本发明涉及农业机械技术领域，具体而言，涉及一种自动水果采摘器。
背景技术：
随着农业的发展，果树种植面积增大，而在收货季节需要对水果进行集中采摘，相关技术中，一般采用人工采摘或者借助人力采摘杆，存在以下技术缺陷：
(1)人工采摘，对于长在高处的水果需要借助梯子进行登高采摘，具有一定的危险性，或者借助可以升降的采摘平台，而采摘平台的价格昂贵，实用性较差。
(2)借助人力采摘杆进行采摘时，采摘收集不连续，采摘效率低，苹果破损率较高。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提供一种自动水果采摘器。
为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种自动水果采摘器，包括：主体杆架；螺旋推杆机构，设于主体杆架的内部；采摘爪，与主体杆架的一端相连，用于收放旋转采摘水果；复位机构，复位机构的一端与采摘爪相连，复位机构的另一端与螺旋推杆机构相连，用于复位采摘爪以及复位螺旋推杆机构，以复位主体杆架；传动机构，与采摘爪相连，设于主体杆架与动力机构之间；动力机构，分别与传动机构、螺旋推杆机构相连，且动力机构设于主体杆架的另一端；控制装置，与动力机构电相连，用于控制动力机构的启停。
本方案中，通过主体杆架以及设于主体杆架内部的螺旋推杆机构，使得主体杆架的一端相连的采摘爪在采摘水果时不仅能够缓慢旋转而且能够进行伸缩运动，较高程度上模仿了人工操作，减少了人工采摘所耗费的体力，较大程度上提高了采摘效率，提高了采摘水果的完好率，降低了人工采摘的成本，通过复位机构、传动机构、动力机构以及控制装置，采摘爪可以在合理的时间内完成抓紧和放松动作，实现了自动化控制，减少了人工控制的繁琐程度。
具体地，控制装置控制动力机构，也即电动机正转，从而带动传动机构收紧，带动采摘爪抓紧水果，传动机构继续收紧，主体杆架向下缩短，在缩短过程中内部螺旋推杆机构使主体杆架缓慢旋转，水果与果树分离，主体杆架收缩到下极限位置，电动机正转结束，开始反转，传动机构放松，复位机构使得采摘爪、螺旋推杆机构还有主体杆架复位。
优选地，螺旋推杆机构包括：螺旋直杆；第一旋转摩擦组件，套设于螺旋直杆上，与螺旋直杆固定连接；与第一旋转摩擦组件配合设置的第二旋转摩擦组件，第二旋转摩擦组件套设于螺旋直杆上，第二旋转摩擦组件与主体杆架固定连接，第二旋转摩擦组件的内周侧壁与螺旋直杆的外侧壁间隔，以容纳第一旋转摩擦组件。
本方案中，通过螺旋直杆、与螺旋直杆固定连接且套设于螺旋直杆上的第一旋转摩擦组件、与主体杆架固定连接套设于螺旋直杆上的第二旋转摩擦组件实现了主体杆架的伸缩以及旋转，而且操作简单，占用空间小，有利于提升携带便利性。
优选地，螺旋推杆机构的长度为260mm～290mm。
本方案中，通过螺旋推杆机构的长度为260mm～290mm，有利于实现主体杆架的伸缩以及旋转，而且适用于普遍的果树，适用于采摘果树高处的水果，螺旋推杆机构的长度可以为280mm，有利于提升水果采摘的效率。
优选地，第一旋转摩擦组件与第二旋转摩擦组件的连接处为相互配合的锯齿状。
本方案中，第一旋转摩擦组件与第二旋转摩擦组件的连接处为相互配合的锯齿状，有利于实现主体杆架的缓慢旋转，以带动采摘爪缓慢旋转，提升水果采摘的高效性和完整性。
优选地，还包括：缓冲收集装置，缓冲收集装置的一部分套设于采摘爪的底部，缓冲收集装置的另一端向地面延伸。
本方案中，通过缓冲收集装置的一部分套设于采摘爪的底部，缓冲收集装置的另一端向地面延伸，实现了采摘收集一体化，保障了采摘的连续性，减少了人工登高采摘现象的发生，一定程度上消除了采摘的潜在危险，提升了水果采摘的安全性。
优选地，缓冲收集装置，包括：套环，套设于采摘爪的底部；缓冲通道，与套环连接，缓冲通道内设有双层缓冲挡板；收集箱，与缓冲通道连接。
本方案中，通过套设于采摘爪的底部的套环，可以减少在采摘爪松开后，水果不经过缓冲通道直接掉落的现象的发生，通过与套环连接的缓冲通道，缓冲通道内设有双层缓冲挡板，可以对水果的滑落起到一定的缓冲作用，有利于提升水果的完整性，降低水果的损伤率，通过与缓冲通道连接的收集箱，可以收纳经由缓冲通道滑落的水果，有利于实现采摘收集一体化，保障了采摘的连续性，提升了水果采摘的自动化程度。
具体地，采摘爪松开后，水果顺着缓冲通道滑落，与缓冲通道内的双层缓冲挡板多次接触，实现降速缓冲，以较慢的速度到达底部的收集箱，收集过程中能够有效保证水果采摘完整，不破坏果皮，使得水果外形美观，易于储存。
优选地，缓冲通道的长度为60mm～80mm。
本方案中，通过缓冲通道的长度为60mm～80mm，一方面，减少了对空间的占用，有利于提升自动水果采摘器的便捷性，另一方面，有效保障了降速缓冲的时间，有利于使得水果以较慢的速度到达底部的收集箱，能够有效保证水果采摘完整，不破坏果皮，使得水果外形美观，易于储存。
优选地，传动机构包括：收线盘，设于主体杆架的另一端与动力机构之间；钢丝绳，钢丝绳的一端固定于收线盘上并以此为起点缠绕，钢丝绳的另一端与采摘爪相连，以控制采摘爪的收放。
本方案中，通过设于主体杆架的另一端与动力机构之间的收线盘以及钢丝绳，可以有效的控制采摘爪的收放，有利于实现主体杆架的伸缩，进而有利于提升水果的采摘效率。
具体地，在采摘过程中，电动机正转，收线盘收紧钢丝绳，钢丝绳带动采摘爪抓紧苹果，钢丝绳继续收紧，主体杆架向下缩短，缩短过程中螺旋推杆机构的第一旋转摩擦组件与第二旋转摩擦组件接触相互配合使得主体杆架缓慢旋转，从而带动采摘爪缓慢旋转，水果与果树分离，主体杆架收缩到下极限位置，电动机反转，钢丝绳放松，采摘爪和主体杆架由复位机构使其回位，主体杆架伸长至初始位置，采摘爪松开。
优选地，复位机构包括：复位弹簧，复位弹簧与螺旋推杆机构相连；复位杆，复位杆的一端与复位弹簧相连，复位杆的另一端与采摘爪的基座相连；复位弹簧与复位杆的连接处设有轴承；复位弹簧与螺旋推杆机构的连接处设有橡胶垫圈。
本方案中，通过与螺旋推杆机构相连的复位弹簧，与复位弹簧相连的复位杆，复位杆与采摘爪的基座相连，有利于实现采摘爪以及主体杆架的复位，使得自动水果采摘器操作简便，通过复位弹簧与复位杆的连接处设有轴承，可以起到一定程度上的缓冲作用，通过复位弹簧与螺旋推杆机构的连接处设有橡胶垫圈，可以起到一定程度的缓冲保护作用，有利于提升自动水果采摘器的整体安全性能。
优选地，采摘爪覆有软性保护层；套环覆有软性保护层。
本方案中，通过采摘爪覆有软性保护层以及套环覆有软性保护层，可以进一步保护水果，减少水果在采摘过程中的损伤，有利于保障水果的完整性。
通过以上技术方案，在主体杆架的内部设置螺旋推杆机构以及设置缓冲收集装置等，使得自动水果采摘器操作简单、携带方便，采摘收集合为一体，省时省力，极大地提高了采摘效率，实现了自动化控制，减少了人工控制的繁琐程度，缓冲通道内设有双层缓冲挡板，可以对水果的滑落起到一定的缓冲作用，提升了水果的完整性，降低了水果的损伤率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的自动水果采摘器的结构示意图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的自动水果采摘器的结构示意图；
图3示出了图2中a-a处的剖面示意图；
图4示出了图2中b处的放大示意图；
图5示出了图2中采摘爪的主视图；
图6示出了图5中c处的放大示意图；
图7示出了图2中采摘爪的侧视图；
图8示出了图7中d处的放大示意图；
图9示出了图3中螺旋推杆机构的结构示意图；
图10示出了图9中e-e处的剖面示意图；
图11示出了图9中第一旋转摩擦组件与第二旋转摩擦组件的装配示意图；
图12示出了图11中f-f处的剖面示意图；
图13示出了图3中第一旋转摩擦组件的主视图；
图14示出了图13中g-g处的剖面示意图；
图15示出了图13中h处的放大示意图；
图16示出了图3中第一旋转摩擦组件的侧视图；
图17示出了图3中第二旋转摩擦组件的主视图；
图18示出了图17中i-i处的剖面示意图；
图19示出了图18中j处的放大示意图；
图20示出了图3中第二旋转摩擦组件的侧视图；
图21示出了图4中收线盘的主视图；
图22示出了图21中k-k处的剖面示意图；
图23示出了图21中收线盘的俯视图，
其中，图1至图23中附图标记与部件之间的对应关系为：
102主体杆架，104螺旋推杆机构，1042螺旋直杆，1044第一旋转摩擦组件，1046第二旋转摩擦组件，1048锯齿，106采摘爪，1062基座，1064爪手，108复位机构，1082复位弹簧，1086复位杆，1088轴承，1090橡胶垫圈，110传动机构，1102收线盘，1104钢丝绳，112动力机构，114控制装置，116缓冲收集装置，1162套环，1164缓冲通道，1166收集箱，118供电箱。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1至图23对根据本发明的实施例的自动水果采摘器进行具体说明。
如图1至图3所示，根据本发明的实施例的自动水果采摘器，包括：主体杆架102；螺旋推杆机构104，设于主体杆架102的内部；采摘爪106，与主体杆架102的一端相连，用于收放旋转采摘水果；复位机构108，复位机构108的一端与采摘爪106相连，复位机构108的另一端与螺旋推杆机构104相连，用于复位采摘爪106以及复位螺旋推杆机构104，以复位主体杆架102；传动机构110，与采摘爪106相连，设于主体杆架102与动力机构112之间；动力机构112，分别与传动机构110、螺旋推杆机构104相连，且动力机构112设于主体杆架102的另一端；控制装置114，与动力机构112电相连，用于控制动力机构112的启停。
本实施例中，通过主体杆架102以及设于主体杆架102内部的螺旋推杆机构104，使得主体杆架102的一端相连的采摘爪106在采摘水果时不仅能够缓慢旋转而且能够进行伸缩运动，较高程度上模仿了人工操作，减少了人工采摘所耗费的体力，较大程度上提高了采摘效率，提高了采摘水果的完好率，降低了人工采摘的成本，通过复位机构108、传动机构110、动力机构112以及控制装置114，采摘爪106可以在合理的时间内完成抓紧和放松动作，实现了自动化控制，减少了人工控制的繁琐程度。
需要说明的是，主体杆架102与螺旋推杆机构104一级螺旋推杆机构104与复位机构108通过杆套相连。
具体地，控制装置114控制动力机构112，也即电动机正转，从而带动传动机构110收紧，带动采摘爪106抓紧水果，传动机构110继续收紧，主体杆架102向下缩短，在缩短过程中内部螺旋推杆机构104使主体杆架102缓慢旋转，水果与果树分离，主体杆架102收缩到下极限位置，电动机正转结束，开始反转，传动机构110放松，复位机构108使得采摘爪106、螺旋推杆机构104还有主体杆架102复位。
控制装置114、动力机构112(电动机)等由便于携带的供电箱118供电，供电箱118一般为硅能电瓶，动力机构112一般为直流电动机，控制装置114一般为单片机开关。
如图5至图8所示，采摘爪106包括基座1062和爪手1064，且爪手1064与基座1062为可活动连接，爪手1064为一节一节的，可以更高程度上模仿人工操作。
如图9至图12所示，螺旋推杆机构104包括：螺旋直杆1042；第一旋转摩擦组件1044，套设于螺旋直杆1042上，与螺旋直杆1042固定连接；与第一旋转摩擦组件1044配合设置的第二旋转摩擦组件1046，第二旋转摩擦组件1046套设于螺旋直杆1042上，第二旋转摩擦组件1046与主体杆架102固定连接，第二旋转摩擦组件1046的内周侧壁与螺旋直杆1042的外侧壁间隔，以容纳第一旋转摩擦组件1044。
本实施例中，通过螺旋直杆1042、与螺旋直杆1042固定连接且套设于螺旋直杆1042上的第一旋转摩擦组件1044、与主体杆架102固定连接套设于螺旋直杆1042上的第二旋转摩擦组件1046实现了主体杆架102的伸缩以及旋转，而且操作简单，占用空间小，有利于提升携带便利性。
具体地，第一旋转摩擦组件1044以及第二旋转摩擦组件1046内有一个类似于矩形但有弧度的孔洞，这个孔洞可以容纳螺旋直杆1042，另外与该孔洞相邻地，还有一个圆形孔洞，可以容纳钢丝绳1104通过，该类似于矩形但有弧度的孔洞的周侧壁为橡胶材质具有一定的弹性，第一旋转摩擦组件1044与第二旋转摩擦组件1046的外部为硬质塑料，在钢丝绳1104带动主体杆架102向下缩短，也即螺旋直杆1042向下收缩时，第一旋转摩擦组件1044与第二旋转摩擦组件1046配合，使得整体旋转，而在向上伸长恢复原位时，不旋转。
螺旋推杆机构104的长度为260mm～290mm。
本实施例中，通过螺旋推杆机构104的长度为260mm～290mm，有利于实现主体杆架102的伸缩以及旋转，而且适用于普遍的果树，适用于采摘果树高处的水果，螺旋推杆机构104的长度可以为280mm，有利于提升水果采摘的效率。
如图13至图20所示，第一旋转摩擦组件1044与第二旋转摩擦组件1046的连接处为相互配合的锯齿1048状。
本实施例中，第一旋转摩擦组件1044与第二旋转摩擦组件1046的连接处为相互配合的锯齿1048状，有利于实现主体杆架102的缓慢旋转，以带动采摘爪106缓慢旋转，提升水果采摘的高效性和完整性。
如图1所示，自动水果采摘器还包括：缓冲收集装置116，缓冲收集装置116的一部分套设于采摘爪106的底部，缓冲收集装置116的另一端向地面延伸。
本实施例中，通过缓冲收集装置116的一部分套设于采摘爪106的底部，缓冲收集装置116的另一端向地面延伸，实现了采摘收集一体化，保障了采摘的连续性，减少了人工登高采摘现象的发生，一定程度上消除了采摘的潜在危险，提升了水果采摘的安全性。
如图1所示，缓冲收集装置116，包括：套环1162，套设于采摘爪106的底部；缓冲通道1164，与套环1162连接，缓冲通道1164内设有双层缓冲挡板；收集箱1166，与缓冲通道1164连接。
本实施例中，通过套设于采摘爪106的底部的套环1162，可以减少在采摘爪106松开后，水果不经过缓冲通道1164直接掉落的现象的发生，通过与套环1162连接的缓冲通道1164，缓冲通道1164内设有双层缓冲挡板，可以对水果的滑落起到一定的缓冲作用，有利于提升水果的完整性，降低水果的损伤率，通过与缓冲通道1164连接的收集箱1166，可以收纳经由缓冲通道1164滑落的水果，有利于实现采摘收集一体化，保障了采摘的连续性，提升了水果采摘的自动化程度。
具体地，采摘爪106松开后，水果顺着缓冲通道1164滑落，与缓冲通道1164内的双层缓冲挡板多次接触，实现降速缓冲，以较慢的速度到达底部的收集箱1166，收集过程中能够有效保证水果采摘完整，不破坏果皮，使得水果外形美观，易于储存。
缓冲通道1164的长度为60mm～80mm。
本实施例中，通过缓冲通道1164的长度为60mm～80mm，一方面，减少了对空间的占用，有利于提升自动水果采摘器的便捷性，另一方面，有效保障了降速缓冲的时间，有利于使得水果以较慢的速度到达底部的收集箱1166，能够有效保证水果采摘完整，不破坏果皮，使得水果外形美观，易于储存。
如图4以及图21至图23所示，传动机构110包括：收线盘1102，设于主体杆架102的另一端与动力机构112之间；钢丝绳1104，钢丝绳1104的一端固定于收线盘1102上并以此为起点缠绕，钢丝绳1104的另一端与采摘爪106相连，以控制采摘爪106的收放。
本实施例中，通过设于主体杆架102的另一端与动力机构112之间的收线盘1102以及钢丝绳1104，可以有效的控制采摘爪106的收放，有利于实现主体杆架102的伸缩，进而有利于提升水果的采摘效率。
具体地，在采摘过程中，电动机正转，收线盘1102收紧钢丝绳1104，钢丝绳1104带动采摘爪106抓紧苹果，钢丝绳1104继续收紧，主体杆架102向下缩短，缩短过程中螺旋推杆机构104的第一旋转摩擦组件1044与第二旋转摩擦组件1046接触相互配合使得主体杆架102缓慢旋转，从而带动采摘爪106缓慢旋转，水果与果树分离，主体杆架102收缩到下极限位置，电动机反转，钢丝绳1104放松，采摘爪106和主体杆架102由复位机构108使其回位，主体杆架102伸长至初始位置，采摘爪106松开。
如图2所示，复位机构108包括：复位弹簧1082，复位弹簧1082与螺旋推杆机构104相连；复位杆1086，复位杆1086的一端与复位弹簧1082相连，复位杆1086的另一端与采摘爪106的基座1062相连；复位弹簧1082与复位杆1086的连接处设有轴承1088；复位弹簧1082与螺旋推杆机构104的连接处设有橡胶垫圈1090。
本实施例中，通过与螺旋推杆机构104相连的复位弹簧1082，与复位弹簧1082相连的复位杆1086，复位杆1086与采摘爪106的基座1062相连，有利于实现采摘爪106以及主体杆架102的复位，使得自动水果采摘器操作简便，通过复位弹簧1082与复位杆1086的连接处设有轴承1088，可以起到一定程度上的缓冲作用，通过复位弹簧1082与螺旋推杆机构104的连接处设有橡胶垫圈1090，可以起到一定程度的缓冲保护作用，有利于提升自动水果采摘器的整体安全性能。
如图1所示，采摘爪106覆有软性保护层；套环1162覆有软性保护层。
本实施例中，通过采摘爪106覆有软性保护层以及套环1162覆有软性保护层，可以进一步保护水果，减少水果在采摘过程中的损伤，有利于保障水果的完整性。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种自动水果采摘器，通过在主体杆架的内部设置螺旋推杆机构以及设置缓冲收集装置等，使得自动水果采摘器操作简单、携带方便，采摘收集合为一体，省时省力，极大地提高了采摘效率，实现了自动化控制，减少了人工控制的繁琐程度，缓冲通道内设有双层缓冲挡板，可以对水果的滑落起到一定的缓冲作用，提升了水果的完整性，降低了水果的损伤率。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、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。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。