有剪切机构9，棘轮盘丝机构2的端部安装有握把1且握把1与一级伸缩杆3、二级伸缩杆7的轴线重合。所述一级伸缩杆3、二级伸缩杆7上套接有若干个能沿伸缩杆上下运动的网兜挂4，所述二级伸缩杆7上固接有限位卡8且限位卡位于若干个网兜挂的上方，所述网兜10的身部固接在限位卡8及若干个网兜挂4上、其开口端固接在剪切机构9的下方。

本实施例中，所述一级伸缩杆3上套接有两个网兜挂4，所述二级伸缩杆7上固接有一个限位卡8，本发明不限制网兜挂及限位卡的数量，可根据实际需要进行调整。

剪切机构9包括弯头刀架91、第一滑轮92、相对设置的两个第二滑轮93、柔性绳94、剪刀95、第一弹性件96，弯头刀架91的端部通过刀头紧固塞安装在二级伸缩杆7的端部、另一端部呈开口状并与网兜10的开口端固接。第一滑轮92安装在弯头刀架91的弯折处，相对设置的两个第二滑轮93安装在弯头刀架91上并位于第一滑轮与弯头刀架的另一端部之间。剪刀95通过一个转轴(如螺栓)安装在弯头刀架91上，其前端的两个刃口位于弯头刀架91另一端部的两侧。柔性绳94的端部与剪刀的两个尾端固接，另一端部绕过第二滑轮93(与第二滑轮的内侧相切)、第一滑轮92(与第一滑轮的上侧相切)并穿过第二伸缩杆7、第一伸缩杆3后与棘轮盘丝机构2固接，在棘轮盘丝机构的动作下柔性绳94向后拉动，剪刀95前端的两个刃口相对靠近，从而切断水果的果蒂。第一弹性件96的两端分别与剪刀的两个尾端固接，剪切水果完成后用于剪刀的自动复位。

本实施例中，剪刀95包括相对设置的两个刀片，每个刀片的前端设为在剪切水果果蒂时更方便省力的弧形、其后端向外弯折。

本实施例中，所述第一弹性件96为扭簧，扭簧套装在转轴上，其两端分别与剪刀的两个尾端固接。但本发明不限制第一弹性件的种类，也可以为拉簧、压簧、弹性绳中的任何一种。

本实施例中，所述网兜挂6可以是金属和有机材质中的任何一种。

本实施例中，所述网兜10可以是橡胶、尼龙、植物性纤维材料中的任何一种。

棘轮盘丝机构2包括盘丝轮24、主轴29、棘爪22、棘轮211、扳手210，主轴29的两端分别与相对设置的两个支撑板27固接，每个支撑板27的一端部插入一级伸缩杆3内并固接、另一端部插入握把1内并固接。盘丝轮24套装在主轴29上且二者的轴线在一条直线上。所述盘丝轮24与棘轮211固接，棘轮211与主轴29为间隙配合且二者通过第二弹性件28连接。扳手210一端与主轴29套接，另一端安装有扳手垫，作为施力部。所述棘爪22与棘爪弹片23固接，所述棘爪22、棘爪弹片23通过转轴套接在扳手210上且棘爪22与扳手210通过第三弹性件212连接，在第三弹性件212的弹性力下棘爪22和棘轮211啮合。本实施例中所述棘爪弹片23与棘爪22之间的夹角为锐角，棘爪弹片23远离棘爪的端部设有一凸点，扳手210的侧面设有一凹槽，需要伸长伸缩件时通过按压棘爪的尾部，棘爪22带动棘爪弹片24绕轴旋转，使凸点卡入前述凹槽内，实现棘爪22与棘轮211的分离；伸缩件伸长到位后通过抬起棘爪的尾部使凸点从前述凹槽内脱离，在第三弹性件的弹力下棘爪和棘轮重新啮合。相对设置的两个支撑板27之间安装有第三滑轮26，柔性绳94的另一端部绕过第二滑轮、第一滑轮并穿过第二伸缩杆7、第一伸缩杆3并绕过第三滑轮26(与第三滑轮靠近护罩的侧部相切)后与盘丝轮24固接。所述棘轮211、盘丝轮24、扳手210、第三滑轮26均位于两个支撑板之间，两个支撑板的顶部罩盖有护罩25，护罩25的存在能避免灰尘、飘絮、果毛等垃圾落入两个支撑板之间，从而延长棘轮211、盘丝轮24、扳手210、第三滑轮26等部件的使用寿命。

本实施例中，所述棘轮211设有两个，盘丝轮24的两侧分别与一个棘轮211固接。所述扳手210与主轴29套接的端部设为开口，两个棘爪弹片23分别固接一个棘爪22且两个棘爪22之间夹设有棘爪垫21，所述两个棘爪22及棘爪弹片23通过转轴均套接在前述开口内，两个棘爪分别与对应侧的棘轮啮合。剪切时，通过朝握把的方向抬动扳手210，在力矩作用下棘爪22驱动棘轮211旋转，牵拉柔性绳94带动剪刀95做剪切运动；伸杆时，棘爪22与棘轮211脱离啮合，通过向外抽离二级伸缩杆，柔性绳94在拉力作用下带动棘轮211旋转，释放柔性绳94；收杆时，棘轮211在第二弹性件28弹性力的驱动下旋转，收卷柔性绳94。

本实施例中，所述第二弹性件28为涡卷弹簧，该涡卷弹簧的一端与主轴固接，另一端与棘轮固接。但本发明不限制第二弹性件的种类，也可以为拉簧、弹性绳中的任何一种。

本实施例中，所述第三弹性件212为通过转轴套设在扳手端部的开口内的扭簧，扭簧的一端固接在扳手垫上、另一端固接在棘爪垫上，从而使棘爪与棘轮保持啮合状态。但本发明不限制第三弹性件的种类，也可以为拉簧、压簧、弹性绳中的任何一种。

本实施例中，所述柔性绳94可以是金属和有机材质中的任何一种。

本实施例中，所述棘爪垫22可以是有机和金属材料中的任何一种。

本实施例中，所述扳手垫218可以是有机和金属材料中的任何一种。

本发明一种可伸缩便捷式水果采摘器的动作状态如下：

(1)请参阅图5，如果需要伸长伸缩件，先按压棘爪22的尾部使棘爪和棘轮脱离，释放棘轮211和盘丝轮24。再握紧二级伸缩杆7，向上抬起凸轮扣6，使紧压的二级伸缩杆7释放，向上拉动二级伸缩杆7到一定长度。此时棘轮绕线机构自动释放柔性绳94，同时棘轮盘丝机构内部的第二弹性件28受力产生形变，对盘丝轮24施加反向力矩拉紧柔性绳94。伸杆到位后将棘爪22复位使棘爪和棘轮啮合，锁紧棘轮211和盘丝轮24。再握紧二级伸缩杆7，向下压紧凸轮扣6，紧固二级伸缩杆7，完成二级伸缩杆7的伸长。

(2)请参阅图6，如果需要缩短伸缩件，先握紧二级伸缩杆7，再向上抬起凸轮扣6，使紧压的二级伸缩杆7释放，向下推动二级伸缩杆7至一定长度。此时借助棘轮盘丝机构内部的第二弹性件28的弹性力，驱动棘轮211反向转动，同时带动盘丝轮24反向转动从而盘绕弹性绳94。收杆到位后再握紧二级伸缩杆7，向下压紧凸轮扣6，紧固二级伸缩杆7，完成二级伸缩杆7的缩短。

(3)请参阅图4，采摘和收集水果时，托动采摘器然后紧握握把1、扳手210，通过棘爪22带动棘轮211转动，由于棘轮211和盘丝轮24固接，进而同时带动盘丝轮24转动。盘丝轮24转动做收绳动作拉紧柔性绳94，柔性绳94拉动剪刀95剪断果蒂，水果由弯头刀架91的开口端落入网兜10内，完成水果的采摘和收集。同时剪切完成后，松开握把1，在第一弹性件的弹力作用下剪刀95、棘轮211和盘丝轮24自动复位。

如果要多次采集水果，重复前述步骤即可。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的设计和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种可伸缩便捷式水果采摘器，包括伸缩件，伸缩件包括一级伸缩杆、套装在一级伸缩杆内的二级伸缩杆、安装在一级伸缩杆端部的凸轮扣座、安装在凸轮扣座上并用于限位二级伸缩杆的凸轮扣，其特征在于所述一级伸缩杆的另一端部安装有棘轮盘丝机构，二级伸缩杆的端部安装有与棘轮盘丝机构通过柔性绳连接并用于剪切果蒂的剪切机构，该棘轮盘丝机构的端部安装有握把；所述一级伸缩杆、二级伸缩杆上套接有若干个网兜挂，所述二级伸缩杆上固接有限位卡且限位卡位于若干个网兜挂的上方，所述限位卡及若干个网兜挂与网兜的身部固接，该网兜的开口端固接在剪切机构的下方；

所述剪切机构包括弯头刀架、第一滑轮、相对设置的两个第二滑轮、剪刀、第一弹性件，弯头刀架的端部与二级伸缩杆的端部固接、另一端部呈开口状并与网兜的开口端固接；第一滑轮安装在弯头刀架的弯折处，相对设置的两个第二滑轮安装在弯头刀架上并位于第一滑轮与弯头刀架的另一端部之间；剪刀通过转轴安装在弯头刀架上，其前端的两个刃口位于弯头刀架另一端部的两侧；柔性绳的端部与剪刀的两个尾端固接，另一端部绕过第二滑轮、第一滑轮并穿过第二伸缩杆、第一伸缩杆后与棘轮盘丝机构固接；第一弹性件的两端分别与剪刀的两个尾端固接；

所述棘轮盘丝机构包括盘丝轮、主轴、棘爪、棘轮、扳手，主轴的两端分别与相对设置的支撑板固接，所述支撑板的一端部与一级伸缩杆固接、另一端部与握把固接；盘丝轮套装在主轴上且二者的轴线在一条直线上，该盘丝轮与棘轮固接，棘轮与主轴为间隙配合且二者通过第二弹性件连接；扳手一端与主轴套接，另一端作为施力部；所述棘爪与棘爪弹片固接，所述棘爪、棘爪弹片通过转轴套接在扳手上且棘爪与扳手通过第三弹性件连接，在第三弹性件的弹性力下棘爪和棘轮啮合；所述棘爪弹片远离棘爪的端部设有凸点，扳手的侧面设有凹槽，通过按压棘爪的尾部使凸点卡入凹槽内实现棘爪与棘轮的分离；相对设置的支撑板之间安装有第三滑轮，柔性绳的另一端部绕过第三滑轮后与盘丝轮固接。

2.根据权利要求1所述的可伸缩便捷式水果采摘器，其特征在于所述弯头刀架的端部通过刀头紧固塞安装在二级伸缩杆的端部。

3.根据权利要求1所述的可伸缩便捷式水果采摘器，其特征在于所述第一弹性件为扭簧、拉簧、压簧、弹性绳中的任何一种。

4.根据权利要求1所述的可伸缩便捷式水果采摘器，其特征在于所述支撑板的一端部插入一级伸缩杆内并固接、另一端部插入握把内并固接。

5.根据权利要求1所述的可伸缩便捷式水果采摘器，其特征在于所述扳手的另一端安装有扳手垫。

6.根据权利要求1所述的可伸缩便捷式水果采摘器，其特征在于所述相对设置的支撑板顶部罩盖有护罩。

7.根据权利要求1所述的可伸缩便捷式水果采摘器，其特征在于所述第二弹性件为涡卷弹簧、拉簧、弹性绳中的任何一种。

8.根据权利要求1所述的可伸缩便捷式水果采摘器，其特征在于所述第三弹性件为扭簧、拉簧、压簧、弹性绳中的任何一种。