一种半自动挂枝水果采摘收集装置的制作方法

本技术涉及农业采摘设备技术领域，具体涉及一种半自动挂枝水果采摘收集装置。

背景技术：

随着现代人们生活条件越来越好，水果由于其口感好，营养丰富，越来越受到人们的青睐，人们对水果的需求量也越来越大，但限于我国地形和当前生产力发展水平，果农大多仍用人工采摘，果品采摘成为水果产业链中最耗时，最费力的一个环节。水果采摘作业季节性强，劳动强度大，费用高，因此保证果实适时采收，降低收获作业费用是当前水果生产行业中亟待解决的问题之一。

目前，水果传统的采摘方式中，对于挂枝类水果人们通常采用双手配合剪刀采摘，依次放置篮内，或相对高些的果树以攀登树枝，存在一定的危险性，而且纯人工采摘费时费力，工作效率较为低下，所以需要更加高效快捷的采摘机械来满足大量的水果采收，以保证采摘下来的水果的高保鲜，低损伤。近些年水果采摘机械也在不断发展，但存在相对的局限性，采摘机械通常是常规型的剪刀型刀具，不易对准和切断果蒂。

技术实现要素：

本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种半自动挂枝水果采摘收集装置，本半自动挂枝水果采摘收集装置结构简单，通过采摘头剪切果实，解决了对果实拽拉采摘产生的损伤，与纯人工采用双手配合剪刀采摘方式相比，减轻了劳动强度，安全系数和工作效率也大大提高，自动化水平高。

为实现上述技术目的，本技术采取的技术方案为：

一种半自动挂枝水果采摘收集装置，包括收集装置和采摘装置；所述采摘装置包括采摘头、支撑杆和输送软管，所述输送软管的一端与采摘装置连通；

所述采摘头包括圆形包络框架、两个对半式咬合齿和咬合控制机构，两个对半式咬合齿的两端均铰接在圆形包络框架的中心线左右两侧且两个对半式咬合齿相对于圆形包络框架的中心线对称设置，所述圆形包络框架的外侧设有咬合控制机构，所述咬合控制机构包括旋转电机、齿轮组和两个拉簧，所述旋转电机与齿轮组连接，齿轮组通过连杆一分别与两个所述对半式咬合齿连接，所述旋转电机用于通过齿轮组和连杆一进而驱动两个对半式咬合齿绕圆形包络框架的中心线做相向咬合运动，一个拉簧的一端与一个对半式咬合齿连接，另一端与圆形包络框架连接，另一个拉簧的一端与另一个对半式咬合齿连接，另一端与圆形包络框架连接，所述输送软管的另一端与圆形包络框架的底部连接且输送软管的端部开口位于两个对半式咬合齿之间的正下方，所述圆形包络框架的底部与支撑杆一端连接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述对半式咬合齿为弧形，对半式咬合齿的顶部设有包络刀片，两个对半式咬合齿均位于圆形包络框架外侧，两个对半式咬合齿的一端同时与圆形包络框架的左侧面铰接，两个对半式咬合齿的另一端同时与圆形包络框架右侧面铰接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述圆形包络框架的右侧面外侧设有支撑板，所述旋转电机固定连接在支撑板上，所述齿轮组转动连接在支撑板上，所述齿轮组包括齿轮一和两个齿轮二，所述旋转电机的输出轴通过联轴器与齿轮一连接，所述齿轮一与一个齿轮二啮合且该齿轮二与另一个齿轮二啮合，两个所述齿轮二并排水平设置且分别通过两个连杆一与两个对半式咬合齿连接，两个所述连杆一相对于两个齿轮二之间的中心线对称设置。

作为本技术进一步改进的技术方案，两个对半式咬合齿的同一侧端部均设有咬合齿勾耳，圆形包络框架的支撑板的两侧均设有框架勾耳，一个拉簧的一端勾于一个对半式咬合齿的咬合齿勾耳上，另一端勾于支撑板一侧的框架勾耳上，另一个拉簧的一端勾于另一个对半式咬合齿的咬合齿勾耳上，另一端勾于支撑板另一侧的框架勾耳上。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述圆形包络框架的表面设有镂空。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述输送软管的一端设有多个软管挂钩，所述输送软管通过软管挂钩勾挂在圆形包络框架的底部镂空处。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述圆形包络框架的前后两侧均固定连接有竖直调节支架，所述竖直调节支架沿其长度方向设有多个连接孔，所述圆形包络框架的前后两侧面底部均铰接有连杆二的一端，所述连杆二的中部与竖直调节支架上的一个连接孔通过连杆三铰接，两个所述连杆二的另一端通过连接板与支撑杆的一端固定连接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述支撑杆为伸缩杆，所述支撑杆上安装有电源开关，所述收集装置内设有电源，所述电源通过电源开关和电源线与旋转电机电连接。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述收集装置包括行走小车和安装在行走小车上的收集框，所述行走小车上安装有电源，所述输送软管的一端固定连通于收集框内。

作为本技术进一步改进的技术方案，所述收集装置包括用于人工背负的背筐，所述背筐内放置有电源，所述输送软管的一端固定连通于背筐内。

本技术的有益效果为：

（1）本技术通过采摘头剪切果实，解决了对果实拽拉采摘产生的损伤，采摘的果实高保鲜、低损伤；另外，采摘头结构简单，相较于传统人工采摘，采摘省时省力，工作效率也大大提高，同时减轻了劳动强度，使用安全可靠，采用电动控制，自动化水平高。

（2）本技术的旋转电机通过齿轮组驱动两个连杆一相向转动，两个连杆一分别带动两个对半式咬合齿以包络框架为底面，绕圆形包络框架的中心线做类牙齿式的咬合运动，进而实现对果柄的剪切；包络刀片覆盖整条齿边，只需将水果塞入圆形包络框架内，无需准确定位，对半式咬合齿就能又快又准的剪切下果实。

（3）本技术的半自动挂枝水果采摘收集装置，使剪切下的果实可通过输送软管将果实传送到收集框或背筐内，无需人工依次将果实手动放入篮内，且无需在连续采摘的情况下使收集框负重于人的手臂，加重举杆的强度；另外，通过行走小车上的收集框装载果实，无需人工搬运，节省劳动强度，操作方便，大大减轻了工作人员的劳动强度，提高了采摘效率。

附图说明

图1为实施例一的整体结构示意图。

图2为图1中a的局部放大图。

图3为实施例一采摘头的结构示意图。

图4为实施例一采摘头隐藏一个对半式咬合齿和拉簧的结构示意图。

图5为实施例一采摘头的俯视图。

图6为实施例一支撑杆的内部结构示意图。

图7为实施例一的支撑杆隐藏内杆的结构示意图。

图8为实施例一的收集装置的结构示意图。

图9为实施例二的整体结构示意图。

具体实施方式

下面根据图1至图9对本技术的具体实施方式作出进一步说明：

一种半自动挂枝水果采摘收集装置，包括收集装置和采摘装置；参见图1，所述采摘装置包括采摘头1、支撑杆2和输送软管3；所述收集装置包括行走小车和安装在行走小车上的收集框6，所述行走小车上安装有电源，所述输送软管3的一端固定连通于收集框6内。

参见图2至图5，所述采摘头1包括圆形包络框架1-3、两个对半式咬合齿1-1和咬合控制机构，两个对半式咬合齿1-1的两端均铰接在圆形包络框架1-3的中心线左右两侧且两个对半式咬合齿1-1相对于圆形包络框架1-3的中心线对称设置，所述圆形包络框架1-3的外侧设有咬合控制机构，所述咬合控制机构包括旋转电机1-5、齿轮组和两个拉簧1-4，所述旋转电机1-5与齿轮组连接，齿轮组通过连杆一1-8分别与两个所述对半式咬合齿1-1连接，所述旋转电机1-5用于通过齿轮组和连杆一1-8进而驱动两个对半式咬合齿1-1绕圆形包络框架1-3的中心线做相向咬合运动，一个拉簧1-4的一端与一个对半式咬合齿1-1连接，另一端与圆形包络框架1-3连接，另一个拉簧1-4的一端与另一个对半式咬合齿1-1连接，另一端与圆形包络框架1-3连接，所述输送软管3的另一端与圆形包络框架1-3的底部连接且输送软管3的端部开口位于两个对半式咬合齿1-1之间的正下方，所述圆形包络框架1-3的底部与支撑杆2一端连接。

参见图2，所述对半式咬合齿1-1为弧形，对半式咬合齿1-1的顶部设有包络刀片1-2，两个对半式咬合齿1-1均位于圆形包络框架1-3外侧，两个对半式咬合齿1-1的一端同时与圆形包络框架1-3的左侧面通过销一1-14（如图4）铰接，两个对半式咬合齿1-1的另一端同时与圆形包络框架1-3右侧面通过销一1-14（如图4）铰接。

参见图2至图3，所述圆形包络框架1-3的右侧面外侧设有支撑板1-9，所述旋转电机1-5固定连接在支撑板1-9上，所述齿轮组转动连接在支撑板1-9上，所述齿轮组包括齿轮一1-6（小齿轮）和两个齿轮二1-7（大齿轮），所述旋转电机1-5的输出轴通过联轴器1-10与齿轮一1-6连接，所述齿轮一1-6与一个齿轮二1-7啮合且该齿轮二1-7与另一个齿轮二1-7啮合，两个所述齿轮二1-7并排水平设置且分别通过两个连杆一1-8与两个对半式咬合齿1-1连接，两个连杆一1-8相对于两个齿轮二1-7之间的中心线对称设置。本实施例的旋转电机1-5工作后，通过齿轮组驱动两个连杆一1-8相向转动，两个连杆一1-8分别带动两个对半式咬合齿1-1以包络框架为底面，绕圆形包络框架1-3的中心线做类牙齿式的咬合运动，进行果柄的剪切。两个对半式咬合齿1-1的同一侧端部均设有咬合齿勾耳1-11，圆形包络框架1-3的支撑板1-9的两侧均设有框架勾耳1-12，一个拉簧1-4的一端勾于一个对半式咬合齿1-1的咬合齿勾耳1-11上，另一端勾于支撑板1-9一侧的框架勾耳1-12上，另一个拉簧1-4的一端勾于另一个对半式咬合齿1-1的咬合齿勾耳1-11上，另一端勾于支撑板1-9另一侧的框架勾耳1-12上。

参见图4，所述圆形包络框架1-3的表面设有镂空1-13。表面做镂空处理可减轻重量。

参见图2，所述输送软管3的一端部均匀分布有多个软管挂钩3-1，所述输送软管3通过软管挂钩3-1勾挂在圆形包络框架1-3的底部镂空1-13处。

参见图2，所述圆形包络框架1-3的前后两侧均固定连接有竖直调节支架11，所述竖直调节支架11沿其长度方向设有多个连接孔，所述圆形包络框架1-3的前后两侧面底部均通过销二17铰接有连杆二13的一端（该铰接方式为紧密旋转方式，即需要人工用力才能实现两者的旋转），所述连杆二13的中部与竖直调节支架11上的一个连接孔通过连杆三12铰接，两个所述连杆二13的另一端通过连接板14与支撑杆2一端固定连接。

所述支撑杆2为伸缩杆，参见图6和图7，所述的伸缩杆包括外杆2-1和内杆2-2，外杆2-1上端安装固定螺纹件2-3，内杆2-2嵌套于外杆2-1和固定螺纹件2-3内侧，固定螺纹件2-3上螺纹连接有旋转锁扣2-4。旋紧旋转锁扣2-4后，固定螺纹件2-3抱紧内部的内杆2-2，实现内杆2-2与外杆2-1的锁紧，内杆2-2无法在外杆2-1内滑动。松开旋转锁扣2-4后，固定螺纹件2-3松开内部的内杆2-2，内杆2-2可在外杆2-1内滑动，实现伸缩杆的长度调节。

参见图1，所述支撑杆2上安装有电源开关4，所述收集装置内设有电源，所述电源通过电源开关4和电源线5与旋转电机1-5电连接。电源开关4为启停按钮，用于控制旋转电机1-5的启动停止，进而控制两个对半式咬合齿1-1的咬合。本实施例的电源为锂电池。

参见图8，本实施例的行走小车结构采用现有技术，可以包括两个智能小车电机7、两个后轮8、两个减速器15、万向轮9、小车控制模块10、锂电池16，锂电池16可为智能小车电机7和小车控制模块10提供电能，智能小车电机7用于在小车控制模块10的控制指令下通过减速器15驱动后轮8运动，从而驱动行走小车的运动。当然，本实施例的行走小车的结构不限于上面所述的结构。

本实施例在工作时，首先启动智能行走小车，根据人的采摘速度预设定行走小车的行驶速度，并调节至工作人员行走的一般速度，始终保持在工作人员附近。工作人员手持支撑杆2，初始状态下支撑杆2的内杆2-2收纳于外杆2-1内，旋转松开固定螺纹件2-3上的旋转锁扣2-4，将内杆2-2向外调整至与采摘果实之间合适的位置，再次锁紧旋转锁扣2-4。末端采摘头1的对半式咬合齿1-1呈开放状态，对半式咬合齿1-1处于最低点，其底部与圆形包络框架1-3平行，工作人员适当举起支撑杆2将欲采摘的目标果实送入圆形包络框架1-3内，按下支撑杆2的外杆2-1侧边的电源开关4，旋转电机1-5顺时针旋转动作，带动联轴器1-10另一轴端固定的齿轮组的齿轮一1-6顺时针旋转，齿轮一1-6带动齿轮二1-7逆时针旋转，两个齿轮二1-7反向旋转，两个齿轮二1-7上均安装有连杆一1-8，在两个齿轮二1-7的圆周运动下，带动连杆一1-8做圆弧摆动，安装在连杆一1-8另一端的两个对半式咬合齿1-1在齿轮组的旋转下相向运动，对半式咬合齿1-1自带包络刀片1-2，最终在旋转电机1-5的带动下相互咬合，将果实的果柄切断，果实顺输送软管3滑落到行走小车的收集框6内，工作人员再次按下旋转电机1-5的电源开关4，旋转电机1-5停止工作，勾于框架勾耳1-12与咬合齿勾耳1-11的拉簧1-4的恢复力带动对半式咬合齿1-1复位，继而采摘下一个果实。

实施例二：一种半自动挂枝水果采摘收集装置，包括收集装置和采摘装置；参见图9，所述采摘装置包括采摘头1、支撑杆2和输送软管3；所述收集装置包括用于人工背负的背筐18（或背包），所述背筐18内放置有电源，本实施例的电源为锂电池，所述输送软管3的一端固定连通于背筐18内。本实施例的采摘装置与实施例一的采摘装置结构相同，在这里不多叙述。

本实施例在工作时，工作人员穿戴上背筐18，背筐18内放置电源，用于需要用电部件的供电使用，输送软管3末端通入背筐18内，剪切下的果实顺势滑入背筐18内，以减轻工作人员举杆的负重，从而减轻工作强度。

本半自动挂枝水果采摘收集装置可以手动调节伸缩杆伸缩0-2m，通过手持外杆2-1，松开旋转锁扣2-4，拉出内杆2-2需要的长度，再次拧紧旋转锁扣2-4。调节好支撑杆2长度后将支撑杆2末端的采摘头1伸至包裹水果，再通过操作外杆2-1上的电源开关4，即启停按钮，启动采摘头1，剪切下果实，果实顺输送软管3收集至框内。解决了对果实拽拉采摘产生的损伤，减轻了劳动强度，安全系数和工作效率也大大提高。

本技术的保护范围包括但不限于以上实施方式，本技术的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本技术的保护范围。