CN110810009B - 基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，该装置包括伸缩机构、剪切机构和辅助支撑背带，所述的伸缩机构包括套管、伸缩杆、升降电机和蜗杆，所述的剪切机构包括剪刀、剪切电机、卷轮、复位弹簧、扩口爪和固定板，升降电机通过蜗杆驱动伸缩杆实现该装置的升降以适应采摘不同高度的苹果，剪切电机驱动卷轮通过线绳带动剪刀切断苹果茎杆，剪切掉的苹果通过扩口爪撑开口的导流袋进入到苹果框里，辅助支撑背带用于从套管下端辅助支撑该装置，从而节省体力便于长时间采摘，本发明结构简单操作方便，能够连续采摘且可用于多种不同的顶枝水果的采摘。

Description

基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置

技术领域

本发明涉及顶枝水果采摘工具的技术领域，特别涉及一种基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置。

背景技术

苹果是人们生活中经常吃的一种水果，它皮薄肉多，广泛受到不同人群的喜爱，从而给农户们带来了一定的创收，种植苹果经济效益显著，能够给人们带来财富的传统产业，并随着苹果加工技术的不断创新发展，苹果已经成为食品工业主要原料来源产业，因此，我国苹果种植面积正在不断扩大，这对苹果采摘技术也带来了新的要求，在农村大多数苹果都用人采摘，因有些果树较为高大，采摘果实时会给人们带来不便和危险，同时人工采摘作业既缓慢又易伤手，劳动强度大，效率低下。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置。

具体发明内容如下：基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，该装置包括伸缩机构、剪切机构和辅助支撑背带，其特征在于，

所述的伸缩机构包括套管、伸缩杆、升降电机和蜗杆，所述的伸缩杆为薄壁圆柱筒状，伸缩杆的薄壁上设有一条沿伸缩杆轴向方向的切缝，切缝的两端靠近伸缩杆的两端，在伸缩杆的薄壁上沿伸缩杆的轴线方向设置有若干个等间距分布的长方形切口，切口及切口之间的薄壁形成类齿条状，所述的切缝与若干个切口在伸缩杆上关于伸缩杆的轴线对称，伸缩杆同轴套装在套管中并从套管的上端伸出，套管与伸缩杆之间套装有套环，伸缩杆的下端的外表面同轴固定一个套环甲，套管的上端的内表面同轴固定一个套环乙，伸缩杆穿过套环乙形成沿套管轴线方向的滑动副，所述的蜗杆同轴固定在升降电机输出轴的自由端，升降电机通过安装座沿套管轴向固定在套管的上端，所述的蜗杆与伸缩杆上的切口及切口之间的薄壁形成类蜗杆齿条传动；

所述的剪切机构包括剪刀、剪切电机、卷轮、复位弹簧、扩口爪和固定板，所述的固定板水平固定在伸缩杆上部的端面上，所述的剪刀水平交叉铰接在固定板的上表面，剪刀的剪切口伸出固定板竖向所在的空间内，剪刀的两个手柄之间固定一根复位弹簧，所述的剪切电机固定在固定板的下表面，剪切电机的输出轴竖直向上伸出并穿过固定板，剪切电机的输出轴的自由端同轴固定一个卷轮，卷轮位于固定板的上表面且位于剪刀两个手柄之间，所述的卷轮上设置两条平行的环形卷槽,两条环形卷槽上分别固定一根线绳，两根线绳分别在同一方向上缠绕在两条环形卷槽上，两根线绳的自由端分别从各自环形卷槽上引出固定在剪刀的两个手柄上。

优选的，所述的扩口爪为半环体状，扩口爪固定在伸缩杆的上端且位于剪切口的正下方，扩口爪上设置有若干个固定孔，扩口爪上通过固定孔拴系一条导流袋。

优选的，所述的套管的上端沿其径向固定一根定位柱，定位柱贯穿套管的管壁并位于伸缩杆的切缝内。

优选的，所述的套管的下端端面固定一个自动卷线器，剪切电机的通电导线卷绕在自动卷线器上，自动卷线器上安装一个控制开关。

优选的，所述的自动卷线器包括安装壳、卷线轮和涡卷弹簧，在安装壳的中部设有转轴，卷线轮同轴套装在转轴上且自由转动，卷线轮的外侧面设有安装槽，涡卷弹簧设在安装槽内并套在转轴的端部，涡卷弹簧的内端固定在转轴的端部，涡卷弹簧的外端固定在安装槽的内侧面，剪切电机的通电导线卷绕在卷线轮上后引出、并穿过套管及伸缩杆的内部与剪切电机接通，卷线轮的外侧面设有与其同轴心的导电环，在卷线轮的轮缘上设有一周导电层，剪切电机的通电导线的正负极分别与导电层和导电环接通，在导电环上套装有与其匹配的环形电刷，环形电刷上设有穿出安装壳的接线柱甲，在安装壳上设有通过支撑弹簧压紧在导电层上的柱形电刷，柱形电刷上固定有沿卷线轮径向伸出安装壳的接线柱乙，支撑弹簧套装在接线柱乙上。

优选的，所述的套管的下端通过管套固定一根支撑杆。

优选的，所述的辅助支撑背带上固定一根辅助杆，辅助杆可从支撑杆下部的端口插套在支撑杆上。

本发明的有益技术效果：

本发明是一种基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，该装置包括伸缩机构、剪切机构和辅助支撑背带，所述的伸缩机构包括套管、伸缩杆、升降电机和蜗杆，所述的剪切机构包括剪刀、剪切电机、卷轮、复位弹簧、扩口爪和固定板，升降电机通过蜗杆驱动伸缩杆实现该装置的升降以适应采摘不同高度的苹果，剪切电机驱动卷轮通过线绳带动剪刀切断苹果茎杆，剪切掉的苹果通过扩口爪撑开口的导流袋进入到苹果框里，辅助支撑背带用于从套管下端辅助支撑该装置，从而节省体力便于长时间采摘，本发明结构简单紧凑、操作方便，能够连续采摘且可用于多种不同的顶枝水果的采摘。

附图说明

图1为一种基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置的立体结果示意图；

图2为图1去除管套、支撑杆和导流袋的立体结构示意图；

图3为图1中C的放大示意图；

图4为图1中B的放大示意图；

图5为图1中A的放大示意图；

图6为图2中D的放大示意图；

图7为图1的局部剖视图；

图8为自动卷线器的立体结构示意图一；

图9为自动卷线器的立体结构示意图二；

图10为图9去除安装壳后的立体结构示意图；

图11为辅助支撑背带的立体结构示意图；

图中： 1.支撑杆、2.套管、3.导流袋、4.伸缩杆、5.安装座、6.定位柱、7.升降电机、8.蜗杆、9.切缝、10.切口、11.扩口爪、12.剪切电机、13.固定板、14.剪切口、15.剪刀、16.线绳、17. 卷轮、18.复位弹簧、19.自动卷线器、20.控制开关、21.管套、22.环形卷槽、23.套环乙、24.辅助支撑背带、25.辅助杆、26.固定孔、27.套环甲、191.安装壳、192.转轴、193.卷线轮、1931.安装槽、1932.导电层、1933.导电环、194.涡卷弹簧、195.剪切电机的通电导线、196.环形电刷、1961.接线柱甲、197.柱形电刷、1971.接线柱乙、198.支撑弹簧。

具体实施方式

实施例一，参见图1-11，一种基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，该装置包括伸缩机构、剪切机构和辅助支撑背带，所述的伸缩机构包括套管、伸缩杆、升降电机和蜗杆，所述的伸缩杆为薄壁圆柱筒状，伸缩杆的薄壁上设有一条沿伸缩杆轴向方向的切缝，切缝的两端靠近伸缩杆的两端，在伸缩杆的薄壁上沿伸缩杆的轴线方向设置有若干个等间距分布的长方形切口，切口及切口之间的薄壁形成类齿条状，所述的切缝与若干个切口在伸缩杆上关于伸缩杆的轴线对称，伸缩杆同轴套装在套管中并从套管的上端伸出，套管与伸缩杆之间套装有套环，伸缩杆的下端的外表面同轴固定一个套环甲，套管的上端的内表面同轴固定一个套环乙，便于伸缩杆的滑动防止发生晃动，伸缩杆穿过套环乙形成沿套管轴线方向的滑动副，所述的蜗杆同轴固定在升降电机输出轴的自由端，升降电机通过安装座沿套管轴向固定在套管的上端，所述的蜗杆与伸缩杆上的切口及切口之间的薄壁形成类蜗杆齿条传动，与蜗杆齿条传动原理相同；

所述的剪切机构包括剪刀、剪切电机、卷轮、复位弹簧、扩口爪和固定板，所述的固定板水平固定在伸缩杆上部的端面上，所述的剪刀水平交叉铰接在固定板的上表面，剪刀的剪切口伸出固定板竖向所在的空间内，剪刀的两个手柄之间固定一根复位弹簧，剪切完能够复位且使剪刀的剪切口始终保持常开状态，所述的剪切电机固定在固定板的下表面，剪切电机的输出轴竖直向上伸出并穿过固定板，剪切电机的输出轴的自由端同轴固定一个卷轮，卷轮位于固定板的上表面且位于剪刀两个手柄之间，所述的卷轮上设置两条平行的环形卷槽,两条环形卷槽上分别固定一根线绳，两根线绳分别在同一方向上缠绕在两条环形卷槽上，两根线绳的自由端分别从各自环形卷槽上引出固定在剪刀的两个手柄上，剪切电机带动卷筒朝同一方向卷收线绳，使剪刀的两个手柄向内合拢，剪刀的剪切口同时合拢完成剪切动作，剪切完成后，剪刀的手柄及剪切口在复位弹簧的作用下复位。

所述的扩口爪为半环体状，扩口爪固定在伸缩杆的上端且位于剪切口的正下方，扩口爪上设置有若干个固定孔，扩口爪上通过固定孔拴系一条导流袋，扩口爪用于连接并撑开导流袋的入口，方便剪切掉的苹果落入到导流袋内，导流袋将剪切掉的苹果导流到苹果框内，便于连续采摘。

所述的套管的上端沿其径向固定一根定位柱，定位柱贯穿套管的管壁并位于伸缩杆的切缝内，定位柱卡住伸缩杆的切缝防止伸缩杆相对于套管发生相对转动。

所述的套管的下端端面固定一个自动卷线器，剪切电机的通电导线卷绕在自动卷线器上，当剪切电机随伸缩杆进行上下移动时，通电导线的长度也在随之变化 ，自动卷线器能够随着伸缩杆的移动将剪切电机的通电导线自动卷收和放出，防止通电导线打结，自动卷线器上安装一个控制开关，用于控制两个电机的动作。

所述的自动卷线器包括安装壳、卷线轮和涡卷弹簧，在安装壳的中部设有转轴，卷线轮同轴套装在转轴上且自由转动，卷线轮的外侧面设有安装槽，涡卷弹簧设在安装槽内并套在转轴的端部，涡卷弹簧的内端固定在转轴的端部，涡卷弹簧的外端固定在安装槽的内侧面，剪切电机的通电导线卷绕在卷线轮上后引出、并穿过套管及伸缩杆的内部与剪切电机接通，卷线轮的外侧面设有与其同轴心的导电环，在卷线轮的轮缘上设有一周导电层，剪切电机的通电导线的正负极分别与导电层和导电环接通，在导电环上套装有与其匹配的环形电刷，环形电刷上设有穿出安装壳的接线柱甲，在安装壳上设有通过支撑弹簧压紧在导电层上的柱形电刷，柱形电刷上固定有沿卷线轮径向伸出安装壳的接线柱乙，支撑弹簧套装在接线柱乙上。

所述的套管的下端通过管套固定一根支撑杆，用于与辅助支撑背带上的辅助杆配合使用。

所述的辅助支撑背带上固定一根辅助杆，辅助杆可从支撑杆下部的端口插套在支撑杆上, 辅助支撑背带捆绑在人体的腰部和肩部，通过人体提供支撑，用于辅助支撑该装置减轻采摘的劳动强度，便于连续采摘作业。

一种基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，剪切电机带动卷筒朝同一方向卷收线绳，使剪刀的两个手柄向内合拢，剪刀的剪切口同时合拢完成剪切动作，剪切完成后，剪刀的手柄及剪切口在复位弹簧的作用下复位，蜗杆与伸缩杆上的切口及切口之间的薄壁形成类蜗杆齿条传动，与蜗杆齿条传动原理相同，升降电机通过蜗杆驱动伸缩杆实现该装置的升降以适应采摘不同高度的苹果，剪切电机驱动卷轮通过线绳带动剪刀切断苹果茎杆，剪切掉的苹果通过扩口爪撑开口的导流袋进入到苹果框里，辅助支撑背带用于从套管下端辅助支撑该装置，从而节省体力便于长时间采摘，本发明结构简单紧凑、操作方便，能够连续采摘且可用于多种不同的顶枝水果的采摘。

Claims (7)

1.基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，该装置包括伸缩机构、剪切机构和辅助支撑背带，其特征在于，

所述的伸缩机构包括套管、伸缩杆、升降电机和蜗杆，所述的伸缩杆为薄壁圆柱筒状，伸缩杆的薄壁上设有一条沿伸缩杆轴向方向的切缝，切缝的两端靠近伸缩杆的两端，在伸缩杆的薄壁上沿伸缩杆的轴线方向设置有若干个等间距分布的长方形切口，切口及切口之间的薄壁形成类齿条状，所述的切缝与若干个切口在伸缩杆上关于伸缩杆的轴线对称，伸缩杆同轴套装在套管中并从套管的上端伸出，套管与伸缩杆之间套装有套环，伸缩杆的下端的外表面同轴固定一个套环甲，套管的上端的内表面同轴固定一个套环乙，伸缩杆穿过套环乙形成沿套管轴线方向的滑动副，所述的蜗杆同轴固定在升降电机输出轴的自由端，升降电机通过安装座沿套管轴向固定在套管的上端，所述的蜗杆与伸缩杆上的切口及切口之间的薄壁形成类蜗杆齿条传动；

所述的剪切机构包括剪刀、剪切电机、卷轮、复位弹簧、扩口爪和固定板，所述的固定板水平固定在伸缩杆上部的端面上，所述的剪刀水平交叉铰接在固定板的上表面，剪刀的剪切口伸出固定板竖向所在的空间内，剪刀的两个手柄之间固定一根复位弹簧，所述的剪切电机固定在固定板的下表面，剪切电机的输出轴竖直向上伸出并穿过固定板，剪切电机的输出轴的自由端同轴固定一个卷轮，卷轮位于固定板的上表面且位于剪刀两个手柄之间，所述的卷轮上设置两条平行的环形卷槽,两条环形卷槽上分别固定一根线绳，两根线绳分别在同一方向上缠绕在两条环形卷槽上，两根线绳的自由端分别从各自环形卷槽上引出固定在剪刀的两个手柄上。

2.根据权利要求1所述的基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，其特征在于，所述的扩口爪为半环体状，扩口爪固定在伸缩杆的上端且位于剪切口的正下方，扩口爪上设置有若干个固定孔，扩口爪上通过固定孔拴系一条导流袋。

3.根据权利要求1所述的基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，其特征在于，所述的套管的上端沿其径向固定一根定位柱，定位柱贯穿套管的管壁并位于伸缩杆的切缝内。

4.根据权利要求1所述的基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，其特征在于，所述的套管的下端端面固定一个自动卷线器，剪切电机的通电导线卷绕在自动卷线器上，自动卷线器上安装一个控制开关。

5.根据权利要求4所述的基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，其特征在于，所述的自动卷线器包括安装壳、卷线轮和涡卷弹簧，在安装壳的中部设有转轴，卷线轮同轴套装在转轴上且自由转动，卷线轮的外侧面设有安装槽，涡卷弹簧设在安装槽内并套在转轴的端部，涡卷弹簧的内端固定在转轴的端部，涡卷弹簧的外端固定在安装槽的内侧面，剪切电机的通电导线卷绕在卷线轮上后引出、并穿过套管及伸缩杆的内部与剪切电机接通，卷线轮的外侧面设有与其同轴心的导电环，在卷线轮的轮缘上设有一周导电层，剪切电机的通电导线的正负极分别与导电层和导电环接通，在导电环上套装有与其匹配的环形电刷，环形电刷上设有穿出安装壳的接线柱甲，在安装壳上设有通过支撑弹簧压紧在导电层上的柱形电刷，柱形电刷上固定有沿卷线轮径向伸出安装壳的接线柱乙，支撑弹簧套装在接线柱乙上。

6.根据权利要求1所述的基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，其特征在于，所述的套管的下端通过管套固定一根支撑杆。

7.根据权利要求6所述的基于蜗杆传动的自动伸缩顶枝苹果采摘装置，其特征在于，所述的辅助支撑背带上固定一根辅助杆，辅助杆可从支撑杆下部的端口插套在支撑杆上。

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