一种便携新型自动水果采摘装置的制作方法

本发明涉及水果采摘装置，属于机械与控制领域，尤其涉及一种便携新型自动水果采摘装置。

背景技术

水果是我国继粮食、蔬菜之后的第三大种植作物，已成为许多农村地区经济发展的一大支柱产业。我国是世界第一大消费水果的国家，但是，我国果园生产的机械化水平还处于起步阶段，水果采摘机械化程度低。目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工手动采摘为主，国内水果采摘机械大多功能单一、效率不高，而且容易损坏果实，造成产量损失。同时机械较高的成本，难以在果农中进行推广应用。再加上繁多的果实种类之间的差异，变换的果实品种的生长部位差异，都会对采摘机械提出更高的要求。

从近年来的数据上看，水果产业的发展已然是大势所趋，随着水果的产量不断增大，消耗的人力物力也是不断增多，因此，提高采摘效率、减轻人力消耗势在必行。使用大型自动化器械采摘，并不能保证水果的完好度，使得部分水果损坏只能作为畜生饲料或植物肥料，造成浪费，而且大型自动化器械价格极高，动辄上百万。由此看来大型自动化器械采摘并不完全适合于我国国情。

中小型果园和普通家种果树，普遍使用简单器械辅助人力采摘。经市场调查发现，就采摘杆工具而言，除了可以实现自动化的智能采摘设备，现有普遍的水果采摘杆均没有水果自动运输的结构，需要人摘一次便回收一次，这种反复的机械运动会造成人们不必要的体力浪费。有的是剪断水果根茎后需要人手一直握紧握把，否则水果会从高处跌落；有的是用篮子套住水果后扯下，虽然不会跌落，但是容易使多汁水果受损。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种便携新型自动水果采摘装置，能够最大程度保证采摘过程水果完好并能将水果自动循环输送回采摘者身边，节省了体力。

为实现上述目的，本发明提供一种便携新型自动水果采摘装置，包括伸缩杆和装载篮，伸缩杆包括内杆和外杆，还包括环形剪切结构、杆座连接结构、伸缩杆连套结构、省力握把结构和沿杆自动循环运输结构；环形剪切结构包括外刀片底座、内刀片底座、成组的内刀片和外刀片，外刀片底座和内刀片底座均位于装载篮上方，内刀片底座安装在外刀片底座内且能够相对外刀片底座转动和能够复位，成组的内刀片和外刀片分别可拆卸安装在内刀片底座和外刀片底座上；内杆的上端通过杆座连接结构与外刀片底座铰接连接；伸缩杆连套结构安装在外杆上部并且能够使内杆相对外杆伸缩移动，伸缩杆连套结构包括上连杆、下连杆和控制上连杆定位和相对下连杆伸缩移动的控制结构，上连杆和下连杆分别位于内杆和外杆内；省力握把结构安装在外杆下部并且通过下连杆和上连杆联动外刀片底座；沿杆自动循环运输结构包括输送轨道和弹性回卷结构，输送轨道沿着内杆和外杆设置，弹性回卷结构安装在外刀片底座上，装载篮连接弹性回卷结构并且能够沿着输送轨道移动。

作为本发明的进一步改进，所述环形剪切结构还包括复位弹簧、填块，水平定滑轮、竖直定滑轮以及连接绳，外刀片底座和内刀片底座相对的侧面分别设有相互配合的开槽，开槽的顶部敞口，复位弹簧置于开槽内并且复位弹簧在压缩时两端分别抵顶外刀片底座和内刀片底座，填块封堵住在顶部敞口处并且安装在内刀片底座上，水平定滑轮、竖直定滑轮均安装在外刀片底座上，连接绳的一端连接内刀片底座，连接绳的另一端依次绕过水平定滑轮和竖直定滑轮后与上连杆上端连接。

作为本发明的更进一步改进，所述外刀片底座相对内刀片底座的侧面设置有与内刀片底座配合的45度槽口，所述外刀片底座有用于配合放置内刀片底座的六个凹槽，内刀片底座、外刀片底座的相对的侧面分别沿圆弧均匀设有五个内刀片槽、五个外刀片槽，内刀片槽、外刀片槽成组配合，各内刀片槽、各外刀片槽分别延伸至内刀片底座、外刀片底座的上表面，每个外刀片槽位于相邻的两个凹槽之间，各内刀片槽、外刀片槽处分别安装有所述内刀片、外刀片，在内刀片底座的上表面设有定位螺钉，连接绳的一端与定位螺钉连接。

作为本发明的更进一步改进，所述杆座连接结构包括杆座连接套和螺钉螺母组件，杆座连接套的上端与外刀片底座通过单螺钉螺母组件配合，单螺钉螺母组件的螺钉中部套装有所述竖直定滑轮，内杆的上端自杆座连接套的下端插入杆座连接套内，杆座连接套与内杆通过四螺钉螺母组件连接。

作为本发明的进一步改进，所述控制结构包括双杆连接块、连压块、内外杆连套、按压把；双杆连接块的表面凹设有容纳腔，容纳腔贯通双杆连接块的上端和下端，在容纳腔内的上部、中部和下部分别设有横向的销钉，上连杆的下端自双杆连接块的上端插入容纳腔内并且在自由状态下能够相对双杆连接块移动并且伸出双杆连接块的下端，上连杆边缘沿上下方向等距设置有可与容纳腔内上部的销钉匹配的多个压槽，连压块位于容纳腔的上方，连压块的下端与双杆连接块的下端铰接连接，连压块的上端近端抵压上连杆，容纳腔中部的销钉上安装有两端分别抵顶双杆连接块和连压块的扭簧一，内外杆连套套装在内杆和外杆相互连接位置的外围，内外杆连套的表面凹陷形成收纳腔，按压把位于收纳腔内并且与内外杆连套通过铰接轴铰接连接，按压把的上端设有压销，压销依次穿过内外杆连套、外杆、内杆并且抵压在连压块表面，铰接轴上安装有两端分别抵顶在内外杆连套和按压把上并且能使压销保持抵压连压块的扭簧二。

作为本发明的更进一步改进，所述连压块的上端近端设有抵压上连杆的抵压部，抵压部中间开设有抵压槽，上连杆位于抵压槽内。

作为本发明的进一步改进，所述外杆下部设有两个相对的上滑槽和两个相对的下滑槽，上滑槽与下滑槽长度比为1：2，所述省力握把结构包括单杆连接块、滑轮、握把、两个滑动螺钉、固定螺钉、封盖、和拉绳，单杆连接块位于外杆内部并且固定在下连杆的下端，滑轮安装在单杆连接块上，握把套装在外杆的外围，两个相对的上滑槽和两个相对的下滑槽处均分别安装有一所述滑动螺钉，上滑槽处安装的滑动螺钉贯穿安装在单杆连接块和滑轮上，下滑槽处安装的滑动螺钉贯穿安装在握把上，封盖套装在外杆下端外围并且封盖与外杆通过固定螺钉连接，拉绳的一端固定在固定螺钉上，拉绳的另一端绕过滑轮后固定在下滑槽处安装的滑动螺钉上。

作为本发明的更进一步改进，所述外杆下部外围还套装有挡块，挡块位于上滑槽的上方，输送轨道的下端固定在挡块上，输送轨道的上端固定在杆座连接结构上。

作为本发明的更进一步改进，所述输送轨道是起始于杆座连接结构、依次沿着上连杆和下连杆延伸、并终止于挡块的开槽轨道或绳索轨道，装载篮上设有与开槽轨道匹配的滑块或者供绳索轨道穿过的导向孔。

作为本发明的进一步改进，所述外刀片底座的两相对侧分别安装一所述弹性回卷结构，各弹性回卷结构与装载篮上表面通过挂环连接。

与现有技术相比，本发明的便携新型自动水果采摘装置的有益效果如下：

(1)本水果采摘装置采用的环切结构，采摘高度、采摘角度均可以调节，既方便找准水果根茎进行剪切，又可以更方便地让水果掉进篮子进行回收，能够最大程度保证采摘过程水果完好。

(2)本水果采摘装置添加了水果沿轨道自动运输的功能，采摘水果时，只需要一直剪，水果达到一定的质量后，篮子会由于重力沿预设的轨道下落到人的手边，回收水果后，篮子由于弹性回卷结构的弹簧力回到原位，人继续进行第二次采摘，可以减少人将杆抬起放下、伸出收回的机械运动，减少不必要的体力浪费。

(3)本水果采摘杆结构巧妙简单，且成本低，易收纳，易拆装，实现了零件化，刀片、滑轮、螺钉等易损部件可以轻松任意更替，可以大批量生产，还可以系列化生产，能根据需要采摘的果树高低、根茎粗细来生产出不同尺寸、型号的采摘杆及其零部件，可以满足果农、一般居民等不同人群的使用需求。

(4)外刀片底座设置45度槽口与内刀片底座配合，使外刀片底座与内刀片底座相对转动时摩擦阻力小。

(5)上滑槽与下滑槽长度比为1：2，使用时，下拉握把，通过滑轮带动下连杆下移传力，握把与下连杆移动距离比为2:1，以此来达到省力目的。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1为本发明便携新型自动水果采摘杆的整体外观图；

图2为本发明便携新型自动水果采摘杆的环形剪切结构图；

图3为本发明便携新型自动水果采摘杆的内外刀座设计以及弹簧复位结构图一及局部放大图；

图4为本发明便携新型自动水果采摘杆的内外刀座设计以及弹簧复位结构图二及局部放大图；

图5为本发明便携新型自动水果采摘杆的内外刀座设计以及弹簧复位结构图；

图6为本发明便携新型自动水果采摘杆的内外刀座设计以及弹簧复位结构拉伸图；

图7为本发明便携新型自动水果采摘杆的内外刀座设计以及弹簧复位结构压缩图；

图8为本发明便携新型自动水果采摘杆的杆座连接结构图；

图9为本发明便携新型自动水果采摘杆的伸缩杆连套结构图一；

图10为本发明便携新型自动水果采摘杆的伸缩杆连套结构图二；

图11为本发明便携新型自动水果采摘杆的伸缩杆连套结构图三；

图12为本发明便携新型自动水果采摘杆的省力握把结构图一。

图13为本发明便携新型自动水果采摘杆的省力握把结构图二。

图14为本发明便携新型自动水果采摘杆的省力握把结构图三。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

请参考图1-14，所述的便携新型自动水果采摘装置包括伸缩杆、装载篮12、环形剪切结构、杆座连接结构、伸缩杆连套结构、省力握把结构和沿杆自动循环运输结构。

所述伸缩杆包括内杆13和外杆22。所述外杆22下部设有两个相对的上滑槽22a和两个相对的下滑槽22b，上滑槽22a与下滑槽22b长度比为1：2。

所述环形剪切结构包括外刀片底座1、内刀片底座2、成组的内刀片4和外刀片5，外刀片底座1和内刀片底2座均位于装载篮12上方，内刀片底座2安装在外刀片底座1内且能够相对外刀片底座1转动和能够复位，成组的内刀片4和外刀片5分别可拆卸安装在内刀片底座和外刀片底座1上，成组的内刀片4和外刀片5完全接触。所述环形剪切结构还包括复位弹簧15、填块3，水平定滑轮7、竖直定滑轮8以及连接绳6，外刀片底座1和内刀片底座相对的侧面分别设有相互配合的开槽a，开槽a的顶部敞口，复位弹簧15置于开槽内并且复位弹簧15在压缩时两端分别抵顶外刀片底座1和内刀片底座2。填块3封堵住在顶部敞口处并且安装在内刀片底座2上，填块3与内刀片底座2上的安装孔2a紧配合，且可以拆卸。水平定滑轮7、竖直定滑轮8均安装在外刀片底座1上，竖直定滑轮8用于传力，使得刀片能够正常往复使用。连接绳6的一端连接内刀片底座，连接绳6的另一端依次绕过水平定滑轮7和竖直定滑轮8。

所述外刀片底座1相对内刀片底座2的侧面设置有与内刀片底座2配合的45度槽口b，使外刀片底座1与内刀片底座2相对转动时摩擦阻力小。所述外刀片底座1有用于配合放置内刀片底座2的六个凹槽c，六个凹槽c与45度槽口b连通，内刀片底座2的外围设有六个等间隔分布的凸块2b，凸块2b的纵截面是角度为45度的直角三角形截面，与45度槽口b相配合，内刀片底座2安装在外刀片底座1要先将凸块2b与凹槽c对位，再下降内刀片底座2的位置使得凸块2b位于45度槽口b内再旋转内刀片底座2即可让内刀片底座2安装在外刀片底座1上而不会掉出，拆卸时只要将凸块2b旋转到凹槽c位置即可拆下内刀片底座2。内刀片底座2、外刀片底座1的相对的侧面分别沿圆弧均匀设有五个内刀片槽d、五个外刀片槽e，内刀片槽d、外刀片槽槽e成组配合，各内刀片槽d、各外刀片槽e分别延伸至内刀片底座2、外刀片底座1的上表面，每个外刀片槽e位于相邻的两个凹槽c之间，各内刀片槽d、外刀片槽e处分别安装有所述内刀片4、外刀片5，在内刀片底座2的上表面设有定位螺钉f，连接绳6的一端与定位螺钉f连接。

所述内杆13的上端通过杆座连接结构与外刀片底座1铰接连接；所述杆座连接结构包括杆座连接套9和螺钉螺母组件9a，杆座连接套9的上端与外刀片底座1通过单螺钉螺母组件9a配合，单个螺钉螺母组件9a的螺钉中部套装有所述竖直定滑轮8，内杆13的上端自杆座连接套9的下端插入杆座连接套9内，杆座连接套9与内杆13通过四个螺钉螺母组件9a连接。

所述伸缩杆连套结构安装在外杆22上部并且能够使内杆13相对外杆22伸缩移动，伸缩杆连套结构包括上连杆14、下连杆16和控制上连杆14定位和相对下连杆16伸缩移动的控制结构，上连杆14和下连杆16分别位于内杆13和外杆22内，连接绳6的另一端依次绕过水平定滑轮7和竖直定滑轮8后与上连杆14上端连接。所述控制结构包括双杆连接块21、连压块20、内外杆连套17、按压把19；双杆连接块21的表面凹设有容纳腔g，容纳腔g贯通双杆连接块21的上端和下端，在容纳腔g内的上部、中部和下部分别设有横向的销钉h，上连杆14的下端自双杆连接块21的上端插入容纳腔g内并且在自由状态下能够相对双杆连接块21移动并且伸出双杆连接块21的下端，上连杆14边缘沿上下方向等距设置有可与容纳腔g内上部的销钉h匹配的多个压槽j，连压块20位于容纳腔g的上方，连压块20的下端与双杆连接块21的下端铰接连接，连压块20的上端近端抵压上连杆14，容纳腔g中部的销钉h上安装有两端分别抵顶双杆连接块21和连压块20的扭簧一k，容纳腔g内的下部的销钉h用于安装连压块20的下端和下连杆16的上端。内外杆连套17套装在内杆13和外杆22相互连接位置的外围，内外杆连套17的表面凹陷形成收纳腔m，按压把19位于收纳腔m内并且与内外杆连套17通过铰接轴n铰接连接，按压把19的上端设有压销18，压销18依次穿过内外杆连套17、外杆22、内杆13并且抵压在连压块20表面，铰接轴n上安装有两端分别抵顶在内外杆连套17和按压把19上并且能使压销18保持抵压连压块20的扭簧二p。所述连压块20的上端近端设有抵压上连杆14的抵压部q，抵压部q中间开设有抵压槽，上连杆14位于抵压槽内。所述按压把19的下端是自由按压端，在未按压时，按压把19的下端与内外杆连套17之间的距离大于按压把19的上端与内外杆连套17之间的距离。

所述省力握把结构安装在外杆22下部并且通过下连杆16和上连杆14联动外刀片底座1；所述省力握把结构包括单杆连接块23、滑轮24、握把26、两个滑动螺钉28、固定螺钉30、封盖27、和拉绳25，单杆连接块23位于外杆22内部并且固定在下连杆16的下端，滑轮24安装在单杆连接块23上，握把26套装在外杆22的外围，两个相对的上滑槽22a和两个相对的下滑槽22b处均分别安装有一所述滑动螺钉28，上滑槽22a处安装的滑动螺钉28贯穿安装在单杆连接块23和滑轮24上，下滑槽22b处安装的滑动螺钉28贯穿安装在握把26上，封盖27套装在外杆22下端外围并且封盖27与外杆22通过固定螺钉30连接，拉绳25的一端固定在固定螺钉30上，拉绳25的另一端绕过滑轮24后固定在下滑槽22b处安装的滑动螺钉28上。所述外杆22下部外围还套装有挡块29，挡块29位于上滑槽22a的上方。使用时，下拉握把26带动握把26上固定的滑动螺钉28、拉绳25，通过滑轮24带动下连杆16下移传力，握把26上固定的滑动螺钉28沿着下滑槽22b向下移动，而滑轮24上安装的滑动螺钉28沿着上滑槽22a向下移动，因下滑槽22b与上滑槽22a长度比为2:1，因此握把26与下连杆16移动距离比为2:1，以此来达到省力目的。

所述沿杆自动循环运输结构包括输送轨道31和弹性回卷结构10，输送轨道31沿着内杆13和外杆22设置，弹性回卷结构10安装在外刀片底座1的外侧面，装载篮12连接弹性回卷结构10并且能够沿着输送轨道31移动。所述输送轨道31是起始于杆座连接结构、依次沿着上连杆14和下连杆16延伸、并终止于挡块29的开槽轨道或绳索轨道，输送轨道31的下端固定在挡块29上，输送轨道31的上端固定在杆座连接结构的杆座连接套9外壁，挡块29用于挡住沿着输送轨道31移动到输送轨道31移动低端的装载篮12。装载篮12上设有与开槽轨道匹配的滑块或者供绳索轨道穿过的导向孔12a。所述外刀片底座1的两相对侧分别安装一所述弹性回卷结构10，各弹性回卷结构10与装载篮12上表面通过绳子32和挂环11连接，绳子32的卷绕在弹性回卷结构10上，绳子32的自由末端连接至挂环11。

操作时，将环形剪切结构套住水果，使水果的根茎部位位在成组的内刀片4和外刀片5之间，握紧握把26并且下拉握把26，通过握把26上固定的滑动螺钉28、拉绳25、滑轮24和单杆连接块23牵动下连杆16传力，联动连接绳6，连接绳6通过水平定滑轮7和竖直定滑轮8这两个定滑轮将握把26的受力传递到所述内刀片底座2，使内刀片底座2相对外刀片底座1转动，进而带动内刀片4相对外刀片5运动，从而剪切水果根茎，使水果落入装载篮12。当重量达到预设值时，弹性回卷结构10上卷绕的绳子32被拉伸，装载篮12脱离环形剪切结构并且自动沿输送轨道31下滑往回运输至挡块29位置固定，如预设弹性回卷结构10保持装载篮12紧挨环形剪切结构的拉力为5kg，当采摘下来的水果的重量超过5kg时，装载篮12由于内装水果的重力会脱离环形剪切结构向下运动。装载篮12在水果取出并解除固定后由于弹性回卷结构10的收卷作用让绳子32回卷，而使装载篮12回弹到环形剪切结构下侧处。

当需要缩短内杆13时，按压所述按压把19的自由按压端，使扭簧二p压缩，压销18离开连压块20和内杆13，则扭簧一k弹起，使连压块20被弹起，连压块20的抵压部q离开上连杆14，则可以推动外杆22，使得外杆22和内外杆连套17相对内杆13向上移动，以及使得双杆连接块21和下连杆16相对上连杆14向上移动，上连接杆14的下端伸出双杆连接块21的下端，待双杆连接块21移动到上连杆14上适当的具有压槽j的位置时，容纳腔g内上部的销钉h会滑入压槽j内，释放按压把19的自由按压端，则扭簧二p弹起，压销18插入内杆13内并且压住连压块20，连压块20压住扭簧一k和上连杆14，使扭簧一k压缩以及上连杆14的压槽j压住容纳腔g内上部的销钉h，则可以固定住上连杆14、内杆13以及外杆22，从而实现伸缩杆的缩短；需要缩短内杆13时，操作方式与内杆缩短方式一样，不同的是使双杆连接块21相对上连杆14、以及使外杆22和内外杆连套17相对内杆13向下移动，则可以实现伸缩杆的伸长。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。