回旋式水果采摘器的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种回旋式水果采摘器。

背景技术：

广大的乡村，农业生产广泛采取多种经营，经济作物特别是水果的大量生产和投放市场，丰富了人民的膳食品种，提高了人民的生活质量。

中国是世界上最大的苹果生产国和消费国，苹果种植面积和产量均占世界总量的40％以上，在世界苹果产业中占有重要地位。苹果消费市场主要为鲜果和加工制品，鲜食的比例高达90％，加工制品仅占10％左右。为保证苹果的品质，适时采摘是我国苹果产业的重中之重。采摘工作量繁重与劳动力的缺乏使得适时采摘变得越来越困难。采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高，果品采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个环节。故此保证果实适时采收、降低收获作业费用是农业增收的重要途径。采摘作业非常复杂，目前，国内水果采摘作业基本上都是人工进行，其费用约占成本的50％-70％，并且时间较为集中。

为使水果容易采摘，目前国内外的多个研究机构已研发出数种类型的水果采摘工具。目前德国机械化采摘苹果，有些是利用摇晃震动原理，将苹果震下，再利用张开的伞状机构将苹果收集起来，虽然效率极高，但是对树木损伤极大，掉落过程中苹果也容易擦伤，不能选择性采摘，机器成本价格也较为昂贵。另一种大型机械辅助采摘机器，原理是由多个自由活动的升降机将多人送至不同高度进行手工采摘，效率较高，但是机器及维护价格极其昂贵，多维度自由移动还需要较为开阔、布局合理的地形，在保障采摘稳定性的前提下还要综合考虑劳务成本，在各方面适应性上都有不小的限制。

市面也出现了一些用于水果采摘的简易装置，如一种伸缩式水果采摘器(cn204888023u)，解决了现有技术中长杆不灵活，操作不方便的问题，但也存在着技术上的不足，主要表现在：1、采用常规的剪刀型刀具，不易对准和切断果蒂。采摘水果时，将剪刀的v型刃口对准果蒂，然后合上剪刀使果蒂切断，但是：果树越高，挂果位置越高，使v型刃口对准果蒂就越困难；且有些水果的果蒂十分坚韧，剪切果蒂时果蒂易沿剪刀刀片滑动，很难剪断。2、采摘下来的水果承接不易，采摘效率低、采摘劳动强度高。水果采摘器承接从上采摘下来的水果采用网兜式，其特点是：在伸缩杆上装有一种v型的刀片，刀片下方装有网兜，将v型刃口对准果蒂提伸撑杆使果蒂切断，网兜则承接剪落的水果；这种采摘器虽然可摘多个果子才收放一次杆，采摘速度有所提高；但因为网兜不是落地式的，摘果个数越多，网兜的重量越重；举杆的劳动强度就越大。必然要不定时地停止采摘作业，将采摘的水果倒入水果筐，采摘效率依然十分低下。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种回旋式水果采摘器，解决了现有技术采摘劳动强度大，效率低，采摘成本高，无法选择性采摘以及水果成品质量低的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种回旋式水果采摘器，其特征在于，其包括：回旋卡爪、驱动装置和手持杆，所述驱动装置设置在所述手持杆的第一端，所述回旋卡爪设置在所述驱动装置的旋转输出端由所述驱动装置驱动旋转；

所述回旋卡爪包括卡爪本体和卡爪头，所述卡爪头自所述卡爪本体朝远离所述驱动装置的一侧突出设置，并包括一个v型开口，所述v型开口的开口方向为所述回旋卡爪的旋转方向。

作为本发明的进一步改进，所述卡爪本体为一个环形的至少一部分，所述卡爪头设置在所述卡爪本体的环形边缘；

所述环形的中心与所述驱动装置的旋转输出端固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述卡爪本体为一个完整的环形。

作为本发明的进一步改进，至少所述卡爪头的表面包括弹性缓冲材料。

作为本发明的进一步改进，所述手持杆第二端还连接有手柄。

作为本发明的进一步改进，所述驱动装置为电机，且所述电机与电源装置和开关连接，所述开关安装在所述手柄上，所述电源装置内置在手持杆中或者为外接外置电源。

作为本发明的进一步改进，所述电机的转速控制在50rpm/min-80rpm/min之间。

作为本发明的进一步改进，所述开关采用点控双刀双掷开关。

作为本发明的进一步改进，所述手柄能够在所述手持杆上滑动使其与回旋卡爪之间的距离可调节。

作为本发明的进一步改进，还包括：固定设置在手持杆第一端的落果收集装置，所述落果收集装置包括一个向上的开口，所述开口对应地设置在所述回旋卡爪的下方。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

1、采用电驱动，操作简单灵活，劳动强度小；

2、抓果器的结构汲取了手工采摘水果的特点，同时结合熟果自身的特性而设计，保证了水果的成品质量，同时提高了采摘效率；

3、可选择性采摘；

4、手柄与手持杆采用滑动连接或手持杆采用伸缩杆结构，加大了作业范围；

5、结构简单，采摘成本低。

附图说明

图1为本发明回旋式水果采摘器的结构示意图；

图2为本发明回旋式水果采摘器回旋卡爪的结构示意图；

图3为本发明回旋式水果采摘器回旋卡爪的侧视图；

图4为本发明回旋式水果采摘器回旋卡爪的俯视图；

图5为本发明回旋式水果采摘器采摘苹果时的工作状态图。

【附图标记说明】

1：电机；2：回旋卡爪；21：卡爪头；22：支撑杆；23：卡爪本体；3：落果收集装置；4：手持杆；5：开关；6：手柄。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

为描述方便，以下实施例将以对苹果采摘为例进行描述，但本领域技术人员可以理解，本发明的回旋式水果采摘器并不局限于用于苹果采摘。

如图1所示，该回旋式水果采摘器包括：回旋卡爪2、驱动装置和手持杆4。驱动装置设置在手持杆4的第一端，回旋卡爪2设置在驱动装置的旋转输出端，且与所述驱动装置的旋转输出端固定连接，所述回旋卡爪2由驱动装置驱动旋转。优选地，手持杆4采用中空结构，可减轻重量，减小成本，同时便于线路的铺排。所述手持杆4的第二端连接有手柄6，以方便人手握持。优选地，在手柄6的侧壁上有近似手指形状的三个凹槽，该设计可以使操作者握持更加舒适，满足了人体工学的要求。

以下结合附图2-4详细描述回旋卡爪2的结构。所述回旋卡爪2包括与驱动装置的旋转输出端固定连接的连接部、卡爪本体23、卡爪头21和支撑杆22。卡爪本体23为一个环形的至少一部分，可减轻构件重量，减小成本。优选地，卡爪本体23为一个完整的环形，只要该卡爪本体23的环形边对准苹果，无论卡爪头21处在卡爪本体23的任何位置，都能通过回旋卡爪2的旋转使卡爪头21对准苹果梗将其卡住。支撑杆22分别与连接部和卡爪本体23连接，起到对回旋卡爪2的支撑作用。可选地，卡爪本体23为实心圆形。所述连接部位于所述环形的中心。

卡爪头21自所述卡爪本体23的环形边缘朝远离所述驱动装置的一侧突出设置，并包括一个v型开口，所述v型开口的开口方向为所述回旋卡爪2的旋转方向，所述v型开口的张开角为45°。可选地，所述v型开口的张开角为30°。至少卡爪头21的表面包括弹性缓冲材料，如橡胶、塑料或硅胶，用以保护果皮防止受到损伤。可选地，所述卡爪头21和卡爪本体23的表面均设有弹性缓冲材料。可选地，所述回旋卡爪2的整体上设置为有一定刚度的弹性缓冲材料。

所述卡爪头21的第一v型边的分叉脚与所述卡爪本体23连接，从第一v型边与第二v型边的交点处沿着两v型边分叉脚的连线方向朝卡爪本体23延伸至卡爪本体23上，并与卡爪本体23连接，所述延伸端与卡爪本体23和第一v型边构成一封闭的三角区域。

所述封闭的三角区域与两v型边围成的三角形在同一表面上，且该表面为轴向沿着卡爪本体23轴线的圆柱表面的一部分，与工作时回旋卡爪2卡住的苹果表面相匹配。优选地，所述封闭的三角区域为中空结构，从而减轻卡爪头21的重量。所述回旋卡爪2的所有结构通过一体化成型技术形成。可选地，所述回旋卡爪2的所有结构通过焊接方式连接。

所述回旋卡爪2的结构汲取了手工采摘苹果时直接用手将苹果梗枝连接结断裂的特点，同时结合熟果自身与梗枝连接处相对脆弱、容易断裂的特性而设计。工作时，驱动装置带动回旋卡爪2沿着v型开口的开口方向旋转，在回转的过程中，卡爪头21如同人手一样卡在果梗的两侧如图5所述，顺势将苹果梗枝连接结断裂而落下，实现采摘。多汁的水果易碰伤，对触碰力度的控制要求高，该回旋卡爪2的设计保证了果品的质量，同时提高了采摘的效率。

所述驱动装置为电机1，且电机1与电源装置和开关5连接。所述电机1的输出轴与回旋卡爪2的连接部固定连接，所述开关5安装在所述手柄6上，用于控制电机1的工作。采用电驱动，轻便易携，操作简单灵活，降低了劳动强度。优选地，电机转速控制在50rpm/min-80rpm/min之间，较低的转速有利于减小对果皮的破坏，同时使操作者采摘完一个苹果之后就可直间瞄准下一个苹果进行采摘，为其提供了足够的反应时间，提高了采摘效率。

所述电源装置采用外接外置电源设备，所述外接外置电源设备在使用时可放置在地面上，与开关5在所述采摘器外部通过电线连接，电机1与开关5在手持杆4内部电线连接。可选地，所述电源装置采用充电电池内置在手持杆4中，且在手持杆4的内部分别于电机1和开关5电线连接。

优选地，开关5采用点控双刀双掷开关，每按动开关5一次，回旋卡爪2就会旋转一定角度一次，当卡爪头21不在卡爪本体23的最顶端时，将卡爪本体23对准苹果，多按几次开关5，卡爪头21即可对准并卡住苹果梗枝。选用点控双刀双掷开关同时可做出如卡死等突发状况的及时响应，如当卡爪头21卡住树枝之类的障碍物时，开关5可控制电机1反转从而解决。

优选地，所述手柄6与手持杆2滑动连接，此时所述电机1与开关5连接部分的电线，靠近电机1的部分设在手持杆4的内部，靠近开关5的部分设在手持杆4的外部，这样更方便于手柄6与手持杆2之间的滑动，且电线线路不会受到干扰。当采摘较低高度的苹果时，将手柄6沿手持杆4向上滑动，即可实现类似于缩短杆的效果，进行较低高度的采摘，从而加大作业范围。可选地，所述手持杆2采用伸缩杆，该伸缩杆包括固定杆和活动杆，且通过活动锁紧装置连接，可方便调节伸缩杆的长度。

可选地，所述驱动装置为机械储能装置，且与致动件连接。所述机械储能装置的旋转输出端与回旋卡爪2的连接部固定连接，所述致动件安装在所述手柄6上，且与机械储能装置在手持杆4内部通过拉绳连接，所述拉绳分别在机械储能装置和致动件设有卷线轴，当按动致动件时，机械储能装置和致动件处的卷线轴旋转运动，使机械储能装置将此旋转运动的机械能储存起来从而带动回旋卡爪2旋转。

优选地，该回旋式水果采摘器还设有落果收集装置3，且固定设置在手持杆4的第一端，用于收集掉落的苹果。所述落果收集装置3包括一个向上的开口，所述开口对应地设置在所述回旋卡爪2的下方。落果收集装置3的四周设有四个挂钩，可以挂长软管或落布袋，使苹果沿着管道内壁顺利滑落到地面，完成一次采摘周期。

相比于一般的采摘装置，所述回旋式水果采摘器能够实现选择性采摘，同时实现了采摘的连续性、高效性，能有效降低因夹持、摩擦造成果实外观损坏的可能性。

本发明的工作原理如下：

操作者一手握手柄6控制开关5，另一手手持手持杆4，将卡爪本体23瞄准成熟悬挂在树枝下的苹果，之后按下开关5中的按钮，电机1带动回旋卡爪2旋转，卡爪头21卡在果梗的两侧，顺势将苹果梗枝连接结断裂而落下，掉入落果收集装置3中，实现采摘。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明做其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。