负压吸摘定道降落式果品采摘机构及果品采摘方法
【专利摘要】本发明涉及果品采摘领域。一种负压吸摘定道降落式果品采摘机构，包括撑杆和气流汇聚腔，所述撑杆内设有沿撑杆长度方向延伸的贯通撑杆的果品掉落通道，所述撑杆的上端设有同果品掉落通道相连通的入料口，所述入料口上设有刃，所述撑杆设有连通果品掉落通道和气流汇聚腔的若干气孔，所述气流汇聚腔设有用于同真空产生器相连接的出气口。本发明提供了一种在将果品同果树分离的过程中对果品的伤损小的且收集果品时省力的负压吸摘定道降落式果品采摘机构及采摘方法，解决了果品同果树分离的过程中果品伤损大的问题和对采摘下的果品进行收集时费力的问题。
【专利说明】负压吸摘定道降落式果品采摘机构及果品采摘方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及果品采摘领域，尤其涉及一种负压吸摘定道降落式果品采摘机构及果品采摘方法。
【背景技术】
[0002]原始的对杨梅、山核桃等果品的采摘方式为人工爬上果树通过手或棍棒将果品采下。人工登高进行采摘果品存在采摘效率低、难度大、危险性高等不足，时有因登高采摘而导致的人员伤亡事故产生。为了克服人工登高采摘安全性差的问题，设计出了能够在地面上对树上的水果进行采摘的水果采摘装置。
[0003]如在中国专利号为942369254、授权公告日为1995年6月21日、名称为“水果采摘器”的专利文件中公开了一种可在地面上对树上的水果进行采摘的装置，该专利文件中的采摘装置包括可伸缩的器杆，在器杆的顶端设置有果剪和网兜，网兜位于果剪的下方，在器杆的下端设置有钢丝操纵把，果剪的手柄通过钢丝同钢丝操纵把相连接，使用时，握持住器杆的下端将器杆竖起，移动器杆到果剪同水果的果蒂对齐，通过钢丝操纵把拉动钢丝，钢丝使果剪合拢而将果蒂剪断，掉小的水果掉落在果兜里。
[0004]在中国专利号为2009202388919、授权公告日为2010年8月11日、名称为“采摘器”的专利文件中也公开了一种可在地面上对树上的水果进行采摘的装置，该专利文件中的采摘装置包括手把杆，在手把杆的上端设置有采摘器，采摘器包括筒状采摘体和设置在采摘体一端的多个采摘爪，在采摘体的另一端设置有盛果袋，使用时，握持住手柄杆的下端将手把杆竖起，移动手把杆到水果的果蒂位于采摘爪之间，然后下移握持杆，采摘爪将水果从果树上扯下，掉小的水果掉落到盛果袋里。
[0005]在中国专利号为200810060259x、
【公开日】为2008年11月5日、名称为“果实采摘器”的专利文件中还公开了一种可在地面上对树上的水果进行采摘的装置，该专利文件中的采摘装置包括撑杆，在撑杆的顶端设置有采摘部，采摘部包括采摘头和驱动采摘头转动的电机，采摘头包括柱状主体和设置在主体周面上的齿条，使用时，握持住手柄杆的下端将手把杆竖起，通过电机使采摘头转动，移动手把杆使齿条同水果接触，转动的齿条对水果产生击打而使得水果从果树上脱落，脱落的水果散落到地面上后再从地面上收集起。
[0006]现有的可在地面上对树上的果品进行采摘的装置普遍存在以下不足:使果品同果树分离的过程中对果品的伤损大，而果品尤其是水果受到伤损后容易在伤口处产生腐烂，导致保鲜期和售价大幅降低；将采摘下的果品集中在撑杆的上端进行收集或随意散开在地下进行收集的方式导致果品收集时费力，击落到地上再进行收集的方式还会造成果品的大量丢失，尤其是在山中林地中时尤为严重。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种在将果品同果树分离的过程中对果品的伤损小的且收集果品时省力的负压吸摘定道降落式果品采摘机构及采摘方法，解决了果品同果树分离的过程中果品伤损大的问题和对采摘下的果品进行收集时费力的问题。
[0008]以上技术问题是通过下列技术方案解决的:一种负压吸摘定道降落式果品采摘机构，包括撑杆和气流汇聚腔，所述撑杆内设有沿撑杆长度方向延伸的贯通撑杆的果品掉落通道，所述撑杆的上端设有同果品掉落通道相连通的入料口，所述入料口上设有刃，所述撑杆设有连通果品掉落通道和气流汇聚腔的若干气孔，所述气流汇聚腔设有用于同真空产生器相连接的出气口。使用时，将出气口同真空产生器相对接在一起，握持住撑杆的下端将撑杆竖起，移动撑杆使入料口靠近水果，真空产生器使入料口内产生下吸的气流，该气流将果品吸进入料口内；当果实同果蒂之间的连接强度较小时(很多果品如杨梅、琵琶、李子等成熟后果实同果蒂之间的连接力会较小，进一步成熟后果实会自动从果树上掉落)该吸力使果实同果蒂产生分离而掉落，如果果实同果蒂没有脱开，则在果实进一步进入入料口的过程中，果蒂同入料口上的刃相接触，刃将果蒂切断而使得果实同果树分离，采摘下的果实在自重的作用下沿着果品掉落通道下落，从撑杆的下端掉落出。
[0009]作为优选，所述撑杆的下端设有盛果桶，所述果品掉落通道的下端同所述盛果桶对接在一起。采摘下的果实从果品掉落通道掉落到盛果桶内，无需将果品逐一人工捡起而进行收集，收集果品时既省力又方便。
[0010]作为优选，所述盛果桶包括桶身和桶底，所述桶身同所述撑杆固接在一起，所述桶底同所述桶身可拆卸地连接在一起。当需要将盛果桶内的果品取出时，将撑杆连同盛果桶一起提起，将桶底同桶身分开，即能将果品从盛果桶内取出。该结构形式无需翻转盛果桶既能取出果品，克服了丛林中翻转果桶尤其是当桶同撑杆固定在一起时翻转不便的问题。 [0011]作为优选，所述气孔位于所述撑杆的上端，所述盛果桶为密封桶，所述密封桶上设有气流调节阀，所述果品掉落通道的下端同所述盛果桶密封对接在一起。通过气流调节阀调整进入盛果桶内的空气流量来改变沿果品掉落通道上升气流的大小，气流大小的改变能够改变果品下降时的阻力，实现对果品着地速度的改变，能够有效防止果品着地速度太快而产生的摔伤现象。
[0012]作为优选，所述气孔沿所述撑杆的周向分布，气孔的开口面积之和小于或等于所述出气口的开口面积。能防止果实进入通道时偏向一边而导致下落不畅。
[0013]作为优选，所述入料口设有若干沿入料口的周向分布的梯形齿，相邻的梯形齿之间形成“V”形槽，所述刃设置在所述槽内。在吸力的作用下果品进入入料口，未被吸下的果品的果蒂进入V形槽内被刃切断。切断果蒂的过程中当果蒂滑动到缺口内时则能够将果蒂定位住，切割果蒂时的效率高且可靠性好，不会损坏到果实。
[0014]作为优选，所述果品掉落通道的下端设有向下开启的缓冲板和使缓冲板阻挡在果品掉落通道上的复位机构。当果品沿果品下降通道下降而撞击到缓冲板时速度得到缓冲并使缓冲板开启，果品通过缓冲板后在复位机构的作用下缓冲板重新阻拦在果品掉落通道上以对下一个到来的果品进行缓冲。流出果品掉落通道的果品的冲击力小，果品自动堆积在通道下端的过程中不容易相互碰撞而伤损，对果品的防护效果好。
[0015]作为优选，所述缓冲板的上表面上设有吸能结构。果品撞击到缓冲板时所受到的伤损小，对果品的防护效果好。
[0016]一种果品采摘方法，包括如下步骤:
第一步、将密封腔体的出气口同真空产生器对接在一起并起动真空产生器；第二步、举起并移动撑杆、使入料口接近果树上的果品；
第三步、通过气流调节阀控制经果品掉落通道下端上升的气流大小、以实现在满足从入料口进入果品掉落通道的下降气流对果品产生的吸附力能够配合入料口上的刃将果品从果树上采摘下的前提下使果品掉落通道下端上升的气流最大化；
第四步、采摘下的果品在自重的作用下经果品掉落通道掉落到盛果桶内，果品掉落通道下端上升的气流对果品所产生的浮力及果品触碰到果品掉落通道壁时产生的摩擦力起到降低果品着地速度的作用；
第五步、使桶底同桶身脱开，提升桶身实现果品的取出。
[0017]本发明具有下述优点，通过在撑杆内设计果品掉落通道，采摘下的果实定向地从撑杆的下端掉出，较之将果品集聚在撑杆上端进行收集的方式而言既不会产生集聚在撑杆上端而导致的使撑杆保持在撑起状态时费力的问题，且能克服在果实密布的果林中将撑杆上端放下以取出收集在果兜里的果品时不便的问题；较之将果品击落在地下而再去寻找收集的方式而言，由于果品定点地从撑杆下端掉出，不要到处去寻找果品，不但收集果品时省力而且不会产生果品丢失的现象。果品掉落通道设计在撑杆内，使得撑杆为空心结构，能够降低撑杆的重量，移动和撑起撑杆时省力，结构紧凑性以及果品下降通道随动撑杆移动时的同步性好。通过吸附方式使果品运动而实现同果蒂的分离、只有在吸不下时才进而通过刃将果蒂切断，对果实没有机械的接触碰撞，采摘果品时对果品的伤损小，且能够快速定位住果实。以全新的结构形式克服了人工采摘高空水果时效率低、难度大、危险性高的问题且结构简单轻便实用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例一的结构示意图。
[0019]图2为入料口的立体结构示意图。
[0020]图3为本发明实施例二的局部结构示意图。
[0021]图4为本发明实施例三的局部结构示意图。
[0022]图中:撑杆1，果品掉落通道2，入料口 3，梯形齿31，槽32，气孔4，刃5，接头管6，气流汇聚腔7，出气口 8，出气管9，盛果桶10，桶身101，桶底102，气流调节阀11，铰链12，扣位13，缓冲板14，转轴141，复位机15，电机151，果品检测电眼152，铰轴16，吸能结构17，橡胶层171，支撑弹簧172。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0024]实施例一，参见图1，一种负压吸摘定道降落式果品采摘机构，包括撑杆I。撑杆I内设有沿上下方向方向延伸的贯通撑杆的果品掉落通道2。撑杆I的上端从上而下依次设有入料口 3和气孔4。入料口 3设置在撑杆I的端部且和果品掉落通道2相连通。
[0025]入料口 3竖直设置。入料口 3的自由端即图中上端设有刃5。刃5为锯齿状且沿入料口 3的周向延伸满入料口。构成刃5的齿为平齿。
[0026]入料口 3和果品掉落通道2位于一条直线上。能够提高结构紧凑性和果品进入果品掉落通道时的通畅性，果品下落的过程中不容易受到伤损；果品的自重能够起到辅助吸力来使果蒂朝向刃部移动的作用，对果蒂的切断效果好。
[0027]气孔4有多个。气孔4沿撑杆的周向分布。气孔4设置在撑杆I的侧壁上且和果品掉落通道2相连通。撑杆I上密封套设有接头管6。接头管6和撑杆I之间形成气流汇聚腔7。气孔4位于气流汇聚腔7内。气流汇聚腔7设有出气口 8。气孔4的开口面积之和等于出气口 8的开口面积。出气口 8上密封对接有出气管9。
[0028]撑杆I的下端设有盛果桶10。盛果桶10为密封桶。盛果桶10包括桶身101和桶底102。桶身101同撑杆I密封固接在一起。果品掉落通道2贯通到盛果桶10内部。桶身101上设有气流调节阀11。桶底102的右端通过铰链12同桶身101铰接在一起。桶底101的左端通过扣位13同桶身101钩接在一起。
[0029]参见图2，入料口 3设有若干沿入料口的周向分布的梯形齿31。相邻的梯形齿之间形成“V”形槽32。刃5设置在槽32内。
[0030]参见图1，通过本发明的机构果品采摘机构进行果品采摘的方法为:
第一步、将出气管9的下端同真空产生器的进气口连接在一起来实现出气口 8同真空产生器的对接；起动真空产生器，从入料口 3进入的气流向下运行而经气孔4进入到气流汇聚腔7后被真空生产器抽走，从气流调节阀11进入的气流沿果品掉落通道2向上运行而经气孔4进入到气流汇聚腔7后被真空生产器抽走。
[0031]第二步、移动撑杆I使入料口 3接近果树上的果品。
[0032]第三步、通过调整气流调节阀11控制进气量来改变经果品掉落通道2下端上升的气流大小、使得被吸入入料口 3的果品在果品掉落通道2的下降气流的吸附力作用下能够配合入料口 3上的刃5将果蒂切断的前提下，使果品掉落通道2下端上升的气流大小最大化。
[0033]第四步、采摘下的果品在自重的作用下经果品掉落通道2掉落到盛果桶10内，果品掉落通道2下端上升的气流对果品所产生的浮力及果品触碰到果品掉落通道2壁时产生的摩擦力起到降低果品着地速度的作用。
[0034]第五步、当盛果桶2内的果品数量达到要求时，脱开扣位13使桶底102同桶身101脱开，提升桶身101实现将盛果桶10内的果品取出。
[0035]实施例二，参见图2，同实施例一的不同之处为:
果品掉落通道2的下端部设有缓冲板14和复位机15。
[0036]缓冲板14为栅格板。设计栅格板是为了不影响气流的上升。
[0037]缓冲板14通过铰轴16铰接在桶身101的内表面上。
[0038]复位机构15为套设在铰轴16上的扭簧。
[0039]缓冲板14的上侧面上设有吸能结构17。吸能机构17为栅格状海绵垫。
[0040]采摘果品的过程中，果品沿果品掉落通道2下降而触碰到缓冲板14时，吸能机构17吸收掉果品下降时的冲击力的部分而降低对果品的伤损、缓冲板14向下开启而使果品以较低的速度进入盛果桶内，使得果品在盛果桶内聚集的过程中也不会相互撞击而伤损。果品通过缓冲板14后在复位机构15的作用下，缓冲板14复位到阻挡在果品掉落通道2上。
[0041]实施例三，参见图3，同实施例二的不同之处为:缓冲板14设置在果品下降通道2的下端内。缓冲板14上设有转轴141。
[0042]复位机构15包括电连接在一起的电机151、设置在撑杆I内壁上的果品检测电眼152和控制单元(控制单元在图中没有画出)。电机151的动力输出轴同转轴141连接在一起。
[0043]吸能结构17包括橡胶层171和支撑弹簧172。橡胶层171设有同缓冲板14上的栅格孔对齐的透气孔。橡胶层171通过支撑弹簧172支撑在栅格板14上。
[0044]果品沿果品掉落通道2下降而触碰到缓冲板14时，吸能机构17吸收掉果品下降时的冲击力的部分而使降低果品的伤损。果品检测电眼152检测到果品后输送信号给控制单元，控制单元使电机151起到，电机151通过转轴141驱动缓冲14向下开启而使果品以较低的速度进入盛果桶内，使得果品在盛果桶内聚集的过程中也不会相互撞击而伤损。电机151延时一 段时间后在驱动缓冲板14复位到阻挡在果品掉落通道2上。
【权利要求】
1.一种负压吸摘定道降落式果品采摘机构，包括撑杆，其特征在于，还包括气流汇聚腔，所述撑杆内设有沿撑杆长度方向延伸的贯通撑杆的果品掉落通道，所述撑杆的上端设有同果品掉落通道相连通的入料口，所述入料口上设有刃，所述撑杆设有连通果品掉落通道和气流汇聚腔的若干气孔，所述气流汇聚腔设有用于同真空产生器相连接的出气口。
2.根据权利要求1所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构，其特征在于，所述撑杆的下端设有盛果桶，所述果品掉落通道的下端同所述盛果桶对接在一起。
3.根据权利要求2所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构，其特征在于，所述盛果桶包括桶身和桶底，所述桶身同所述撑杆固接在一起，所述桶底同所述桶身可拆卸地连接在一起。
4.根据权利要求2或3所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构，其特征在于，所述气孔位于所述撑杆的上端，所述盛果桶为密封桶，所述密封桶上设有气流调节阀，所述果品掉落通道的下端同所述盛果桶密封对接在一起。
5.根据权利要求1或2或3所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构，其特征在于，所述气孔沿所述撑杆的周向分布，气孔的开口面积之和小于或等于所述出气口的开口面积。
6.根据权利要求1或2或3所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构，其特征在于，所述入料口设有若干沿入料口的周向分布的梯形齿，相邻的梯形齿之间形成“V”形槽，所述刃设置在所述槽内。
7.根据权利要求1或2或3所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构，其特征在于，所述果品掉落通道的下端设有向下开启的缓冲板和使缓冲板阻挡在果品掉落通道上的复位机构。
8.根据权利要求7所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构，其特征在于，所述缓冲板的上表面上设有吸能结构。
9.一种适用于权利要求1所述的负压吸摘定道降落式果品采摘机构的果品采摘方法，其特征在于: 第一步、将密封腔体的出气口同真空产生器对接在一起并起动真空产生器； 第二步、举起并移动撑杆、使入料口接近果树上的果品； 第三步、通过气流调节阀控制经果品掉落通道下端上升的气流大小、使得从入料口进入果品掉落通道的下降气流对果品产生的吸附力能够配合入料口上的刃将果品从果树上采摘下的前提下使果品掉落通道下端上升的气流最大化； 第四步、采摘下的果品在自重的作用下经果品掉落通道掉落到盛果桶内，果品掉落通道下端上升的气流对果品所产生的浮力及果品触碰到果品掉落通道壁时产生的摩擦力起到降低果品着地速度的作用； 第五步、使桶底同桶身脱开，提升桶身实现果品的取出。
【文档编号】A01D46/22GK103891471SQ201210572104
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月26日 优先权日:2012年12月26日
【发明者】李晟哲, 李龙升 申请人:李晟哲