一种高效双层相对回转切割结构式水果采摘器的制作方法

本发明涉及的领域为便携式水果采摘器，更具体的说，涉及的是一种通过合理的机械结构与触发方式进行快速采摘，保证水果完整性，并能减少使用者的疲劳感的新型便携式水果采摘器。

背景技术

水果生产作业中，收获采摘作业质量的好坏直接影响到水果的储存、加工和销售等后续环节，决定了水果的市场价格和经济效益。然而，由于采摘作业环境和操作的复杂性，水果采摘的自动化程度仍然很低，目前我国水果采摘作业基本上还是手工完成。人工采摘即通过架梯子或者爬树的方式采摘水果，此采摘方式劳动强度大、效率低、不安全，此采摘方式所需成本在水果的总生产成本中所占的比例高达33％～50％。因此，设计与开发水果采摘辅助机械具有重要意义。

近年来，随着农业机械产业的发展，水果采摘机械也得到了广泛的关注，各种水果采摘机械的专利涌现出来。通过对已公开专利的分析可知，目前水果采摘机械的结构主要还是以专利公开号为cn201630514681.3和cn201420469671.8公布的细绳与弹簧的组合结构为主，但此结构使用过程中装置的稳定性及使用寿命等方面优势不明显。且长时间使用易导致采摘者疲劳感，从而影响采摘效率。便携式水果采摘机械的采摘头主要分为三爪或四爪抓手、环形卡齿和剪刀型切割装置等种类，仍存在一些问题：使用抓手或剪刀结构的采摘器每当完成单个果体的采摘，就要将其放入果篓，效率极为低下；环形卡齿结构在将果体扯下的过程中极易对其产生破坏。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种高效双层相对回转切割结构式水果采摘器。

本发明的技术方案如下：

一种高效双层相对回转切割结构式水果采摘器，包括头部、杆部和背带部，所述头部包括异形齿环、刀架和智能触发切断装置，所述异形齿环上设置有若干异形齿，所述刀架上设置有若干刀片，所述刀架在智能触发切断装置的驱动下带动固定在其上的刀片与异形齿和果梗进行相对转动。

本发明中，内层异形齿环不仅能起到筛选的作用，将果梗与其周围的粗壮树枝、树叶区分开，实现精准采摘；还能在刀片切割果梗时对果梗起支撑作用，帮助其切断果梗。

作为本发明的进一步改进，所述异形齿环设置于刀架的内侧。

作为本发明的进一步改进，与刀片进行相对切割的异形齿的侧面设置有使果梗在切割过程中始终被压在异形齿齿底的倾斜角。

与刀片进行相对切割的齿侧面有一定的倾斜，能有效保证果梗在切割过程中始终被压在齿底，不会被挤出齿间。

作为本发明的进一步改进，所述异形齿环的内壁附有质软材料。

果实被切下后沿附有质软材料的齿环内壁滑入可暂存多个果实的收纳袋中，再一次性倒入果篓，采摘效率显著提高。

作为本发明的进一步改进，所述异形齿环为非完全环状的弧形。

作为本发明的进一步改进，所述弧形的弯曲角度为160°。

由于内层齿环的采摘部分约为160°，将头部适当转动后不同角度落的果梗也可落入其他齿间，触发开关，故能对一些位置较为特殊的果实进行采摘。

作为本发明的进一步改进，异形齿环的内壁安装有相互并联的微动开关。

这种类型的智能触发切断装置，有效保证了水果采摘效率。

作为本发明的进一步改进，在所述头部与刀片相对的一侧设置有收纳袋，在收纳袋的四周设置有橡皮筋，使收纳袋先处于收缩状态，有果实落入时再逐渐展开。

这种收纳袋结构，不仅能大大减小果实落至袋底时的动能，也能在多个果实发生撞击起到很好的缓冲作用，有效保障了进行连续采摘时果体的完整性。

作为本发明的进一步改进，所述背带部包括调整板和背带，所述调整板通过万向节与杆部相连，并通过背带与使用者相对固定。

这种背带部结构，使伸缩杆与采摘头的大部分重力在作用调整板上的滑轨与万向节上，再由背带作用在操作者的腰部与肩部，有效减少了使用者上肢的负荷。

作为本发明的进一步改进，所述万向节与杆部的连接处采用螺纹连接，并在内螺纹后开一长于外螺纹的槽，外螺纹通过内螺纹后进入槽中。

外螺纹在通过内螺纹后进入槽中，使伸缩杆能相对于万向节进行旋转，又不会轻易解除与万向节的连接。

本发明的有益效果如下：

本发明的高效双层相对回转切割结构式水果采摘器，同时具有剪刀式对果体完整性保护效果好与环形卡齿式采摘效率高的特点，且很好地解决了这两者在实际操作时可能会出现题。此外，使用者也不需要为切割动作提供大量的额外能量，劳动强度大大降低。且刀片的更换也极为便捷。

附图说明

图1是本发明采摘器的整体结构示意图。

图2是采摘器头部结构视图(去除护罩)。

图3是采摘器背带部结构视图。

图4是万向节与调整板连接处视图。

图5是万向节与伸缩杆连接处视图。

图6是采摘示意图。

图中标记：1-护罩；2-伸缩杆；3-调整板；4-内层异形齿环；5-微动开关；6-外层刀架；7-大齿轮；8-齿轮底盖；9-收纳袋；10-皮筋；11-电机支架；12-电机；13-小齿轮；14-刀片；15-可调节背带；16-调整板；17-万向节；18-旋转底座(上)；19-旋转底座(下)；20-转盘中轴；21-内螺纹；22-槽；23-果实；24-滑轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明一种高效双层相对回转切割结构式水果采摘器的结构如图1所示，包括头部、杆部和背带部。

头部的结构如图2所示，包括内层异形齿环4、外层刀架6和智能触发切断装置，内层异形齿环4上设置有若干异形齿，外层刀架6上设置有若干刀片14，外层刀架6在智能触发切断装置的驱动下带动固定在其上的刀片14与异形齿和果梗进行相对转动。内层异形齿环4不仅能起到筛选的作用，将果梗与其周围的粗壮树枝、树叶区分开，实现精准采摘；还能在刀片14切割果梗时对果梗起支撑作用，帮助其切断果梗。内层异形齿环4与刀片14进行相对切割的齿侧面有一定的倾斜，能有效保证果梗在切割过程中始终被压在齿底，不会被挤出齿间。果实23被切下后沿附有质软材料的齿环内壁滑入可暂存多个果实的收纳袋9中，再一次性倒入果篓，采摘效率显著提高。此结构同时具有剪刀式对果体完整性保护效果好与环形卡齿式采摘效率高的特点，且很好地解决了这两者在实际操作时可能会出现题。此外，使用者也不需要为切割动作提供大量的额外能量，劳动强度大大降低。且刀片的更换也极为便捷。由于内层异形齿环4的采摘部分约为160°，将头部适当转动后不同角度落的果梗也可落入其他齿间，触发微动开关5。故能对一些位置较为特殊的果实进行采摘。

智能触发切断装置的结构如图2所示，在每个内层异形齿环4间隙后安装了一个微动开关5，并将所有微动开关5并联。所有微动开关5与电机12(直流减速电机)、蓄电池串连，电机12安装在电机支架11上。同时，出于安全性考虑，在伸缩杆2根部加装了总开关。在采摘时打开总开关，向上抬起杆件，使果梗经过内层异形齿的筛选，落入齿隙中。果体的重量使果梗触发微动开关5。微动开关5将反馈信号发送给电机12。电机12工作，通过相互啮合的小齿轮13和环形大齿轮7带动固定在外层刀架6上的刀片14与内层异形齿、果梗进行相对转动，完成切割。

收纳装置的结构如图2所示，该收纳装置可用于采摘多个果体时保证果品完整性。本发明在完成对果梗的切割后果实23会直接落入内层异形齿环4下的收纳袋9中，必然与原先在袋中的果体发生碰撞。为避免发生果体破损，在收纳袋9的四周加上了数段橡皮筋10，使收纳袋9先收缩在一起，有果实23落入时再逐渐展开。这不仅能大大减小果实落至袋底时的动能，也能在多个果实发生撞击起到很好的缓冲作用，有效保障了进行连续采摘时果体的完整性。

考虑到头部结构较重的问题，本发明对背带部作出进一步改进，如图3所示，能有效减少使用者长时间采摘时上肢疲劳感。调整板16通过万向节17与伸缩杆2相连，并通过可调节背带15与使用者相对固定，使伸缩杆2与采摘头的大部分重力作用在调整板上的滑轨24与万向节17上，再由背带作用在操作者的腰部与肩部，有效减少了使用者上肢的负荷。为减小硬质板与人体接触部分的压强，本发明在调整板16与人体接触处增加一竖直板块，并在表面附加质软材料。万向节17与调整板16的连接结构如图4所示，万向节17包括旋转底座(上)18、旋转底座(下)19、转盘中轴20，万向节17通过旋转底座(上)18和旋转底座(下)19固定于调整板16上，转盘中轴20与伸缩杆2铰接，从而实现伸缩杆2的万向调节。

如图5所示，本发明在万向节17与伸缩杆2连接处采取螺纹连接，并在内螺纹21后开一略长于外螺纹的槽22。外螺纹在通过内螺纹21后进入槽22中，使伸缩杆2能相对于万向节17进行旋转，又不会轻易解除与万向节17的连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。