CN208940398U - 一种人工辅助苹果采摘及收集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人工辅助苹果采摘及收集装置，包括可伸缩采摘装置和移动小车，可伸缩采摘装置和移动小车之间设有缓冲装置，移动小车车体的上表面设有分拣装置，车体内部在分拣装置的下方设有存放箱，采摘的苹果经过缓冲装置，在通过分拣装置对苹果的大小进行分拣，最后进入到对应的存放箱内；结构设计合理，使用方便，既能提高采摘效率又能进行实时分类，省略后续分类工作，同时可就地装箱。该人工辅助苹果采摘及收集装置制造成本低、操作方便、实用性强，可广泛应用于国内果园、山地等环境，具有良好的发展前景。

Description

一种人工辅助苹果采摘及收集装置

技术领域

本实用新型涉及农林机械设备技术领域领域，特别涉及一种人工辅助苹果采摘及收集装置。

背景技术

我国是世界第一大水果生产国，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。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33％～50％，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，如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。使用采摘机械不仅提高采摘效率，而且降低了损伤率，节省了人工成本，提高了果农的经济效益，因此提高采摘作业机械化程度具有重要的意义。

目前国内果林种植范围广，地理环境复杂，大型采摘机器的通用性不佳；此外国内生产方式落后，导致农机农艺之间不协调，进一步限制了大型采摘器械的推广，急需开发一种小型人工辅助采摘装置满足国内市场需求。

现有技术中大面积种植和培养的苹果树高度大约在3-5米，这种高度采摘者很难将苹果从果树上采摘下来，强行摘取又极易造成苹果树枝折枝现象，损坏果树，为解决这些问题，人们多借助较长手柄的剪刀进行采摘，但使用刃具易造成苹果损坏，后续也无法对果实进行实时分级，所以传统采摘装置存在采摘效率低、果实损坏严重、无法有效分级等问题。

目前针对水果采摘主要有振摇式、撞击式和切割式。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。前两种方式造成果实直接下落，无法保证果实采摘的完整性，更无法做到大小分级，另外对于生长结实的果柄无法在外力作用下从树干上脱离，会造成采摘不完全；切割式采摘方法，对果实与果枝损伤严重，不利于推广发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可旋转采摘、自动分级的人工辅助苹果采摘及收集装置，利用该装置能够高效的采摘苹果，且能保证采摘过程中苹果的完好无损，还能在采摘后对苹果大小进行自动分级。该装置简化了苹果采摘、分级、装箱作业流程，极大地提高了工作效率，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种人工辅助苹果采摘及收集装置，包括可伸缩采摘装置和移动小车，可伸缩采摘装置和移动小车之间设有缓冲装置，移动小车车体的上表面设有分拣装置，车体内部在分拣装置的下方设有存放箱，采摘的苹果经过缓冲装置，在通过分拣装置对苹果的大小进行分拣，最后进入到对应的存放箱内。

优选的，所述可伸缩采摘装置包括采摘爪、钢丝圈、钢丝绳、伸缩外杆、伸缩内杆和握把；伸缩外杆和伸缩内杆为伸缩杆结构，采摘爪固定在伸缩外杆的端部，握把设置在伸缩内杆处，握把通过钢丝绳控制采摘爪的开合，钢丝圈设置在缓冲装置的口部，钢丝圈通过钢丝与伸缩外杆相连接。

优选的，所述钢丝绳在伸缩外杆顶部设有绕圈，为伸缩杆结构的伸缩留有余量。

优选的，所述采摘爪包括铰接在旋转座上的爪指，爪指等间距设置，设有至少三个，旋转座内部装有弹簧，，在正常不抓取果实的情况下，弹簧将爪指顶起，呈张开状；所述钢丝绳与采摘爪相连接。

优选的，所述伸缩杆结构内部设有内杆和螺旋杆；内杆为空心杆，其内部设有转动套，内杆外圈与轴承内圈过盈配合，无相对滑动；所述轴承外圈与伸缩外杆的内圈过盈配合，无相对滑动；所述伸缩外杆与内杆可产生相对转动，无轴向滑动，同步移动；螺旋杆一端设有螺纹，旋于伸缩内杆底部的内螺孔，螺旋杆可拆卸，其另一端与内杆内的转动套配合，实现采摘爪的旋转。

优选的，所述所述转动套包括单向止动件、转动件和挡圈；所述止动件底部设有单向卡齿，并与内杆固连；所述转动件上端设有与止动件相配合的单向卡齿，且上下两端与止动件和挡圈均留有间隙；所述转动件内部设有与螺旋杆配合的一对钢珠。

优选的，所述分拣装置包括面板，面板上设有槽口，槽口沿着苹果的运动方向逐渐变大。

优选的，所述面板下方在槽口处设有缓冲器，该缓冲器对于存放箱设置。

优选的，所述缓冲器由弹性片和缓冲步筒组成，参照苹果的运动方向，弹性片设置在前方，缓冲布筒设置在后方。

优选的，所述存放箱的底部设有移动底板，底部和车体内侧底部之间设有伸缩弹簧。

采用以上技术方案的有益效果是：在传统采摘基础上进行改进，采用旋转式采摘，通过伸缩杆内部的转动套与螺旋杆的配合，在伸缩杆的相对滑动作用下，实现采摘爪的旋转，不使用电机传输扭矩，使整个采摘装置轻巧便捷；针对果实收集问题，通过缓冲套筒对掉落的进行减速，再利用分级装置将果实进行实时大小分级装箱，操作简单，极大的提高了采摘效率；所设计移动小车，可广泛应用于果园、山地等采摘环境，使用不受限制、作用效果明显。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2是采摘装置立体图；

图3是移动小车主视图；

图4是爪部立体放大图；

图5是钢丝绳的结构示意图；

图6是分级装置斜二测图；

图7是伸缩杆剖视图；

图8是转动套剖视放大图。

其中，1-采摘装置；011-橡胶垫片；012-爪指；013-复位弹簧；014-旋转座；015-钢丝孔；2-钢丝圈；3-钢丝绳；4-伸缩外杆；5-握把；6-伸缩内杆；7-缓冲套筒；8-内杆；9-旋转套；091-止动件；092-转动件；093-挡圈；10-螺旋杆；11-轴承；13-车体；14-缓冲布筒，15-分级装置；151-槽口；16(152)-缓冲弹片；17-存放箱；18-底板；19-伸缩弹簧。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。

图1出示本实用新型的具体实施方式：一种人工辅助苹果采摘装置，包括，采摘装置1，设置在移动车上方，手持伸缩杆作业；缓冲装置采用缓冲套筒7的结构，设置在采摘装置与移动小车之间，用于对摘下的水果进行减速；分级装置15，设置在移动小车上，用于对采摘的果实进行实时大小分级；移动小车，包括车体13与存放箱17，车体底部设有轮子，可在果林间进行移动，存放箱设置3个，均布在车体13内，且可以更换；利用该装置能够高效的采摘苹果，且能保证采摘过程中苹果的完好无损，还能在采摘后对苹果大小进行自动分级。该装置简化了苹果采摘、分级、装箱作业流程，极大地提高了工作效率。

结合图2和图4，采摘装置包括采摘爪1、钢丝圈2、钢丝绳3、伸缩外杆4、伸缩内杆6、握把5。采摘爪1包括橡胶片001，固设于爪指012上；爪指设有3个，均布于旋转座014上，且为铰连，可在钢丝绳3的牵引下，使爪指012闭合与张开，用于抓牢与放下果实；钢圈通过细钢条与握把固连；旋转座内部设有弹簧013，在正常不抓取果实的情况下，弹簧将爪指顶起，呈张开状；采摘时，通过拉动伸缩外杆杆带动转动件在螺旋杆上转动，进而带动采摘爪旋转，同时采摘爪回收，将果实从果树上扭下来，过程操作简单，且对果实与果树枝无损伤；由于旋转件的单向旋转特性，在推动伸缩外杆向前时，旋转件空转，采摘爪不转，且省时省力，能有效提高采摘效率。

结合图4和图5，采摘爪1由铰连在旋转座014上的三个指爪012组成，由钢丝绳3牵引，三个指爪012都设有钢丝孔015，钢丝绳3由三个钢丝编织而成，钢丝绳在旋转座内部分为3股，三股钢丝的端部分别连接指爪012的钢丝孔015，通过固定在伸缩内杆上的握把拉动钢丝绳，灵活地控制采摘爪的闭合与张开，所述爪部由手部按压握把控制，灵敏度较高，极大地提高了果实的完整性；所述爪指内侧固设有橡胶垫片，宽度大于爪指的宽度，可保证在抓取过程中，对苹果无损伤，同时增大抓取摩擦力，更好的抓牢果实；旋转座为连接爪指、内杆及伸缩外杆的部件，均布三个开口，可与爪指形成配合；下端设有螺纹孔，与内杆上端的螺柱配合，为可拆卸部件，方便维修与替换。

钢丝绳在顶部设有绕圈，为伸缩杆前进留有余量；另一端连接与握把5，握把固设于伸缩内杆6上，且可以通过调节螺丝，调节握把在伸缩内杆上的位置。

缓冲套筒7可有布料制成，口部较大的一端连接收集钢圈，开口较小的一端连接分级装置的一端。内部截面面积逐渐减小，可平稳顺利的对滑落的果实进行减速，并传递到移动小车上，能够很好的起到缓冲作用，其保证了果实的完整性。

结合图7和图8，伸缩杆分为伸缩外杆4与伸缩内杆6，且均为空心杆，可最大限度的降低手持作业强度，提高工作业者工作效率；所述伸缩外杆4一端设有轴承孔，通过内置轴承11与内杆8外圈配合，在爪部旋转过程中，采摘爪旋转与内杆旋转，而伸缩杆不旋转，方便作业者手持伸缩杆作业。

旋转座014底部固连与内杆8，内杆8为空心杆，内杆8外圈与轴承11内圈过盈配合，无相对滑动；轴承外圈与伸缩外杆4的内圈过盈配合，无相对滑动；伸缩外杆与内杆可产生相对转动，无轴向滑动，同步移动。

螺旋杆10一端设有螺纹，旋于伸缩内杆6底部的内螺孔，螺旋杆10可拆卸；另一端与内杆内的转动套9配合，实现采摘爪的旋转。

转动套包括单向止动件091、转动件092、与挡圈093；止动件底部设有单向卡齿，并与内杆固连；转动件上端设有与止动件相配合的单向卡齿，且上下两端与止动件和挡圈均留有间隙，使转动件可在内杆内部做上下少量移动；转动件内部设有与螺旋杆配合的一对钢珠。钢珠露出约2/3；挡圈固设于内杆底部，防止转动件脱落。

当作业者手推外伸缩杆向前运动时，带动采摘爪与内杆向前，由于转动件与止动件之间留有间隙，转动件可在自身重力作用下空转，不带动内杆与采摘爪转动；当外伸缩杆带动采摘爪收回时，通过转动件与止动件之间的单向卡齿配合，从而带动内杆与采摘爪旋转。空转过程使操作更加省力，无旋转过程也减小了果枝对采摘爪干涉的影响

伸缩外杆向前推动时，带动采摘爪与内杆向前，由于转动件与止动件之间留有间隙，转动件可在自身重力作用下空转，不带动内杆与采摘爪转动；当伸缩外杆带动采摘爪收回时，通过转动件与止动件之间的单向卡齿配合，从而带动内杆与采摘爪旋转。

结合图3和图6，分级装置15架设与车体13上方，槽口151逐渐变大，并设有3组弹性片16(152)与缓冲布筒14；存放箱17设有3个，置于分级装置下方，并搁置于底板18上；底板18设有多个地脚，防止存放箱滑动；当苹果滚落至分级装置，便会从适合自身大小的槽口位置掉落下去。

底板18下方设有数组弹簧19，底板可由存放箱的重量变化，上下移动；随着苹果的收集，箱内重量逐渐增加，弹簧受到压缩，存放箱缓慢下移，该装置可有效避免果实在缓冲套筒内的堆积与果实之间的碰撞；所述存放箱可在水果装满后直接替换上空的存放箱，实现实时装箱。

该人工辅助苹果采摘装置的工作方法，包括以下步骤：

(1)作业者手推移动小车，当移动小车行进至果树下，作业者一手(以左手为例)持伸缩外杆，另一手(以右手为例)持伸缩内杆握把处，右手保持相对不动，左手向前推动外伸缩杆，并对准果实；

(2)当果实大致位于爪手内部时，按下握把，抓牢果实，右手保持相对不动，左手往后拉回伸缩外杆，此时采摘爪旋转，将果实摘下；

(3)当爪手在收集钢圈上方时，可松开握把，果实掉进钢圈，并沿着缓冲套筒减速滑至移动小车上的分级装置；

(4)果实沿着分级装置的槽口向下滑落，当果实遇到槽口大于大于果实直径的位置时，果实从槽口下落掉进缓冲布筒，并在弹性减速板的减速后，进入存放箱；

(5)重复步骤(1)-(4)，果实逐个进入存放箱内，同时存放箱在果实的压重下使地板下降；

(6)当某一存放箱内的果实装满后，将存放箱取出，换上空的存放箱继续作业。

以上的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种人工辅助苹果采摘及收集装置，其特征在于，包括可伸缩采摘装置和移动小车，可伸缩采摘装置和移动小车之间设有缓冲装置，移动小车车体的上表面设有分拣装置，车体内部在分拣装置的下方设有存放箱，采摘的苹果经过缓冲装置，在通过分拣装置对苹果的大小进行分拣，最后进入到对应的存放箱内；

所述可伸缩采摘装置包括采摘爪、钢丝圈、钢丝绳、伸缩外杆、伸缩内杆和握把；伸缩外杆和伸缩内杆为伸缩杆结构，采摘爪固定在伸缩外杆的端部，握把设置在伸缩内杆处，握把通过钢丝绳控制采摘爪的开合，钢丝圈设置在缓冲装置的口部，钢丝圈通过细钢条与伸缩外杆相连接；

所述钢丝绳在伸缩外杆顶部设有绕圈，为伸缩杆结构的伸缩留有余量；

所述采摘爪包括铰接在旋转座上的爪指，爪指等间距设置，设有至少三个，旋转座内部装有弹簧，在正常不抓取果实的情况下，弹簧将爪指顶起，呈张开状；所述钢丝绳与采摘爪相连接；

所述伸缩杆结构内部设有内杆和螺旋杆；内杆为空心杆，其内部设有转动套，内杆外圈与轴承内圈过盈配合，无相对滑动；所述轴承外圈与伸缩外杆的内圈过盈配合，无相对滑动；所述伸缩外杆与内杆可产生相对转动，无轴向滑动，同步移动；螺旋杆一端设有螺纹，旋于伸缩内杆底部的内螺孔，螺旋杆可拆卸，其另一端与内杆内的转动套配合，实现采摘爪的旋转。

2.根据权利要求1所述的一种人工辅助苹果采摘及收集装置，其特征在于，所述转动套包括单向止动件、转动件和挡圈；所述止动件底部设有单向卡齿，并与内杆固连；所述转动件上端设有与止动件相配合的单向卡齿，且上下两端与止动件和挡圈均留有间隙；所述转动件内部设有与螺旋杆配合的一对钢珠。

3.根据权利要求1所述的一种人工辅助苹果采摘及收集装置，其特征在于，所述分拣装置包括面板，面板上设有槽口，槽口沿着苹果的运动方向逐渐变大。

4.根据权利要求3所述的一种人工辅助苹果采摘及收集装置，其特征在于，所述面板下方在槽口处设有缓冲器，该缓冲器对于存放箱设置。

5.根据权利要求4所述的一种人工辅助苹果采摘及收集装置，其特征在于，所述缓冲器由弹性片和缓冲布筒组成，参照苹果的运动方向，弹性片设置在前方，缓冲布筒设置在后方。

6.根据权利要求1所述的一种人工辅助苹果采摘及收集装置，其特征在于，所述存放箱的底部设有移动底板，底部和车体内侧底部之间设有伸缩弹簧。