专利名称：触发式自动果实采摘器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于果实采摘技术领域，涉及一种触发式自动果实采摘器。
背景技术：
果实的采摘是工作量艰巨且具有一定高空危险性的工作，如何高效率、低强度、高质量的采摘果实，是国内外相关行业共同关注的问题。目前所用的采摘设备大致包括三种技术构思1)切断式，采用刃具在施加外力作用下切断果柄、收集果实来实现果实采摘；2)夹持式，模拟人手原理，采用爪式结构在施加外力作用下夹持果实，拉断果柄实现果实采摘；3)网兜式，将果实套入网袋，利用网口刚性，通过外力拉扯扭断果柄实现果实采摘。上述三种方式各自存在的不足是切断式对于高空果实、短果柄类果实和空间密 集的果实的实际操作难度大、采摘效率低、工作量大；夹持式在采摘过程中需要持续的作用力，工作量大、采摘效率不高、受传递作用力的拉线的限制，采摘高度调节范围有限，同时不易控制的作用力也会导致果实受伤；网兜式需要较大的工作空间，采摘过程会伤及周边果实和果枝，同时也不利于高空果实和密集分布果实的采摘，采摘果实的可靠性和成功率不高、适应性差。
发明内容本实用新型的目的是提供一种触发式自动果实采摘器，解决了现有技术采摘果实的可靠性和成功率不高、适应性差的问题。本实用新型的技术方案是，一种触发式自动果实采摘器，包括支撑杆和触发式夹持器两个功能单元。本实用新型2的触发式自动果实夹持器，其特征还在于，所述的支撑杆的结构是，多节滑杆依次通过各个锁紧套连接，最后一节滑杆尾端安装有尾座，滑杆通过锁紧器B与支持架的下端连接。所述的触发式夹持器的结构是，包括支持架，在支持架的上端固定设置有张开的三个支爪，即一个立支爪和两个静夹持臂，立支爪的外侧设置有平支臂，在平支臂的端头设置有多个拉簧调节孔，在立支爪端头通过转动铰链铰接有转动臂，转动臂的两边分别是复位臂和触发臂，转动臂的复位臂一边设置有多个角度-尺寸调节孔，在其中的一个角度-尺寸调节孔上固定有一个动夹持头，转动臂的触发臂一边设置有滑动轨架，滑动轨架上套装有滑动环，滑动环与其中一个拉簧调节孔之间连接有拉簧。本实用新型的有益效果是，从原理上基于果实的自身重力实现触发式自动自锁开合，适合果实不同空间密度、不同采摘高度、不同采摘角度、不同采摘尺寸和采摘夹持力，实现了高效率采摘、强采摘环境适应性、低劳动强度，与现有技术不同之处在于I)采用拉簧自锁结构，实现采摘过程中果实自动夹持，无须人工施加作用力，拉簧的夹持力自适应调节，不易损伤果面，劳动强度低；2)利用果实的自身重力，在脱出过程中自动复位(打开)动夹持头，进行下一个循环的采摘过程，不需人工复位，工作效率高；3)利用滑动轨架结构配合拉簧结构，当果实在触发臂一端触发，夹持头闭合，当果实在动夹持头一端触发，夹持头复位(打开)，实现了机械触发自动开合，动作可靠；4)设计了复位臂结构，即使因为意外动作使夹持器不能保持复位(张开)状态时，也可以方便恢复夹持装置复位至张开状态，保证采摘过程的连贯和连续进行；5)能够自由调节高度、角度、适应不同尺寸和夹持力的采摘过程。
图I是本实用新型触发式自动果实采摘器(实施例I)的结构示意图；图2是本实用新型标准型触发式自动夹持器(实施例I)中的触发-夹持状态示意图；图3是本实用新型触发式自动夹持器(实施例2)的简易型结构及其触发-夹持状态示意图。图中，I.支持架，2.拉簧调节孔，3.拉簧，4.滑动环，5.转动铰链，6.锁紧器A，
7.角度-尺寸调节孔，8.复位臂，9.动夹持头，10.导向支架，11.滑动轨架，12.触发臂，
13.静夹持臂，14.锁紧器B，15.滑杆，16.锁紧套，17.尾座，18.立支爪，19.平支臂；20.支持架b，21.拉簧连接端，22.静夹持臂b，23.连接固定套。
具体实施方式
参照图I、图2，本实用新型触发式自动果实采摘器的结构是，包括支撑杆和触发式夹持器两个功能单元。如图I，触发式夹持器(实施例I)的结构是，包括支持架1，支持架I的上端固定设置有张开的三个支爪，即一个立支爪18和两个静夹持臂13，立支爪18的外侧设置有平支臂19，在平支臂19的端头设置有多个拉簧调节孔2，在立支爪18端头通过转动铰链5铰接有转动臂，转动臂的两边分别是复位臂8和触发臂12，转动臂的上段(复位臂8—边)设置有多个角度-尺寸调节孔7，在其中的一个角度-尺寸调节孔7上通过锁紧器A6固定有一个“Y”形状的动夹持头9，动夹持头9通过角度-尺寸调节孔7和转动臂固定，并通过铰链联结约束进行支持架I平面内转动，转动臂的下段(触发臂12—边)设置有滑动轨架11，滑动轨架11上套装有滑动环4，滑动环4与其中一个拉簧调节孔2之间连接有拉簧3。立支爪18端头(或转动铰链5)与两个静夹持臂13之间分别设置有一个导向支架10。如图I，支撑杆的结构是，多节滑杆15依次通过各个锁紧套16连接，实现整体尺寸的加长，最后一节滑杆15尾端安装有尾座17，滑杆15通过锁紧器B14与支持架I的下端连接。本实用新型的结构原理是I)采用滑杆15和锁紧套16组合，实现了采摘器支持架I的工作长度自由调节，以灵活适应不同果实采摘高度需要。其中滑杆15采用市面通用薄壁钢管，锁紧套16采用市面通用的伸缩管接头。2)支持架I及静夹持臂13主要实现果实的夹持和对转动臂中的复位臂8及触发臂12的支撑，支持架I和滑杆15的联结采用铰链结构和锁紧器14组合，实现采摘过程的角度调节并同时锁紧，该组合结构采用蝶形螺母和螺杆组合来完成，还可以在其配合面预制沟槽咬合来进一步改善锁紧效果。3)触发复位部分包括转动臂(复位臂8、触发臂12)、滑动轨架U、滑动环4、角度-尺寸调节孔7等部件，主要实现动夹持头9的复位张开和闭合夹紧的转动动作。转动臂和支持架I采用柱销或螺栓铰链联结，可在平面内转动。滑动环4和滑动轨架11均采用金属线材弯制或金属板材冲压件，其中滑动轨架11采用预植方式固定到触发臂12—边；转动臂和果实接触面一侧附着粘结一层软质 弹性橡胶垫，以增加接触面积、避免损伤果面。4)动夹持头9采用“V”型或“Y”型形状，动夹持头9和果实接触面一侧均附着粘结一层软质弹性橡胶垫，增加夹持力作用面积和着力点，防止对果面的损伤同时使果实的夹持动作可靠稳定。动夹持头9和转动臂在不同角度-尺寸调节孔7处的联结采用铰链和锁紧器A6的组合结构，如采用蝶形螺母和螺杆组合来完成，或在转动臂和动夹持头9配合面预制粗糙面来进一步改善锁紧效果。5)导向支架10主要实现果实脱出夹持器的运动轨迹约束，使果实受导引脱出，同时复位动夹持头9处于打开位置。导向支架10采用金属线材弯制，外面裹覆软质弹性橡胶，其一端采用粘结或螺钉紧固到支持架的静夹持臂13上，另一端固定到支持架I和转动臂的铰链轴上。6)拉簧3主要实现转动臂的夹紧和张开动作，其一端固定在滑动环4处和滑动轨架11动联结，另一端铰链到拉簧调节孔2中，选择不同的拉簧调节孔2位置可以实现拉簧3的自锁夹紧力的调整。如图2所示，本实用新型装置在摘取果实过程中I)首先保持触发式自动夹持器的动夹持头9处于虚线所示的复位(张开)状态，使用者持杆对准果实，使果实进入动夹持头9和两个静夹持臂13之间的空间内，随着果实触及触发臂12，在果实自身重力作用下，触发臂12转动，同时，在弹性势能作用下，拉簧3通过滑动环4沿滑动轨架11滑动到触发臂12端头一侧并实现拉簧3自锁，动夹持头9和静夹持臂13自动夹持果实，最后对夹紧果实的适当移动使果柄从果枝上脱落，实现采摘。2)操作者随后可以倾斜滑杆，使果实夹持头接触地面，使动夹持头9处于果实的下方，抬起夹持头，利用果实自身重力，在导向支架10约束下，果实从动夹持头9处脱出，通过复位臂8转动张开转动臂，在果实脱离夹持器的同时，滑动环4运动到滑动轨架11的靠近复位臂8 一侧并自锁，完成复位，可以进行下一个循环的采摘过程。3)当意外动作使夹持器不能保持复位(张开)状态时，可利用高处(远处)的障碍物(枝、杈等)触碰复位臂8使其转动，恢复夹持装置复位至张开状态，能够保证采摘过程的连贯、连续进行。如图3所示，本实用新型实施例2是一种简易型的结构，包括在连接固定套23上端固定有两个静夹持臂b22和一个支持架b20，支持架b20上包括有竖杆和横杆，竖杆端头通过转动铰链5与转动臂铰接,转动臂上段固定有动夹持头9和反方向的复位臂8,转动臂下段固定有触发臂12，触发臂12上固定有滑动轨架11,滑动轨架11上套装有滑动环4，滑动环4通过弹簧3与横杆的拉簧连接端21 (外端头)连接；转动铰链5与两个静夹持臂b22之间分别设置有一个导向支架10。支持架b23、动夹持头9、触发臂12、复位臂8均采用粘结一层软质弹性橡胶垫或软质弹性橡胶管包裹，如图3中包裹虚影线所示；滑动轨架11和触发臂12、导向支架10和静夹持臂b22、静夹持臂b22和支持架b20以及连接固定套23、转动铰链5和支持架b20、复位臂8和动夹持头9以及触发臂12等部件联结可以采用焊接固定，如图中实心圆点“ ”所示；连接固定套23和滑杆15的连接采用螺栓或销钉联接。本实用新型能够避免现有的切断式、网兜式、夹持式等果实采摘装置的不足，采摘过程无须施加采摘作用力，从原理上基于果实的自身重力实现触发式自动自锁开合，适合果实不同空间密度、不同采摘高度、不同采摘角度、不同采摘尺寸和和采摘夹持力的高效率米摘。
权利要求1.一种触发式自动果实采摘器，其特征在于，包括支撑杆和触发式夹持器两个功能单
2.根据权利要求I所述的触发式自动果实采摘器，其特征在于，所述的支撑杆的结构是，多节滑杆(15)依次通过各个锁紧套(16)连接，最后一节滑杆(15)尾端安装有尾座(17)，滑杆(15)通过锁紧器B(14)与支持架(I)的下端连接。
3.根据权利要求I所述的触发式自动果实采摘器，其特征在于，所述的触发式夹持器的结构是，包括支持架(1)，在支持架(I)的上端固定设置有张开的三个支爪，即一个立支爪(18)和两个静夹持臂(13)，立支爪(18)的外侧设置有平支臂(19)，在平支臂(19)的端头设置有多个拉簧调节孔(2)，在立支爪(18)端头通过转动铰链(5)铰接有转动臂，转动臂的两边分别是复位臂(8)和触发臂(12)，转动臂的复位臂(8)—边设置有多个角度-尺寸调节孔(7)，在其中的一个角度-尺寸调节孔(7)上固定有一个动夹持头(9)，转动臂的触发臂(12)—边设置有滑动轨架(11)，滑动轨架(11)上套装有滑动环(4)，滑动环(4)与其中一个拉簧调节孔(2 )之间连接有拉簧(3 )。
4.根据权利要求3所述的触发式自动果实采摘器，其特征在于，所述的动夹持头(9)采用“V”型或“Y”型形状。
5.根据权利要求3或4所述的触发式自动果实采摘器，其特征在于，所述的动夹持头(9)、触发臂(12)、复位臂(8)均采用粘结一层软质弹性橡胶垫或软质弹性橡胶管包裹。
6.根据权利要求3或4所述的触发式自动果实采摘器，其特征在于，所述的立支爪(18)端头或转动铰链(5)与两个静夹持臂(13)之间分别设置有一个导向支架(10)。
7.根据权利要求I所述的触发式自动果实采摘器，其特征在于，所述的触发式夹持器的结构包括，在连接固定套(23)上端固定有两个静夹持臂b (22)和一个支持架b (20)，支持架b (20)上包括有竖杆和横杆,竖杆端头通过转动铰链(5)与转动臂铰接,转动臂上段固定有动夹持头(9)和反方向的复位臂(8)，转动臂下段固定有触发臂(12)，触发臂(12)上固定有滑动轨架(11)，滑动轨架(11)上套装有滑动环(4)，滑动环(4)通过弹簧(3)与横杆的拉簧连接端(21)连接。
8.根据权利要求7所述的触发式自动果实采摘器，其特征在于，所述的转动铰链(5)与两个静夹持臂b (22)之间分别设置有一个导向支架(10)。
专利摘要本实用新型公开了一种触发式自动果实采摘器，包括支撑杆和触发式夹持器单元，支撑杆中的滑杆通过锁紧器B与支持架的下端连接，所述的触发式夹持器的结构是，包括在支持架的上端固定有立支爪和两个静夹持臂，立支爪的外侧平支臂上设置有多个拉簧调节孔，在立支爪端头通过转动铰链铰接有转动臂，转动臂的复位臂一边的角度-尺寸调节孔上固定有动夹持头，转动臂的触发臂一边设置有滑动轨架，滑动轨架通过滑动环与其中一个拉簧调节孔之间连接有拉簧。本实用新型装置，通过调节机构，能够适合不同尺寸大小、不同夹持力需要、不同高度和角度的果实采摘；结构精巧、易于维护，自动触发，工作可靠、采摘高效。
文档编号A01D46/30GK202396181SQ2011204082
公开日2012年8月29日 申请日期2011年10月24日 优先权日2011年10月24日
发明者张卫华, 张英华, 赵彦珍 申请人:西安理工大学