蔷薇科水果采摘装置的制作方法

本发明涉及采摘装置领域。更具体地说，本发明涉及一种蔷薇科水果采摘装置。

背景技术

在水果的生产作业中，收获采摘是整个生产中最耗时最费力的一个环节。水果收获期间需投入的劳力约占整个种植过程的50％～70％。采摘作业质量的好坏直接影响到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。水果收获具有很强的时效性，属于典型的劳动密集型的工作。但是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，目前国内水果的采摘作业基本上还是手工完成。在很多国家随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，劳动力不仅成本高，而且还越来越不容易得到，而人工收获水果所需的成本在水果的整个生产成本中所占的比例竟高达33％～50％。高枝水果的采摘还带有一定的危险性。因此实现水果收获的的机械化变得越来越迫切，发展机械化的收获技术，研究开发水果采摘机器人具有重要的意义。研究和开发果蔬收获的智能机器人技术对于解放劳动力、提高劳动生产效率、降低生产成本、保证新鲜果蔬品质，以及满足作物生长的实时性要求等方面都有着重要的意义。采摘机器人是未来智能农业机械化的发展方向，具有广阔的应用前景。

技术实现要素：

本发明的目的是提供蔷薇科水果采摘装置，能够轻松的采摘水果，并且能够快速分拣。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了蔷薇科水果采摘装置，包括：

存放箱，用于收集水果；

采摘装置，其包括伸缩杆、固定夹和切割夹，所述伸缩杆设置于所述存放箱的顶部，所述伸缩杆的顶部设置有固定夹，所述切割夹垂直于伸缩杆的轴线设置，且位于所述固定夹的下方；

其中，所述伸缩杆顶端的轴线上固定有转动棒，所述转动棒的顶部为球体结构，其可转动的卡设于罩体内；

所述固定夹包括弧形的第一夹爪、第二夹爪、第一弹簧和中空的套筒，所述第二夹爪可转动的固定于所述第一夹爪上，所述第一弹簧的一端与所述第二夹爪的下端连接，所述第一弹簧的另一端与所述第一夹爪中部连接，所述第一夹爪的下端固定于所述套筒中，所述罩体同轴固定于所述套筒的底面，所述套筒和伸缩杆之间连接有第二弹簧，所述第二夹爪的下端通过第一钢丝绳依次穿过转动棒、伸缩杆到达底部，通过带动第一钢丝绳实现固定夹闭合；

所述切割夹包括具有第一刀片、第二刀片、第一片簧；第一刀片的中下部和第二刀片的中下部交叉铰接，且第一刀片的前部和第二刀片的前部水平穿出所述套筒，第一刀片的下部和第二刀片的下部通过第一片簧连接，当第一片簧无外力时，所述第一刀片和第二刀片呈张开状态，所述第一刀片底部和第二刀片的底部分别穿设有第二钢丝绳，两个第二钢丝绳汇合后与第三钢丝绳连接，所述套筒内设置有滚筒，所述第三钢丝绳通过滚筒的引导，依次穿过所述套筒、转动棒、伸缩杆，并从伸缩杆下部的侧壁穿出，通过带动第三钢丝绳实现切割夹的闭合；

送料器，其位于切割夹前部的正下方，所述送料器与所述存放箱连通。

优选的是，还包括：

滚珠轴承，其内圈略高于外圈，所述滚珠轴承的外圈内嵌于存放箱的顶面；

底盘，其底面与所述滚珠轴承的内圈固定；

一对耳板，其垂直间隔设置于所述底盘上；

第一摇柄，其第一端垂直固定于所述伸缩杆的下端；

其中，所述第一摇柄的第一端通过销轴可转动的穿设于一对耳板之间，所述第一摇柄两侧的销轴上设置有锁紧螺母，通过锁紧螺母将第一摇柄固定。

优选的是，所述第一摇柄的第二端具有开口，所述开口上固定有第二片簧，所述第二片簧与调档杆的底部连接，所述开口内朝向第一摇柄第一端的方向间隔设置有多个调档板，所述调档杆可调节的设置与任一调挡板相抵；

所述第一钢丝绳穿过伸缩杆后，继续穿过所述第一摇柄第一端进入述第一摇柄的第二端，并与所述调档杆连接。

优选的是，所述第一摇柄的第一端的上部可转动的设置有第二摇柄，所述第三钢丝绳穿出所述伸缩杆后与所述第二摇柄固定。

优选的是，所述送料器包括锥形接盘、第一管体和第二管体；所述第一管体的直径大于所述第二管体的直径；

所述锥形接盘的下部与第一管体的上部连通，所述第一管体上部为s形，其下部为直管，所述第二管体的上部竖直连通设置于第一管体上部，且锥形接盘的开口正下方与所述第二管体开口相对；

所述存放箱内部中空，通过第一隔板垂直于存放箱内部的底面，将其分隔为左存储空间和右存储空间，所述存放箱的顶部设置有第一孔和第二孔，所述第一孔与所述左存储空间连通，所述第二孔与所述右存储空间连通，所述第一管体的底部与所述第一孔连通，所述第二管体的底部与所述第二孔连通。

优选的是，所述存放箱的第一侧面设置为可开关的，所述存放箱的第二侧面与所述第一侧面相对；

第一缓冲板，其向下倾斜设置于左存储空间的上部且其上表面与第一管体下部的轴线垂直，所述第一缓冲板靠近存放箱第一侧面的一侧高于其靠近存放箱第二侧面的另一侧；第二缓冲板，其向下倾斜设置于左存储空间的中下部、所述第二缓冲板靠近存放箱第一侧面的一侧高于其靠近存放箱第二侧面的另一侧；所述第一缓冲板朝下的一端与第一隔板具有一定距离，所述第二缓冲板朝下的一端与存放箱左壁面具有一定距离；

第三缓冲板，其向下倾斜设置于右存储空间的上部且其上表面与第二管体下部的轴线垂直，所述第三缓冲板靠近存放箱第一侧面的一侧高于其靠近存放箱第二侧面的另一侧；第四缓冲板，其向下倾斜设置于右存储空间的中下部，所述第四缓冲板靠近存放箱第一侧面的一侧高于其靠近存放箱第二侧面的另一侧；所述第三缓冲板朝下的一端与第一隔板具有一定距离，所述第四缓冲板朝下的一端与存放箱右壁面具有一定距离。

优选的是，所述第一隔板高度至少为存放箱内部高度的1/3；

所述存放箱内部长度方向的顶面两侧设置有滑轨；

隔网，其底部与所述第一隔板的顶部固定，其顶部可滑动的设置于滑轨上。

优选的是，所述第一夹爪的上部和第二夹爪的下部均开设有空槽，所述空槽上设置有可转动的滚轮，且所述滚轮的直径略小于所述空槽的宽度。

本发明至少包括以下有益效果：

1、与现有的技术相比，该装置不会产生任何的污染物；

2、造价便宜，实用，采摘同时进行水果的大小分堆，避免操作繁复，且容量大，可装纳大量苹果，提高工作效率。

3、能够快速采摘处于同一枝条上的水果，加快采摘速度，仅部分依靠机器采摘，操作简便，快速剥离果与树，避免攀爬果树带来的危险。

4、利用动力学原理减小水果下落具有的动能，与其他水果碰撞而损伤。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是蔷薇科水果采摘装置的结构示意图；

图2是采摘装置的结构示意图；

图3是第一摇柄设置的结构示意图；

图4是第二摇柄转动时的结构示意图；

图5是调档杆和调档板设置的示意图；

图6是转动棒设置的示意图；

图7是存放箱内部的示意图。

附图标记：1-存放箱，21-伸缩杆，22-固定夹，23-切割夹，24-转动棒，241-罩体，221-第一夹爪，222-第二夹爪，224-套筒，225-第二弹簧，226-第一钢丝绳，231-第一刀片，234-第三钢丝绳，31-锥形接盘，32-第一管体，33-第二管体，4-底盘，42-耳板，43-第一摇柄，44-第二片簧，45-调档杆，46-调档板，47-第二摇柄，101-第一缓冲板，102-第二缓冲板，103-第三缓冲板，104-第四缓冲板，105-第一隔板，106-滑轨，107-滚轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1～7所示，本发明提供蔷薇科水果采摘装置，包括：

存放箱1，用于收集水果，其底部具有滚轮107，上部具有推手；

采摘装置，其包括伸缩杆21、固定夹22和切割夹23，所述伸缩杆21设置于所述存放箱1的顶部，所述伸缩杆21的顶部设置有固定夹22，所述切割夹23垂直于伸缩杆21的轴线设置，且位于所述固定夹22的下方；

其中，所述伸缩杆21顶端的轴线上固定有转动棒24，所述转动棒24的顶部为球体结构，其可转动的卡设于罩体241内；

所述固定夹22包括弧形的第一夹爪221、第二夹爪222、第一弹簧和中空的套筒224，所述第二夹爪222可转动的固定于所述第一夹爪221上，所述第一弹簧的一端与所述第二夹爪222的下端连接，所述第一弹簧的另一端与所述第一夹爪221中部连接，所述第一夹爪221的下端固定于所述套筒224中，所述罩体241同轴固定于所述套筒224的底面，所述套筒224和伸缩杆21之间连接有第二弹簧225，(设置第二弹簧225，保证固定夹22能根据树枝的倾斜度来调整固定夹22的转动，从而保证固定夹22能够稳定夹住树枝)所述第二夹爪222的下端通过第一钢丝绳226依次穿过转动棒24、伸缩杆21到达底部，通过带动第一钢丝绳226实现固定夹22闭合(在下方拉动第一钢丝绳226，固定夹22闭合，需要张开时，第一弹簧需要恢复原状，从而将固定夹22张开至恢复原状)；

所述切割夹23包括具有第一刀片231、第二刀片、第一片簧；第一刀片231的中下部和第二刀片的中下部交叉铰接，且第一刀片231的前部和第二刀片的前部水平穿出所述套筒224，第一刀片231的下部和第二刀片的下部通过第一片簧连接，当第一片簧无外力时，所述第一刀片231和第二刀片呈张开状态，所述第一刀片231底部和第二刀片的底部分别穿设有第二钢丝绳，两个第二钢丝绳汇合后与第三钢丝绳234连接，所述套筒224内设置有滚筒，所述第三钢丝绳234通过滚筒的引导，依次穿过所述套筒224、转动棒24、伸缩杆21，并从伸缩杆21下部的侧壁穿出，通过带动第三钢丝绳234实现切割夹23的闭合；

送料器，其位于切割夹23前部的正下方，所述送料器与所述存放箱1连通。

在上述技术方案中，将存放箱1推至需要采摘的果树下，并将伸缩杆21延长至目标树枝后，通过转动棒24和第二弹簧225调整至固定夹22将目标树枝卡合，再拉动第一钢丝绳226，使目标树枝固定(树枝生长拥有向上的趋势，水平的调整实质是能抓握住树枝与采摘杆等高点，由内到外才能进行整枝条的果树分离)，之后拉动第三钢丝绳234，使切割夹23闭合切割果实，果实落入送料器，最终进入存放箱1。

在另一种技术方案中，还包括：

滚珠轴承，其内圈略高于外圈，所述滚珠轴承的外圈内嵌于存放箱1的顶面；

底盘4，其底面与所述滚珠轴承的内圈固定；

一对耳板42，其垂直间隔设置于所述底盘4上；

第一摇柄43，其第一端垂直固定于所述伸缩杆21的下端；

其中，所述第一摇柄43的第一端通过销轴可转动的穿设于一对耳板42之间，所述第一摇柄43两侧的销轴上设置有锁紧螺母，通过锁紧螺母将第一摇柄43固定。

在上述技术方案中，实现对伸缩杆21水平和竖直平面的转动，从而实现对伸缩杆21立体空间的位置调整。

在另一种技术方案中，所述第一摇柄43的第二端具有开口，所述开口上固定有第二片簧44，所述第二片簧44与调档杆45的底部连接，所述开口内朝向第一摇柄43第一端的方向间隔设置有多个调档板46，所述调档杆45可调节的设置与任一调挡板相抵；

所述第一钢丝绳226穿过伸缩杆21后，继续穿过所述第一摇柄43第一端进入述第一摇柄43的第二端，并与所述调档杆45连接。

在上述技术方案中，通过调档杆45到达不同的调挡板上，调节第一钢丝绳226的长度，实现固定夹22的闭合，不再需要人力一直拉着，不仅实现了档位的调节，同时可以保持固定。

在另一种技术方案中，所述第一摇柄43的第一端的上部可转动的设置有第二摇柄47，所述第三钢丝绳234穿出所述伸缩杆21后与所述第二摇柄47固定。

在上述技术方案中，通过第二摇柄47转动带动第三钢丝绳234的张拉，从而实现切割夹23的切割。

在另一种技术方案中，所述送料器包括锥形接盘31、第一管体32和第二管体33；所述第一管体32的直径大于所述第二管体33的直径；

所述锥形接盘31的下部与第一管体32的上部连通，所述第一管体32上部为s形，其下部为直管，所述第二管体33的上部竖直连通设置于第一管体32上部，且锥形接盘31的开口正下方与所述第二管体33开口相对；

所述存放箱1内部中空，通过第一隔板105垂直于存放箱1内部的底面，将其分隔为左存储空间和右存储空间，所述存放箱1的顶部设置有第一孔和第二孔，所述第一孔与所述左存储空间连通，所述第二孔与所述右存储空间连通，所述第一管体32的底部与所述第一孔连通，所述第二管体33的底部与所述第二孔连通。

在上述技术方案中，以苹果为例，大苹果会通过第一管体32落入存放箱1的左存储空间，小苹果会通过第二管体33进入右存储空间，以实现在剪切苹果的同时对其大小进行分类。

在另一种技术方案中，所述存放箱1的第一侧面设置为可开关的，所述存放箱1的第二侧面与所述第一侧面相对；

第一缓冲板101，其向下倾斜设置于左存储空间的上部且其上表面与第一管体32下部的轴线垂直，所述第一缓冲板101靠近存放箱1第一侧面的一侧高于其靠近存放箱1第二侧面的另一侧；第二缓冲板102，其向下倾斜设置于左存储空间的中下部、所述第二缓冲板102靠近存放箱1第一侧面的一侧高于其靠近存放箱1第二侧面的另一侧；所述第一缓冲板101朝下的一端与第一隔板105具有一定距离(该距离大于大口径苹果的直径，大口径的苹果为大于9cm)，所述第二缓冲板102朝下的一端与存放箱1左壁面具有一定距离(该距离大于大口径苹果的直径)；

第三缓冲板103，其向下倾斜设置于右存储空间的上部且其上表面与第二管体33下部的轴线垂直，所述第三缓冲板103靠近存放箱1第一侧面的一侧高于其靠近存放箱1第二侧面的另一侧；第四缓冲板104，其向下倾斜设置于右存储空间的中下部，所述第四缓冲板104靠近存放箱1第一侧面的一侧高于其靠近存放箱1第二侧面的另一侧；所述第三缓冲板103朝下的一端与第一隔板105具有一定距离(该距离大于小口径苹果的直径，)，所述第四缓冲板104朝下的一端与存放箱1右壁面具有一定距离(该距离大于小口径苹果的直径，小口径的苹果为小于9cm)。

所述第一缓冲板101、第二缓冲板102、第三缓冲板103和第四缓冲板104的上表面都铺设有海绵，防止水果滚落时被碰伤。第一缓冲板101上表面与第一管体32下部的轴线垂直，能够最大限度的抵消苹果在坠落时的重力，减小苹果的损伤。

在另一种技术方案中，所述第一隔板105高度至少为存放箱1内部高度的1/3；

所述存放箱1内部长度方向的顶面两侧设置有滑轨106；

隔网，其底部与所述第一隔板105的顶部固定，其顶部可滑动的设置于滑轨106上。

在上述技术方案中，可以根据大苹果和小苹果的量，来调整存放箱1上部空间的大小，若大苹果多，就推动隔网朝向小苹果的方向运动。

在另一种技术方案中，所述第一夹爪221的上部和第二夹爪222的下部均开设有空槽，所述空槽上设置有可转动的滚轮107，且所述滚轮107的直径略小于所述空槽的宽度。

在上述技术方案中，一般一根树枝上会结有多个果实，通过固定夹22将目标树枝固定后，通过切割夹23将最邻近的苹果剪下，无需松开固定夹22，直接通过滚轮107滑动将固定夹22移动至下一个苹果所在处，通过切割夹23将苹果剪下。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。