一种水果采摘装置的制作方法

本实用新型属于农作物采摘装置技术领域，更具体地说，涉及一种水果采摘装置。

背景技术：

目前，随着社会经济的不断发展，人民的生活水平日益提高，水果越来越受人们的喜爱，因此水果的种植面积也不断在增加。目前，人们在采摘苹果、橘子等水果时，经常是直接手持剪刀从树上将水果摘下，但是当剪刀将果蒂剪断时，水果不会自动掉进水果筐中，而需要人们一手拿剪刀，一手接水果，每摘到一两颗水果后就要将水果放进收集袋或箩筐中去，甚至还要在箩筐与采摘处往返走动，费时费力，效率很差；另外，对于位于高处的水果，传统的方法是将树枝掰弯，或者使用凳子或梯子进行辅助，这样有可能会掰断树枝，也更加费时费力，效率更差，而且有可能会损伤水果，甚至难以保证采摘人员的安全。

当前，市面上已经出现了一些用于采摘果树上水果的采摘工具，但都存在技术上的不足。常见的剪刀型刀具，缺点是不易对准和切断果蒂。采摘水果时，将剪刀的“V”形刃口对准果蒂，然后合上剪刀将果蒂切断，但是水果的位置越高，“V”形刃口对准果蒂就越困难，且有些水果的果蒂十分坚韧，剪切时果蒂易沿剪刀刀片滑动，难以剪断。

针对上述问题，有技术人员进行了相应的改进。中国专利201510900046.3(公开日为2016 年3月2日)公开了一种水果采摘装置，它包括座圈、内圈、第1刀片和第2刀片，内圈活动连接在座圈内侧，第1刀片和第2刀片通过转轴活动连接，两个刀片还以活动的连接方式分别安装在内圈和座圈上；当两个刀片张开时，两个刀片与座圈和内圈形成一个空心区域用于套入待采摘的水果。这种采摘装置定位和对准果蒂容易，采摘时果蒂不会滑走，但是该设计存在的问题是两个刀片在切割时并不处于同一平面上，这样在切割时两个刀片不能配合作用，难以将果蒂切断。

中国专利201710102445.4(公开日为2017年5月17日)对此进行了进一步改进，该发明设置了3个弧形刀片，刀片一端的销轴与圆环刀盘上的一个孔转动连接，另一端的销轴位于环形转盘的一个径向槽内，这样使得3个弧形刀片形成一个大小随其运动变化的开口；为解决刀片不处于同一平面的问题，该发明将刀片分层布置，通过设置不同高度的凸台，消除刀片间的间隙，但是该发明的刀片不能完全收缩，会造成水果或刀片的损伤，而且刀片的外侧口还可能进入树枝或叶片卡住刀片。

技术实现要素：

1.要解决的问题

针对高处的水果采摘不便、效率低下的问题，本实用新型提供一种结构简单、操作方便、可靠性强、适于高处作业的水果采摘装置及方法。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种水果采摘装置，包括主杆、第一限位盘、第二限位盘、底盘、刀片组和拉动装置，所述底盘的上方自下而上依次设有第一限位盘、刀片组和第二限位盘，所述底盘和第二限位盘与主杆固定连接，其中：

所述刀片组包括N个刀片，其中，N≥3且为整数；

所述刀片的一面设有圆形柱，另一面设有方形柱，所述圆形柱和方形柱不相对；

所述第二限位盘设有盘架，盘架上设有N1个第二限位槽，用于限定刀片上的圆形柱仅在第二限位槽内滑动或转动，N1＝N；

所述第一限位盘设有正N2边形第一限位槽，用于限定刀片上的方形柱仅在第一限位槽内滑动，所述第一限位盘底部设有固定柱，N2＝N；

所述底盘设有弧形的第三限位槽，所述固定柱穿过第三限位槽通过复位弹簧与底盘连接；所述拉动装置用于拉动固定柱在第三限位槽内滑动。

更进一步地，相邻的两个第二限位槽之间的夹角为(360/N)°。

更进一步地，所述的第二限位盘和盘架为两个同心圆环，盘架与第二限位盘之间通过N1个支架连接，相邻两个支架间的夹角为(360/N)°，所述N1个第二限位槽分别设置于所述支架上。

更进一步地，所述拉动装置包括拉绳和捏合装置，所述捏合装置位于主杆的手持端，捏合装置通过拉绳带动固定柱在第三限位槽内滑动。

更进一步地，所述拉动装置还包括绳夹，所述绳夹位于主杆上靠近底盘处，所述绳夹一端固定于主杆上，另一端设有卡口，所述拉绳穿过该卡口。

更进一步地，还包括收集袋，所述底盘底部设有袋夹，所述袋夹用于固定收集袋。

更进一步地，刀片组包括6个刀片，第二限位盘和盘架为两个同心圆环，盘架与第二限位盘之间通过6个支架连接，6个支架朝同一方向倾斜呈圆周分布，相邻两个支架间的夹角为60°，每个支架上设有第二限位槽；所述底盘的中部设有通孔，所述第一限位盘上设有6 个第一限位槽，第一限位槽之间首尾连接形成正六边形，正六边形的中部设有通孔。

更进一步地，刀片组中刀片的刀口分布在盘架的边缘，朝向第二限位盘的中心。

更进一步地，相邻两刀片之间上下错位设置。

上述的水果采摘装置的使用方法，包括以下步骤：

1)采用上述任一项所述的水果采摘装置，将水果对准并放入采摘装置的圆口中；

2)捏紧捏合装置，通过拉绳带动固定柱在第三限位槽内滑动，带动第一限位盘转动，同时复位弹簧被拉伸；

3)第一限位盘转动，促使刀片上的方形柱在第一限位槽中滑动的同时，刀片上的圆形柱受第二限位槽的限制，在第二限位槽内滑动促使刀片向中心处啮合，将水果茎剪断，水果落入收集袋中；

4)松开捏合装置，复位弹簧复位带动固定柱，使第一限位盘回转，刀片在第一限位槽和第二限位槽的共同作用下向四周分散，直至恢复初始位置；

5)将水果采摘装置转移至下一水果处，重复步骤1～4的操作。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的各刀片形成一个随其运动变化的开口，各刀片在闭合时刀尖处相互啮合，刀片之间略微错位，严密剪切，不会出现由于果蒂滑动而导致无法剪断的情况；

(2)本实用新型的各刀片张开时刀片藏在第二限位盘3中，不会在采摘的过程中损伤水果；

(3)本实用新型的水果采摘装置主杆9的手持端设有捏合装置11，捏合装置11通过拉绳10与第一限位盘2底部的固定柱连接，采摘时只需捏紧捏合装置11即可带动拉绳10使刀片组1闭合，无需双手操作，使用简单方便；

(4)本实用新型的拉绳10穿过绳夹5，使拉绳10一端平行于主杆9，一端平行于底盘 4，这样使得固定柱202能够在拉绳10的拉动下在第三限位槽401中顺利滑动；

(5)本实用新型的水果采摘装置下方的收集袋8能够存放一定的水果，无需每次都放下水果采摘装置，省时省力，提高效率；

(6)本实用新型的相邻第二限位槽302的夹角为(360/N)°，刀片上的圆形柱101仅在第二限位槽302内滑动或转动，使得刀片组1能够在闭合的时候刀片之间严密结合，不会出现果蒂切不断的情况；

(7)本实用新型的相邻第一限位槽201凹槽之间的夹角为(180-360/N)°，刀片上的方形柱102仅在第一限位槽201内滑动，使得刀片组1闭合时刀片之间严密结合，张开时又可完全收缩在盘盖中；

(8)本实用新型结构简单，设计巧妙，易于制造。

附图说明

图1为本实用新型的水果采摘装置结构示意图；

图2为本实用新型的水果采摘装置主体的结构分解图；

图3为本实用新型的水果采摘装置中的第二限位盘3的结构示意图；

图4为本实用新型的水果采摘装置中刀片的上部示意图(a)和下部示意图(b)；

图5为本实用新型的水果采摘装置中的第一限位盘2的结构示意图；

图6为本实用新型的水果采摘装置中的底盘4的结构示意图；

图7为水果采摘装置的绳夹5的结构示意图；

图8为水果采摘装置的捏合装置11的结构示意图；

图9为本实用新型的水果采摘装置未剪切时(c)和剪切时(d)的俯视示意图；

图10为3个刀片时水果采摘装置的结构示意图；

图11为4个刀片时水果采摘装置的结构示意图。

图中：1-刀片组；2-第一限位盘；3-第二限位盘；4-底盘；5-绳夹；6-袋夹；7-复位弹簧； 8-收集袋；9-主杆；10-拉绳；11-捏合装置；101-圆形柱；102-方形柱；201-第一限位槽；202- 固定柱；301-盘架；302-第二限位槽；401-第三限位槽；1101-手柄座；1102-扭力弹簧；1103- 螺钉；1104-捏合手柄；1105-拉绳定位套。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

本实施例1的一种水果采摘装置，如图1和图2所示，从上到下依次为第二限位盘3、刀片组1(本实施例中选择6个刀片的方案)、第一限位盘2、底盘4和主杆9，其中图1为水果采摘装置的整体结构示意图，图2为采摘装置的结构分解图。图4为水果采摘装置中刀片的上部示意图(a)和下部示意图(b)，如图4所示，本实施例中刀片的形状为其中一角为刀尖的不规则五边形(在实际应用中，刀片的形状并非是唯一的，只要满足以下条件即可：1、自然状态下，各刀片能够隐藏在第二限位盘3中，不会在将水果对准采摘装置的过程中损伤水果；2、捏紧捏合装置时，各刀片转动啮合，刀尖向中心靠拢收紧，不出现空隙的情况)，刀片的一面设有圆形柱101，圆形柱101位于刀尖所在角的对角，刀片的另一面设有方形柱 102，方形柱102位于圆形柱101所在角的相邻角，安装刀片时，带有圆形柱101的一面向上，带有方形柱102的一面向下。

刀片的上方设有第二限位盘3，图3为第二限位盘3的结构示意图，第二限位盘3为一圆环形结构，圆环的中部设有盘架301，盘架301也为圆环结构且与第二限位盘3同心，第二限位盘3与盘架301之间通过6个同方向倾斜的支架连接，6个第二限位槽302分别设置于6个支架上，用于限定刀片上的圆形柱101仅在第二限位槽302内滑动或转动，相邻支架间的夹角为60°。第二限位槽302可以是通孔，也可以不是通孔，只要能对圆形柱101起到限位的作用均可。作为本实施例的另一种改进，采摘装置上不包括盘架301这一结构，直接在第二限位盘3上设置6个第二限位槽302。

刀片的下方设有第一限位盘2，如图5所示，第一限位盘2上设有第一限位槽201，本实施例中第一限位槽201整体上为正六边形结构，其几何中心与第一限位盘2的圆心重合，正六边形的每条边为凹槽结构，用于限定刀片上的方形柱102仅在第一限位槽201的凹槽内滑动，第一限位盘2底部设有固定柱202，固定柱202与第一限位槽201分别在第一限位盘2 的不同面上；与第二限位槽302不同的是，第一限位槽201是非通孔结构，周向分布的刀片，刀片上的方形柱102的长度一次递减或依次增加，依次递交或增加的高度约为刀片的厚度(这样设置的目的是使在剪切时，刀片能相互错位，类似剪刀剪切的过程)。第一限位盘2的下方设有底盘4，如图6所示，底盘4整体为一个圆环，圆环上设有圆弧形的第三限位槽401，固定柱202可穿过第三限位槽401并通过复位弹簧7与底盘4连接，固定柱202可在第三限位槽401内滑动。

主杆9的手持端设有捏合装置11，捏合装置11通过拉绳10与固定柱202连接，具体地，拉绳10的一端穿过绳夹5，绳夹5设置在主杆9上、靠近底盘4处(图6)，图7为绳夹5的结构示意图，绳夹5的一端为内径与主杆9外径相同的圆环，固定套接在主杆9上，另一端为固定连接于圆环上的短杆，短杆上设有卡口，拉绳10穿过该卡口与固定柱202连接，拉绳 10可在卡口内自由滑动，固定柱202同时与复位弹簧7的一端连接，复位弹簧7的另一端与底盘4连接。图8为捏合装置11的结构示意图，捏合装置11主要利用了杠杆原理，类似于传统的自行车刹车手柄，由手柄座1101、扭力弹簧1102、螺钉1103、捏合手柄1104和拉绳定位套1105组成，手柄座1101为环状结构，套接并固定在主杆9上，手柄座1101和捏合手柄1104通过螺钉1103连接，螺钉连接处设有一扭力弹簧1102，该扭力弹簧一端与手柄座1101 固定，另一端与捏合手柄1104固定。当手捏紧捏合手柄1104时，捏合手柄1104绕螺钉1103 转动，拉绳10在手柄座1101尾部的拉绳定位套1105中移动，达到拉动固定柱202并最终采摘水果的目的；当手松开捏合手柄1104时，捏合手柄1104在扭力弹簧1102的作用下即刻回复，拉绳10回复初始位置，复位弹簧7同时发挥作用。捏合装置11的设置，使得切断果蒂的过程只需一只手即可完成，空余另外一只手可完成其他工作，操作简单方便。

第二限位盘3和底盘4与主杆9固定连接，而刀片组1和第一限位盘2不与主杆9固定

本实施例的底盘4下方设有4个袋夹6，以固定收集袋8，用于承接被剪断茎的水果，无需每次都放下水果采摘装置取出水果，省时省力，提高效率。

本实施例的水果采摘装置的使用方法，包括以下步骤：

1)图9中的(c)为初始状态下水果采摘装置的俯视示意图，将水果对准并放入采摘装置的圆口中；

2)捏紧捏合装置11，通过拉绳10带动固定柱202在第三限位槽401内滑动，带动第一限位盘2转动，同时复位弹簧7被拉伸；

3)第一限位盘2转动，促使刀片上的方形柱102在第一限位槽201中滑动的同时，刀片上的圆形柱101受第二限位槽302的限制，在第二限位槽302内滑动促使刀片向中心处啮合 (如图9中的(d)中所示的水果采摘装置剪切时的结构示意图)，将水果茎剪断，水果落入收集袋8中；

4)松开捏合装置11，复位弹簧7复位带动固定柱202，使第一限位盘2回转，刀片在第一限位槽201和第二限位槽302的共同作用下向四周分散，直至恢复初始位置；

5)将水果采摘装置转移至下一水果处，重复步骤1～4的操作。

实施例2

本实施例2的水果采摘装置与实施例1基本一致，不同之处在于，如图10所示，采用3 个刀片；盘架301与第二限位盘3之间通过3个倾斜的支架连接，相邻支架间的夹角为120 °；本实施例中第一限位盘2上的第一限位槽201整体上呈三角形，三角形的每条边为凹槽结构，相邻凹槽之间的夹角为60°，也即第一限位槽201整体上为正三角形结构。

采用本实施例中的水果采摘装置采摘水果的方法，与实施例1所述方法相同。

本实施例的3个刀片在剪切时先是刀片相互汇聚，形成合围状态，待剪切物(如果蒂) 位于刀片合围形成的空间中，然后刀片相互错位到达图10所示的状态，剪切更充分，便于一次性将果蒂剪断。从图10中可以看出，因为刀片的基本形状和尺寸与实施例1中的保持一致，虽然刀口能啮合在一起，但是相邻两刀片的其中一刀片的刀背与另一刀片的刀口之间存在较大空隙，在实际应用时，树枝等杂物容易卡在空隙中增加剪切的难度，因此可以考虑将刀片的尺寸增大，从而减小空隙，但这样就要求刀尖的锋利度更高，否则剪切会较为费力。

实施例3

本实施例3的水果采摘装置与实施例1基本一致，不同之处在于，如图11所示，采用4 个刀片；盘架301中心的圆环与第二限位盘3之间通过4个倾斜的支架连接，相邻支架间的夹角为90°；本实施例中第一限位盘2上的第一限位槽201整体上呈四边形，四边形的每条边为凹槽结构，相邻凹槽之间的夹角为90°，也即第一限位槽201整体上为正四边形结构。

采用本实施例中的水果采摘装置采摘水果的方法，与实施例1所述方法相同。

由图11可以看出，同实施例2一样，本实施例的4个刀片在剪切时先是刀片相互汇聚，形成合围状态，待剪切物(如果蒂)位于刀片合围形成的空间中，然后相互错位，剪切更充分，便于一次性将果蒂剪断。由图11与图9、图10对比可以看出，刀片形状基本一致的情况下，刀片个数越多，相邻两刀片的其中一刀片的刀背与另一刀片的刀口之间的缝隙越小，剪切也就越省力，但刀片数越多，会导致装置结构越复杂。综合以上情况，刀片个数为6(即 N＝6)时，能够使得刀片缝隙尽量小，而且装置结构也不至过于复杂，较适于实际应用。

以上对本实用新型所提供的水果采摘装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。