一种苹果采摘自动分级装置及其应用的制作方法

本发明涉及一种苹果采摘自动分级装置及其应用，属于农林机械设备技术领域。

背景技术：

苹果是普遍受人们喜爱的水果之一，苹果是种低热量食物，每100克只产生60千卡热量；苹果中营养成份可溶性大，易被人体吸收，故有“活水”之称，有利于溶解硫元素，使皮肤润滑柔嫩。苹果中还有铜、碘、锰、锌、钾等元素，人体如缺乏这些元素，皮肤就会干燥、易裂、奇痒。由于苹果相对易存储且营养丰富，苹果也就成了人们日常生活中经常食用且必不可少的水果。

近年来，苹果种植原来越广泛，苹果的产量也逐年增加，现有技术中大面积种植和培养的苹果高度大约为3-5米，这种高度采摘者很难将苹果树中上部位置的苹果采摘下来，强行摘取又极易造成苹果树折枝现象，损坏苹果树，为解决这些问题，人们多借助较长手柄的剪刀进行采摘，但是采用长剪刀采摘苹果，苹果跌落下来很容易造成苹果损坏，且采用长剪刀采摘苹果无法对苹果进行有效分级(个头大小不一的苹果混合在一起)，后续需要人工再次分级装箱。所以，传统的采摘方式(单纯人手采摘或借助长剪刀采摘)存在采摘效率低下、果实损坏、无法有效分级等问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种苹果采摘自动分级装置，利用该采摘分级装置能够高效采摘苹果，且能够保证采摘过程苹果完好无损，还能对采摘后的苹果进行自动分级，简化了整个苹果采摘、分级、装箱作业流程，极大地提高了工作效率。

本发明还提供上述一种苹果采摘自动分级装置的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种苹果采摘自动分级装置，包括：

移动车，包括车体及设置在车体上的车轮；

采摘装置，设置在移动车上方，用于摘下果实；

分级装置，设置在车体顶部并位于采摘装置下方，用于对摘下的果实进行大小分级；

存放箱，设置在车体内，用于盛放分级后的果实；

套筒，一端连接在采摘装置上，另一端连接在分级装置上，使采摘后的果实经过套筒无损进入分级装置。

优选的，所述车体主要由前板、后板和底板连接而成，多个存放箱并排放置在车体内。此设计的好处在于，车体的顶部及左右两侧无围板，顶部开口便于分级后的果实进入存放箱内，两侧开口便于将存放箱从车体内搬入搬出。

优选的，所述分级装置包括一滑板，滑板倾斜设置在车体顶部，滑板上开有一坡形凹槽，在坡形凹槽的底部开设一梯形开口。此设计的好处在于，采摘后的果实进入坡形凹槽内并顺势下滑，果实从梯形开口的不同位置(果实下滑到某一位置处梯形开口的大小正好容纳果实外径通过)处下落至存放箱内，完成不同大小果实的分级。

优选的，所述滑板与车体顶部的水平夹角为10-45°。

进一步优选的，所述滑板与车体顶部的水平夹角为30°。

优选的，所述前板的顶端两侧设置有立杆，滑板上设置有两个长条形孔以及与两个长条形孔相通的通孔，滑板的一端与后板顶端铰接，另一端通过两个长条形孔贯穿立杆相连接并通过两侧螺钉穿过通孔固定。

优选的，所述采摘装置包括长杆，长杆的顶端设置有抓手，长杆的底端设置有使抓手开合伸缩的开关把手，长杆与套筒顶端相铰接。此设计的好处在于，利用抓手抓取果实，将果实取下后通过开关把手使抓手松开果实了，果实落入套筒后再进入滑板上。

优选的，所述套筒的顶端设有一钢圈，钢圈一侧通过销轴与长杆铰接。

优选的，所述坡形凹槽的侧壁上设置有螺纹孔，所述套筒的底端通过螺栓与螺纹孔连接。此设计的好处在于，被摘下的果实进入套筒后一直下落，直到从套筒底端落到滑板的坡形凹槽内。

优选的，所述底板上设置有滑座和滑台，滑座内设置有弹簧，弹簧的顶部与滑台底端连接，滑台借助弹簧可在滑座内实现移动，所述存放箱放置在滑台上。

优选的，所述车体顶端设置有弹性板，所述弹性板与存放箱一一对应，弹性板的末端位于存放箱内。此设计的优势在于，从梯形开口跌落下的果实接触到弹性板，可减缓其下落的速度，避免果实受损，使其缓慢进入存放箱内。

优选的，所述滑板的两侧设置有滑槽，滑槽内设置有螺杆，螺杆可在滑槽内移动并可固定，螺杆连接多个布袋，布袋与存放箱一一对应，布袋的底端设有开口。此设计的好处，为避免从梯形开口下落的果实落到车体以外，在滑板与存放箱之间增设布袋，可有效防止果实落到车体外面，同时布袋也能减缓果实下落的速度。

一种苹果采摘自动分级装置的工作方法，包括以下步骤：

(1)工人手推移动车，当移动车行进至果树下，工人手持开关把手使抓手对准果实，然后用力握紧开关把手将果实拧下来，然后松开开关把手使果实进入套筒；

(2)进入套筒后的果实持续下落，直到果实从套筒底部进入滑板的坡形凹槽内；

(3)果实从坡形凹槽内顶端向底端滑去，当果实遇到梯形开口大于果实直径的位置，果实从梯形开口下落进入布袋；

(4)果实从布袋经弹性板阻挡减速后，从布袋底端的开口进入存放箱内；

(5)重复步骤(1)-(4)，果实逐个进入存放箱内，同时存放箱在果实的压重下使滑台下降；

(6)当某一存放箱的果实装满后，存放箱压重滑台下降到最低位置，此时弹性板底端位于存放箱上沿，将装满果实的存放箱取出，换上空的存放箱继续作业。

本发明的有益效果在于：

本发明苹果采摘自动分级装置构思巧妙，结构设计合理，使用方便，既能够提高采摘的效率(相比传统手工采摘或剪刀采摘)，又能够进行实时分级，省略了后续对苹果果实进行再次分级的作业工序，同时在对果实进行分级的过程中可以进行就地装箱。该采摘分级车可广泛应用在果园、山地等多种栽种环境下，使用不受限制，作用明显、效果显著，值得推广应用。

附图说明

图1为苹果采摘自动分级装置的主视图；

图2为本发明中滑板的立体图；

图3为本发明中车体部分的主视图；

图4为本发明中车体部分的左视图；

其中：1、推把手；2、开关把手；3、长杆；4、销轴；5、抓手；6、钢圈；7、套筒；8、螺钉；9、立杆；10、布袋；11、弹性板；12、存放箱；13、车轮；14、弹簧；15、车体；16、滑板；17、梯形开口；18、凹槽；19、螺纹孔；20、长条形孔；21、通孔；22、螺杆；23、滑槽；24、滑动横杆；25、滑台；26、滑座。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1至图4所示，本实施例提供一种苹果采摘自动分级装置，包括：

移动车，包括车体15及安装在车体底部的车轮13，车轮13上设置有制动脚踏板(图中未示出)；

采摘装置，设置在移动车上方，用于摘下果实；

分级装置，设置在车体顶部并位于采摘装置下方，用于对摘下的果实进行大小分级；

存放箱，设置在车体内，用于盛放分级后的果实；

套筒7，一端连接在采摘装置上，另一端连接在分级装置上，使采摘后的果实经过套筒7无损进入分级装置。

具体地，车体15为一矩形框架结构，主要由前板、后板和底板连接而成，无顶板和左右侧板，车体15一端设有推把手1，多个存放箱并排放置在底板上。车体15的顶部及左右两侧无围板，顶部开口便于分级后的果实进入存放箱12内，两侧开口便于将存放箱12从车体15内搬入搬出。本实施例中有四个存放箱15并排放置在车体15内。

分级装置包括一滑板16，滑板16有一定厚度，滑板16倾斜设置在车体15顶部，滑板16与车体15顶部的水平夹角为10°，滑板16上开有一坡形凹槽18，在坡形凹槽18的底部开设一梯形开口17。采摘后的果实进入坡形凹槽内并顺势下滑，果实从梯形开口17的不同位置(果实下滑到某一位置处梯形开口的大小正好容纳果实外径通过)处下落至存放箱12内，完成不同大小果实的分级。

前板的顶端两侧设置有立杆9，滑板16上设置有两个长条形孔20以及与两个长条形孔相通的通孔21，滑板16的一端与后板顶端通过合页铰接，另一端通过两个长条形孔20贯穿立杆9相连接并通过两侧螺钉穿过通孔21固定。利用长条形孔和两侧螺钉可实现滑板倾斜角度的调整，调整到某一角度后利用螺钉可将滑板固定住，防止意外上下滑动。

采摘装置包括长杆3，长杆3的顶端设置有抓手5，长杆3的底端设置有使抓手开合伸缩的开关把手2，开关把手2通过铰链机构(图中未示出)实现抓手5的开合和伸缩，长杆3与套筒7顶端相铰接。通过开关把手，利用抓手抓取果实的同时抓手实现后缩，将果实取下后通过开关把手使抓手松开果实了，果实落入套筒后进入滑板上。

套筒7为橡胶材质套筒，套筒7的顶端设有一钢圈6，钢圈6连接一支杆，支杆末端通过销轴4与长杆3铰接，套筒7的底端胶粘在坡形凹槽的上部。采摘装置可借助销轴4实现旋转，当抓手摘下苹果后，通过销轴点旋转，使抓手5移动到钢圈6上沿再松开抓手，保证苹果正常进入到套筒内，避免落到套筒外。

本实施例中，底板上设置有滑座26和滑台25，滑座26内设置有弹簧14，弹簧14的顶部与滑台25底端连接，弹簧14的数量有多个且均匀分布在滑台的底端，滑台25借助弹簧14可在滑座26内实现实现移动，存放箱12放置在滑台上。其中，滑座26也是左右两侧开口，滑台25通过滑座26前后两侧的导向柱实现升降，且滑台25与导向柱之间安装有滑轮便于滑台升降时减小与导向柱的摩擦力。

滑板16的两侧设置有滑槽23，滑槽23内设置有螺杆22，螺杆22可在滑槽23内移动并可固定，螺杆22连接多个布袋10，本实施例中选用四个布袋，四个布袋10与存放箱12一一对应，即一个存放箱12上方设置一个布袋10，布袋10的底端设有开口并放置在存放箱12内。为避免从梯形开口下落的果实落到车体以外，在滑板与存放箱之间增设布袋，可有效防止果实落到车体外面，同时布袋也能减缓果实下落的速度。

实施例2：

一种苹果采摘自动分级装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：坡形凹槽18的侧壁上设置有螺纹孔19，套筒7的底端通过螺栓与螺纹孔19连接。被摘下的果实进入套筒7后一直下落，直到从套筒7底端落到滑板16的坡形凹槽18内，同时套筒7可拆卸，便于维修更换。

本实施例中，滑板16与车体顶部的水平夹角为45°。

实施例3：

一种苹果采摘自动分级装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：车体顶端(的横梁)连接有弹性板11，弹性板11与存放箱12一一对应，弹性板11的末端位于存放箱内，弹性板有一定的弯曲倾斜度。从梯形开口17跌落下的果实接触到弹性板11，可减缓其下落的速度，避免果实受损，使其缓慢进入存放箱内。

本实施例中，滑板16与车体15顶部的水平夹角为30°。

实施例4：

一种苹果采摘自动分级装置的工作方法，具体操作过程包括以下步骤：

(1)工人手握推把手1推动移动车，当移动车行进至果树下，工人手持开关把手2使抓手5对准果实，然后用力握紧开关把手2将果实拧下来，在握紧开关把手2的同时长杆3内的铰链机构起作用使抓手5合紧缩回，然后通过销轴4旋转使抓手5接近钢圈6并松开开关把手2使果实进入套筒7；

(2)进入套筒7后的果实持续下落，直到果实从套筒底部进入滑板16的坡形凹槽18内；

(3)果实从坡形凹槽18内顶端向底端滑去，当果实遇到梯形开口17大于果实直径的位置，果实从梯形开口17下落进入布袋10；

(4)果实从布袋10经弹性板11阻挡减速后，从布袋10底端的开口进入存放箱12内；

(5)重复步骤(1)-(4)，果实逐个进入存放箱12内，同时存放箱12在果实的压重下使滑台25下降；

(6)当某一存放箱12内的果实装满后，存放箱12压重滑台25下降到最低位置，此时弹性板11底端位于存放箱12上沿，将装满果实的存放箱12取出，换上空的存放箱继续作业。