CN111587661A - 果实收获系统及其收获方法 - Google Patents

Abstract

果实收获系统及其收获方法，所述的装置包括伸缩杆、剪切头、牵引部、手动部和牵引线；牵引部包括弹簧、固定板和活动板，固定板连接于伸缩杆顶端，活动板设于活动板上方，弹簧一端连接固定板，弹簧另外一端连接活动板；牵引线一端连接手动部，牵引线另外一端连接活动板；剪切头包括自上而下设置的上剪切板和下剪切板，上剪切板与固定板连接，下剪切板与活动板连接，上剪切板上设呈三角形状的V型剪切槽，下剪切板上配合V型剪切槽设呈三角形状的凸起，V型剪切槽和凸起边缘均设有刀刃。本发明所述的装置及方法可以实现果实的采摘，采摘过程简单，采摘效率高，劳动强度低，可以对果梗进行定位，剪切过程中果梗不易移位。

Description

果实收获系统及其收获方法

技术领域

本发明属于果实采摘技术领域，尤其涉及一种果实收获系统及其收获方法。

背景技术

国内果实种植面积和产量均占世界总产量的40%以上，我国果实生产能力在世界果实行业中占据领先地位。

果蔬采摘作业是农业生产链中最耗时耗力的环节，果实采摘过程所需劳动力约占整个生产作业所用劳动力的40%。

目前，我国的果实采摘作业主要还是由人工采摘完成，针对树干较高的苹果树等高处果实采摘，还需通过人工上树、借助楼梯、搭建支架等方式进行采摘，安全隐患比较严重。果实生长环境复杂，果实生长位置随机，受季节和天气影响大等因素，一定程度上加大了果实采摘的难度。随着果实种植面积的扩大和种植技术的发展，人工采摘方式还是难以满足当前果实采摘作业的需求。同时，随着经济、市场和城市化进程的不断发展，农村劳动力开始大量转移到城市和非农业工业。农村地区的劳动人口正在减少，老年人的人数和劳动力成本逐年增加，导致果实采摘成本增加。

现有的采摘机械在具体使用过程中，通常存在一些问题，具体为：

1、现有的采摘机械手一次只能采摘一个果实，需将果实运送完毕后才能进行下一次的采摘，且采摘果实掉落地面容易损坏；2、现有的果实采摘机械还存在携带不便，操作繁杂的问题，传统人工上树采摘则存在安全隐患；3、现有的果实收获系统在进行切割的时候很容易出现移位的现象，最终造成果实采摘不下来，降低了采摘效率。

发明内容

本发明旨在提供一种使用效果好的果实收获系统及其收获方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：果实收获系统，包括伸缩杆、剪切头、牵引部、手动部和牵引线；牵引部包括弹簧、固定板和活动板，固定板连接于伸缩杆顶端，活动板设于活动板上方，弹簧一端连接固定板，弹簧另外一端连接活动板；牵引线一端连接手动部，牵引线另外一端连接活动板；剪切头包括自上而下设置的上剪切板和下剪切板，上剪切板与固定板连接，下剪切板与活动板连接，上剪切板上设呈三角形状的V型剪切槽，下剪切板上配合V型剪切槽设呈三角形状的凸起，V型剪切槽和凸起边缘均设有刀刃。

牵引部还包括引导管，弹簧设置于引导管内，且活动板滑动设置于引导管内。

伸缩杆上还连接有收集组件，收集组件包括横截面呈圆环状的筒体，筒体与伸缩杆顶端连接，筒体呈喇叭状开口，筒体底端连接有网兜。

伸缩杆上连接有吹风机，吹风机的出风口上连接有竖直设置的风管，风管末端连接有水平设置的出风管，出风管位于筒体上方，且出风管朝向远离筒体的方向吹风。

手动部包括固定把手和活动把手，固定把手连接于伸缩杆末端，活动把手与固定把手铰接，牵引线与活动把手固连。

伸缩杆内设置转轮，牵引线绕设于转轮上，转轮转动设置于伸缩杆内，在转轮的端部上连接有螺纹杆，螺纹杆伸出伸缩杆，螺纹杆上螺接有螺母。

伸缩杆上铰接有支撑杆，伸缩杆上铰接有连接杆，连接杆长度可调，连接杆末端与支撑杆固连。

利用上述果实收获系统进行的果实收获方法，所述方法依次包括如下步骤：

（1）、对系统进行调整，根据果实的高度调整伸缩杆的长度和牵引线的长度；

（2）、对弹簧进行压缩，使得上剪切板和下剪切板之间的距离较大；

（3）、对果梗进行定位；

（4）、弹簧弹力带动下剪切板快速向上剪切板方向移动；

（5）、上剪切板和下剪切板将果梗剪断；

（6）、果实掉落至筒体内，并进入到网兜内。

在步骤（1）~（6）的过程中，向远离筒体方向吹气；在所述网兜底部设置果实收集框，果实收集框内部垫上缓冲物。

在步骤（1）之后，需要查看果梗的状态，如果果梗处于倾斜状态，则进行步骤（2）；如果果梗处于竖直状态，则，调整连接杆的长度，一手持支撑杆，一手持伸缩杆，支撑杆处于竖直状态，伸缩杆处于倾斜状态。

通过以上技术方案，本发明的有益效果为：

1、本发明采用上、下剪切板组合的形式，一方面上剪切板对果梗进行定位，另一方面下剪切板对果梗进行剪切，定位简单，工作可靠，果梗不易移位；再一方面，采用伸缩杆采摘方式，能够有效避免人工上树采摘、借助楼梯采摘以及搭建支架等危险方式，利于保证采摘人员的生命安全。

2、设置的牵引部提高了上下剪切板剪切过程中的冲击力，提高了剪切成功率；通过设置固定把手以及活动把手，能够方便操作人员操作剪切板切断果梗，使用简单方便。

3、设置的吹风机可以防止杂质落入到收集组件中；通过喇叭状筒体以及网兜的设计，可以方便将采摘的果实进行收集，而将网兜固定设置在筒体下部，利于通过网兜将采摘果实引流到果实收集框，通过在收集框垫上棉絮等缓冲物，可以很好地避免高处掉落的果实碰撞地面而造成损坏，利于保证采摘果实质量[1] ，同时还可减少果实直接掉落砸伤采摘人员的危险。

4、本发明所述的方法可以实现果实的采摘，采摘效率高，果实可以直接被收获，同时，在采摘的过程中不易出现移位的现象，另外由于弹簧瞬间爆发力大，不易出现剪不断的现象，另外，本发明所述的方法在采摘的过程中始终对筒体上方进行吹气，防止杂质落入到网兜内。

附图说明

图1为实施例1结构示意图；

图2为图1主视图；

图3为图1中剪切头机构示意图；

图4为图1中牵引部结构示意图；

图5为图1中手动部结构示意图；

图6为图1中转轮结构示意图；

图7为实施例2结构示意图；

图8为实施例3结构示意图；

图9为实施例4结构示意图。

具体实施方式

实施例1，果实收获系统，如图1~图6所示，包括伸缩杆1、剪切头3、牵引部4、手动部7、收集组件和牵引线18，剪切头3位于伸缩杆1前端，牵引部4用于带动剪切头3动作，手动部7位于伸缩杆1底端，牵引线18连接于手动部7和牵引部4之间，工作的时候，手动部7动作，牵引部4带动剪切头3动作，将果实采摘下来，收集组件将摘下来的果实收集起来。其中，在具体操作时，网兜6与喇叭状筒体5固定连通，筒体5的喇叭状开口朝上设置，网兜底部可通过线绳等工具绑在果实收集框上，在果实收集框中可垫上棉絮、泡沫等缓冲物，当采摘果实从高处掉落时，通过圆筒状的网兜6引流到果实收集框内，由于果实收集框内部预先垫上缓冲物，因此可以有效避免果实掉落砸伤，利于保证果实采摘质量。

本实施例中的果实包括苹果、桃子等。

伸缩杆1长度可调，具体实现方式为：伸缩杆1包括第一调节杆、第二调节杆和第三调节杆，第一调节杆、第二调节杆和第三调节杆内部均为中空结构，第一调节杆的横截面内径小于第二调节杆的横截面内径，第二调节杆的横截面内径小于第三调节杆的横截面内径，第一调节杆的前端伸入到第二调节杆的后端，第二调节杆的前端伸入第三调节杆的后端。同时，在第一调节杆与第二调节杆相连的部位设置有套管2，套管2内壁上设内螺纹，第一调节杆和第二调节杆上相对内螺纹设置外螺纹，通过转动第一调节杆，调节第一调节杆上外螺纹露出的长度，调节第一调节杆和第二调节杆组成的长度。第二调节杆和第三调节杆的连接于第一调节杆和第二调节杆的连接相对，在此不再赘述。

本实施例中，伸缩杆的调整仅为一个实例，实质也可以采用其他的方法，如：将第一调节杆伸入到第二调节杆内，第二调节杆伸入到第三调节杆内，在第二调节杆的外壁上贯穿螺接调节螺钉，调节螺钉末端与第一调节杆外壁紧密贴合，通过调节螺钉与第一调节杆之间的摩擦力实现第一调节杆伸入到第二调节杆中长度的调整，第二调节杆伸入到第三调节杆内长度的调整方法与第一调节杆伸入到第二调节杆中长度的调整方法相同，在此不再赘述。

本实施例中，包括第一调节杆、第二调节杆和第三调节杆，实质应用的时候，可以根据需要调整，如再增加第四调节杆、第五调节杆.......。

牵引部4包括引导管13、弹簧14、固定板152和活动板151，固定板152连接于引导管13底端，且固定板152连接于伸缩杆1顶端，活动板151设于固定板152上方，弹簧14一端连接固定板152，弹簧14另外一端连接活动板151。弹簧14位于引导管13内，活动板151滑动设置于引导管13内。牵引线18一端连接手动部7，牵引线18另外一端连接活动板151。

工作的时候，活动板151在牵引线18的作用下在引导管13内向下滑动，弹簧14处于压缩状态，松开牵引线18，活动板151在弹簧14弹力的作用下向上滑动。

剪切头3包括自上而下设置的上剪切板8和下剪切板9，上剪切板8与固定板152连接，下剪切板9与活动板151连接，上剪切板8上设呈三角形状的V型剪切槽，下剪切板9上配合V型剪切槽设呈三角形状的凸起11，V型剪切槽和凸起11边缘均设有刀刃12。

活动板151带动下剪切板9向下运动，并在弹簧14的弹力作用下，活动板151带动下剪切板9迅速向上剪切板8方向移动，最终在V型剪切槽和凸起11的作用下将果实从果树上剪下。

设置的V型剪切槽和凸起11可以防止剪切的过程中发生移位的现象。

收集组件用于收集摘下来的果实，其中，收集组件包括横截面呈圆环状的筒体5，筒体5与伸缩杆1顶端固定连接，筒体5呈喇叭状开口，筒体5底端连接有网兜6。其中，筒体5位于剪切头3下方，剪下来的果实通过筒体5进入到网兜6得到收集。

手动部7包括固定把手16和活动把手17，固定把手16连接于伸缩杆1末端，活动把手17与固定把手16铰接，牵引线18与活动把手17固连。

伸缩杆1内设置转轮21，牵引线18绕设于转轮21上，转轮21转动设置于伸缩杆1内，在转轮21的端部上连接有螺纹杆19，螺纹杆19伸出伸缩杆1，螺纹杆19上螺接有螺母20。

使用的时候，根据伸缩杆1的长度转动转轮21，调节牵引线18的长度，调节好后，转动螺母20，使得螺母20紧贴伸缩杆1外壁，在摩擦力的作用下保证转轮21的固定，最终实现牵引线18长度的固定。

实施的时候，牵引线18选择钢丝绳即可，其中，牵引线18穿设于伸缩杆1内，防止牵引线18外漏，与外界杂质产生缠绕现象，保证本装置使用过程中的舒适性。

工作的时候，工作人员首先调整伸缩杆1的长度，使得伸缩杆1的长度合适，同时松开螺母20，转动转轮21，使得钢丝绳在伸缩杆1你处于拉紧状态，手持伸缩杆1上的固定把手16，拉动活动把手17，使得弹簧14压缩，使得目标果梗进入到V型槽10内进行定位，松开活动把手17，在弹簧14的作用下，上剪切板8与下剪切板9共同剪切果梗，果实掉落至引导管13筒体5内，并经过筒体5进入到网兜6内完成整个采摘作业。

实施例2，本实施例与实施例1的不同之处在于：如图7所示，在伸缩杆1上连接有吹风机22，吹风机22的出风口上连接有竖直设置的风管23，风管23末端连接有水平设置的出风管24，出风管24位于筒体5上方，且出风管24朝向远离筒体5的方向吹风。

当需要采摘时，开启吹风机22，吹风机22吹出的风通过风管23，最终从出风管24吹出，从而将即将落入到筒体5内的杂质吹走，保证进入到筒体5内果实的洁净度。

为了保证吹风机22的工作，在伸缩杆1上设置有蓄电池，蓄电池的输出电压为20V，吹风机22和蓄电池选择市售产品即可。蓄电池上设置有充电口，可以根据需要进行充电。

当需要采摘果实时，开启吹风机22，使得出风管24内有风吹出，在上剪切板8与下剪切板9工作剪切果梗的时候，出风管24内的风吹出，防止杂质掉落到筒体5内，混入到果实内。

实施例3，本实施例与实施例1的不同之处在于：如图8所示，在伸缩杆1上铰接有支撑杆27，伸缩杆1上铰接有连接杆，连接杆长度可调，连接杆末端与支撑杆27固连。

连接杆包括内部套管25和外部套管26，外部套管26滑动设置于内部套管25内侧，外部套管26的侧壁上螺接有顶紧螺栓，顶紧螺栓末端与内部套管25外壁贴合。当调节长度时，松开顶紧螺栓，调整内部套管25进入到外部套管26的长度，再拧紧顶紧螺栓即可。

通过设置支撑杆27，根据果实的悬挂位置，当需要剪切头3倾斜时，调节连接杆的长度，两手分别手持支撑杆27和伸缩杆1，使得支撑杆27保持竖直状态，这样伸缩杆1就处于倾斜状态，当果实处于V型槽10内时，再拉动活动把手17即可。

工作的时候，当果梗位置特殊时，如果梗处于竖直状态，需要调节连接杆的长度，保证支撑杆27处于竖直状态，伸缩杆1处于倾斜状态，通过上剪切板8和下剪切板9对果梗进行操作。

实施例4，本实施例与实施例2的不同之处在于：如图9所示，在伸缩杆1上铰接有支撑杆27，伸缩杆1上铰接有连接杆，连接杆长度可调，连接杆末端与支撑杆27固连。

连接杆包括内部套管25和外部套管26，外部套管26滑动设置于内部套管25内侧，外部套管26的侧壁上螺接有顶紧螺栓，顶紧螺栓末端与内部套管25外壁贴合。当调节长度时，松开顶紧螺栓，调整内部套管25进入到外部套管26的长度，再拧紧顶紧螺栓即可。

通过设置支撑杆27，根据果实的悬挂位置，当需要剪切头3倾斜时，调节连接杆的长度，两手分别手持支撑杆27和伸缩杆1，使得支撑杆27保持竖直状态，这样伸缩杆1就处于倾斜状态，当果实处于V型槽10内时，再拉动活动把手17即可。

本发明所述的装置可以实现果实的采摘，采摘过程简单，采摘效率高，劳动强度低，可以对果梗进行定位，剪切过程中果梗不易移位，同时装置携带和移动均比较方便。

本实施例还公开了一种利用上述系统进行的果实采摘方法，所述方法包括如下步骤：

（1）、对系统进行调整，根据果实的高度调整伸缩杆的长度和牵引线的长度。具体操作方法为：调整伸缩杆的长度：拧动套管，使得第一调节杆伸入到第二调节杆中的长度进行调整，第二调节杆伸入到第三调节杆的长度进行调整，从而使得伸缩杆的长度得到调整；牵引线长度的调整方法为：松开螺母，使得转轮可以在伸缩杆内转动，拉动牵引线，使得牵引线的长度匹配伸缩杆的长度。

在步骤（1）之后，需要查看果梗的状态，如果果梗处于倾斜状态，则进行步骤（2）；如果果梗处于竖直状态，则，调整连接杆的长度，一手持支撑杆，一手持伸缩杆，支撑杆处于竖直状态，伸缩杆处于倾斜状态，随后进入步骤（2）。由于此步骤的存在，可以防止果梗处于竖直状态时，上剪切板和下剪切板剪切果梗的时候伤害到果实，保证果实的完整度。

（2）、对弹簧进行压缩，使得上剪切板和下剪切板之间的距离较大。具体操作方法为：拉动活动把手，活动把手拉动牵引线，牵引线带动活动板移动，活动板带动下剪切板移动，从而使得下剪切板和上剪切板之间的距离调整，弹簧处于压缩状态。

（3）、对果梗进行定位；具体方法为：当上剪切板和下剪切板之间的距离较大时，将果梗放入到上剪切板和下剪切板之间的V型槽内，进行定位。

（4）、弹簧弹力带动下剪切板快速向上剪切板方向移动；具体为：松开活动把手，处于压缩状态的弹簧的弹力得以释放，弹力带动下剪切板向上剪切板方法移动。

（5）、上剪切板和下剪切板将果梗剪断；具体为：随着下剪切板向上剪切板方法移动，上剪切板和下剪切板上的刀刃相互作用，将果梗剪断。

（6）、果实掉落至筒体内，并进入到网兜内。具体为：果梗剪断后，果实掉落下来，进入筒体内。

在步骤（1）~（6）的过程中，吹风机在风管和出风管的作用下向远离筒体方向吹气，从而防止杂质进入落入到网兜内，保证收集果实的干净度。

本发明所述的方法可以实现果实的采摘，采摘效率高，果实可以直接被收获，同时，在采摘的过程中不易出现移位的现象，另外由于弹簧瞬间爆发力大，不易出现剪不断的现象，另外，本发明所述的方法在采摘的过程中始终对筒体上方进行吹气，防止杂质落入到网兜内。

本发明的要点还可以补充如下：1、解决传统高处采摘存在的安全隐患，比如农村上树采摘、借助楼梯采摘、搭建支架在树下采摘等，均存在安全隐患；2、网兜的设计不仅仅是为了收集果实，更重要的是通过引流方式引入到果实收集框中，避免果实直接掉落地面而造成砸伤等危险。果实收集框内部垫上棉絮、泡沫等缓冲物，还可以有效避免果实损伤，具有保证采摘果实质量的效果。

Claims (10)

1.果实收获系统，其特征在于：包括伸缩杆、剪切头、牵引部、手动部和牵引线；牵引部包括弹簧、固定板和活动板，固定板连接于伸缩杆顶端，活动板设于活动板上方，弹簧一端连接固定板，弹簧另外一端连接活动板；牵引线一端连接手动部，牵引线另外一端连接活动板；剪切头包括自上而下设置的上剪切板和下剪切板，上剪切板与固定板连接，下剪切板与活动板连接，上剪切板上设呈三角形状的V型剪切槽，下剪切板上配合V型剪切槽设呈三角形状的凸起，V型剪切槽和凸起边缘均设有刀刃。

2.如权利要求1所述的果实收获系统，其特征在于：牵引部还包括引导管，弹簧设置于引导管内，且活动板滑动设置于引导管内。

3.如权利要求2所述的果实收获系统，其特征在于：伸缩杆上还连接有收集组件，收集组件包括横截面呈圆环状的筒体，筒体与伸缩杆顶端连接，筒体呈喇叭状开口，筒体底端连接有网兜。

4.如权利要求1至3任意一项所述的果实收获系统，其特征在于：伸缩杆上连接有吹风机，吹风机的出风口上连接有竖直设置的风管，风管末端连接有水平设置的出风管，出风管位于筒体上方，且出风管朝向远离筒体的方向吹风。

5.如权利要求4所述的果实收获系统，其特征在于：手动部包括固定把手和活动把手，固定把手连接于伸缩杆末端，活动把手与固定把手铰接，牵引线与活动把手固连。

6.如权利要求5所述的果实收获系统，其特征在于：伸缩杆内设置转轮，牵引线绕设于转轮上，转轮转动设置于伸缩杆内，在转轮的端部上连接有螺纹杆，螺纹杆伸出伸缩杆，螺纹杆上螺接有螺母。

7.如权利要求1或6所述的果实收获系统，其特征在于：伸缩杆上铰接有支撑杆，伸缩杆上铰接有连接杆，连接杆长度可调，连接杆末端与支撑杆固连。

8.利用权利要求7所述的果实收获系统进行的果实收获方法，其特征在于：所述方法依次包括如下步骤：

（1）、对系统进行调整，根据果实的高度调整伸缩杆的长度和牵引线的长度；

（2）、对弹簧进行压缩，使得上剪切板和下剪切板之间的距离较大；

（3）、对果梗进行定位；

（4）、弹簧弹力带动下剪切板快速向上剪切板方向移动；

（5）、上剪切板和下剪切板将果梗剪断；

（6）、果实掉落至筒体内，并进入到网兜内。

9.如权利要求8所述的果实收获方法，其特征在于：在步骤（1）~（6）的过程中，向远离筒体方向吹气；在所述网兜底部设置果实收集框，果实收集框内部垫上缓冲物。

10.如权利要求9所述的果实收获方法，其特征在于：在步骤（1）之后，需要查看果梗的状态，如果果梗处于倾斜状态，则进行步骤（2）；如果果梗处于竖直状态，则调整连接杆的长度，一手持支撑杆，一手持伸缩杆，支撑杆处于竖直状态，伸缩杆处于倾斜状态。

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