本发明属于水果采摘工具领域，主要涉及采摘工采摘水果时无需攀爬果树的一种水果采摘装置。
背景技术
水果是我国继粮食、蔬菜之后的第三大种植作物，已成为许多地区农村经济发展的一大支柱。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更低。水果采收作为果园生产过程中的一个重要环节，具有季节性强和劳动密集型的特点，所用的劳动力占整个生产过程所用劳动力的35％-45％。然而，由于我国果林一般分布在地势不平坦的山地，且果农承包面积较小，不适宜开展大规模的机械化生产，因此，我国的水果采收绝大部分还是以人工采摘为主。人工采摘需要劳动力多，劳动强度大，与农业劳动力短缺和人工成本升高的现实相矛盾，同时，采收作业质量的好坏直接关系到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益；另一方面，采摘高处的水果时，一般都借助爬梯或者需要爬树采摘，不仅费事费力，效率低下，还容易产生安全隐患，所以，发明一种水果采摘装置，辅助人们采摘高处的水果，不仅可降低人工采摘的劳动强度，提高作业效率，还可保护人生安全。
技术实现要素：
本发明设计的目的是公开一种结构简单、便于人工操作、效率高，适用于高空、无需攀爬果树的苹果、梨子、柑橘、橙子等水果的采摘装置。
本发明的技术解决方案是：一种水果采摘装置，包括u形手拉环、拉绳导向轮、小轴、固定环、心轴、挡销、拉绳联接件、压簧i、长套管、拉绳导向件i、中心轴、尼龙线网管、拉绳、压簧ii、支撑板、垂直支撑件、拉簧挂座、托盘撑脚、销轴i、撑杆、拉簧、销轴ii、滚子、托盘、左档板、侧档板、销轴iii、右半剪刀、水平支承板、左半剪刀、紧定螺钉、压板、垫板、压簧iii、拉绳导向件ii，其特征在于：长套管顶端内孔加工有一段阶梯孔，其顶端外圆柱面上用两个紧定螺钉固定一支撑板，长套管下端加工了一段长槽，在长槽中偏下位置加工了一水平u形槽，从长套管下端向上依次装有固定环、拉绳联接件、压簧i和拉绳导向件i；中心轴装入长套管中，其顶部开有一通槽，将焊接在托盘底部的托盘撑脚置于通槽中，用销轴i将托盘撑脚和中心轴铰接，通槽下方的中心轴上用两个螺栓固定一拉簧挂座，压簧ii置于长套管与中心轴之间，压簧ii底部抵在长套管阶梯孔肩上，其顶部抵在拉簧挂座上；固定环上方的中心轴上加工有一通孔，u形手拉环上端两边开有长槽，心轴分别穿过u形手拉环中的长槽、长套管下端的长槽和中心轴上的通孔，将u形手拉环挂在心轴上；支撑板右边焊接有垂直支撑件，垂直支撑件上装有水平支承板，左半剪刀和右半剪刀用销轴iii铆接在水平支承板上；两根拉绳分别固定在左半剪刀和右半剪刀尾部，交叉穿过拉绳导向件ii后，从垂直支撑件顶部和两边的浅槽中绕下，再穿过拉绳导向件i，绕过拉绳导向轮后用压板由螺钉紧固在拉绳联接件上；支撑板左侧焊接有一撑杆，撑杆头部加工有凹槽，用销轴ii将滚子铰接在撑杆头部的凹槽中。
所述的托盘左侧中部焊接了一个拉簧挂钩件，拉簧一头挂在拉簧挂钩件上，另一头勾在拉簧挂座上。
所述的中心轴顶端头部加工成斜面，铰接在中心轴顶端的托盘在拉簧的作用下，中心轴顶端头部斜面左侧边缘与托盘撑脚榫头处的凸肩接触，在无其他外力作用下，托盘处于水平状态；向下拉动中心轴，当托盘左侧底部与撑杆上的滚子接触后，托盘可绕销轴i顺时针转动并向尼龙线网管方向倾斜，使采摘的水果滚入尼龙线网管中；中心轴向上移动，托盘底部离开撑杆上的滚子时，在拉簧作用下，托盘又恢复到水平状态。
所述的拉绳导向件用两个紧定螺钉固定在长套管上，拉绳联接件与长套管为间隙配合，长套管上装有两个挡销，用来限制拉绳联接件相对于长套管向下滑动的最低位置。
所述的支承板左侧安装了两块左挡板，在前后分别焊接了一块侧挡板。其作用是：当水果从树枝上被拽下或剪下后，水果落在托盘上。当托盘随中心轴下移时，左挡板和侧挡板防止了水果从托盘左侧和前后掉落到地上。
所述的固定环用螺栓紧固在长套管最下端，长套管右侧固定环中的螺栓联接处设置有垫板，拉绳导向轮由小轴支承安装在固定环右侧。
所述的垂直支撑件与支撑板焊接后形成一封闭的多边形通道，尼龙线网管口与多边形通道相连。
所述的水平支承板前端开有一v形槽口，剪刀张开到最大时，左半剪刀和右半剪刀的刀口分别与水平支承板前端的v形槽口平齐。
本水果采装置可做成(1000mm、1500mm、2000mm)不同长度，以适应不同的高度。
采摘水果前，水果采摘装置如图1所示：托盘在拉簧作用下处于水平状态，并刚好与滚子接触，穿过中心轴的心轴卡在长套管的水平u形槽中，拉绳在压簧iii的作用下处于张紧状态，此时，左挡板顶端与水平支承板底面的间距为最大。采摘水果时，将水果采摘装置中的水平支承板底部靠近水果顶部从水果右侧向左平移，使果柄位于水平支承板前端的v形槽口中，直到水果采摘装置中左半剪刀和右半剪刀刀口交叉点移至果柄处，然后旋转u形手拉环，使心轴位于长套管的纵向槽中，在压簧ii的推动下，中心轴相对于长套管向上移动，托盘上表面与水果底部接触后将水果压向水平支承板，直到水果的顶端和底部分别与水平支承板和托盘同时接触后，中心轴相对于长套管的移动停止，水果在托盘和水平支承板之间被夹紧，此时，采摘有二种方法，方法之一：手握住长套管直接向下拽，使果柄折断；方法之二：一手握住长套管，另一只手将u形手拉环向上推，当u形手拉环头部与拉绳联接件下端接触后，推动拉绳联接件相对于长套管向上移动，并带动两根拉绳向上运动，在两根拉绳的拉动下，左半剪刀和右半剪刀合拢，剪断果柄；松开u形手拉环，向上的推力消失，拉绳联接件在压簧i的作用下相对于长套管向下运动，直至其底部与挡销接触，移动停止，同时，在压簧iii的作用下，左半剪刀和右半剪刀复位，剪刀口张开，拉绳始终处于张紧状态；接着向下拉动u形手拉环，通过心轴将中心轴向下拉动，压簧ii被压缩，托盘随着中心轴下降，直至托盘倾斜到一定角度，水果滑入尼龙线网管中，停止拉动u形手拉环，水果顺着尼龙线网管落下滑入到放在地面上的果篮中。由于尼龙线网管在无水果落入时，网管处于一种收缩状态，当水果落入尼龙线网管后，网管被撑大，水果顺着网管慢速落入地面的水果收集篮中，不会造成收集篮中的水果碰伤；然后减小u形手拉环上的拉力，中心轴在压簧ii的作用下带着心轴和u形手拉环慢慢向上，托盘在拉簧的作用下绕着销轴i逆时针旋转，当托盘转至水平时，心轴正好位于长套管长槽边的水平u形槽处，旋转u形手拉环，使心轴卡在长槽边的水平u形槽中，中心轴相对于长套管固定。重复上述过程进行下一个水果的采摘。
对上面所述的二种采摘方法，方法一比方法二少了一项操作、更简便，但如果某类水果采用方法一采摘，手握住长套管直接向下拽，果柄在与水果连接处折断，并造成果皮损伤、水果不宜储藏时，这类水果的采摘宜采用方法二，由剪刀剪断果柄。
本发明的优点和积极效果是：本水果采摘装置中的托盘相对于水平支承板的距离可随被采摘的水果大小而变化，水果在采摘前始终处于一种被适当夹紧的状态，所以可实现直接向下拽，或用剪刀剪断果柄两种采摘方式；采摘下来的水果通过尼龙线网管直接滑入地面上的果篮中，无需人工从采摘装置中取出，提高了工作效率。
附图说明
图1为水果采摘装置主视图，表示水果采摘前采摘装置中各零件的相对位置
图2为水果采摘装置左视图
图3为a向视图，表示剪刀与水平支承板及其他相关零件的安装位置
图4为c-c剖面图，表示心轴卡在长套管长槽边的水平u形槽中的情况
图5为b-b剖面图，表示拉绳被夹紧的情况
图6为d-d剖面图，表示拉绳穿过拉绳导向件i的位置情况
图7为水果被夹紧，剪断果柄时采摘装置中各零件的相对位置
图8为水果即将落入尼龙线网管时采摘装置中各零件的相对位置
图中：1、u形手拉环2、拉绳导向轮3、小轴4、固定环5、心轴6、挡销7、拉绳联接件8、压簧i9、长套管10、拉绳导向件i11、中心轴12、尼龙线网管13、拉绳14、压簧ii15、支撑板16、垂直支撑件17、拉簧挂座18、托盘撑脚19、销轴i20、撑杆21、拉簧22、销轴ii23、滚子24、托盘25、左挡板26、侧挡板27、销轴iii28、右半剪刀29、水平支承板30、左半剪刀31、紧定螺钉32、压板33、垫板34、压簧iii35、拉绳导向件ii
具体实施方式：下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
长套管9顶端内孔加工有一段阶梯孔，其顶端外圆柱面上用两个紧定螺钉固定一支撑板15，长套管9下端加工了一段长槽，在长槽中偏下位置加工了一水平u形槽(图1中的c-c剖面处)，从长套管9下端向上依次装有固定环4、拉绳联接件7、压簧i8和拉绳导向件i10；中心轴11装入长套管9中，其顶部开有一通槽，将焊接在托盘24底部的托盘撑脚18置于通槽中，用销轴i19将托盘撑脚18和中心轴11铰接，通槽下方的中心轴11上用两个螺栓固定一拉簧挂座17，压簧ii14置于长套管9与中心轴11之间，压簧ii14底部抵在长套管9阶梯孔肩上，其顶部抵在拉簧挂座17上；固定环4上方的中心轴11上加工有一通孔，u形手拉环1上端两边开有长槽，心轴5分别穿过u形手拉环1中的长槽、长套管9下端的长槽和中心轴11上的通孔，将u形手拉环1挂在心轴5上；支撑板15右边焊接有垂直支撑件16，垂直支撑件16上装有水平支承板29，左半剪刀30和右半剪刀28用销轴iii27铆接在水平支承板29上(如图1所示)；两根拉绳13分别固定在左半剪刀30和右半剪刀28尾部，交叉穿过拉绳导向件ii35后(如图3所示)，从垂直支撑件16顶部和两边的浅槽中绕下(如图2所示)，再穿过拉绳导向件i10，绕过拉绳导向轮2后用压板32由螺钉紧固在拉绳联接件7上(如图5所示)；支撑板15左侧焊接有一撑杆20，撑杆20头部加工有凹槽，用销轴ii22将滚子23铰接在撑杆20头部的凹槽中(如图1所示)。
所述的托盘24左侧中部焊接了一个拉簧挂钩件，拉簧21一头挂在拉簧挂钩件上，另一头挂在拉簧挂座17上。
所述的中心轴11顶端头部加工成斜面，铰接在中心轴11顶端的托盘24在拉簧21的作用下，中心轴11顶端头部斜面左侧边缘与托盘撑脚18榫头处的凸肩接触，在无其他外力作用下，托盘24处于水平状态；向下拉动中心轴11，当托盘24左侧底部与撑杆20上的滚子23接触后，托盘24绕销轴i19顺时针转动并向尼龙线网管12方向倾斜，使采摘的水果滚入尼龙线网管12中；中心轴11向上移动时，托盘24底部离开撑杆20上的滚子23时，在拉簧21作用下，托盘24又恢复到水平状态(如图1所示)。
所述的拉绳导向件i10用两个紧定螺钉31固定在长套管9上(如图6所示)，拉绳联接件7与长套管9为间隙配合，长套管9上装有两个挡销6(如图1所示)，用来限制拉绳联接件7相对于长套管9向下滑动的最低位置。
所述的托盘24左侧安装了两块左挡板25，前后分别焊接了一块侧挡板26。其作用是：当水果从树枝上被拽下或剪下后，水果落在托盘24上。当托盘24随中心轴11下移时，左挡板25和侧挡板26防止了水果从托盘左侧和前后掉落到地上。
所述的固定环4用螺栓紧固在长套管9最下端，长套管9右侧固定环4中的螺栓联接处设置有垫板33，拉绳导向轮2由小轴3支承，安装在固定环右侧(如图4所示)。
所述的垂直支撑件16与支撑板15焊接后形成一封闭的多边形通道(如图2所示)，尼龙线网管12口与多边形通道相连。
所述的水平支承板29前端开有一v形槽口，剪刀张开到最大时，左半剪刀30和右半剪刀28的刀口分别与水平支承板29前端的v形槽口平齐(如图3所示)。
采摘水果前，水果采摘装置如图1所示：托盘24在拉簧21作用下处于水平状态，并刚好与滚子23接触，穿过中心轴11的心轴5卡在长套管9的水平u形槽中，拉绳13在压簧iii34的作用下处于张紧状态，此时，左挡板25顶端与水平支承板29底面的间距为最大。采摘水果时，将水果采摘装置中的水平支承板29底部靠近水果顶部从水果右侧向左平移，使果柄位于水平支承板29前端的v形槽口中，直到水果采摘装置中左半剪刀30和右半剪刀29刀口交叉点移至果柄处，然后旋转u形手拉环1，使心轴5位于长套管9的纵向槽中，在压簧ii14的推动下，中心轴11相对于长套管9向上移动，托盘24上表面与水果底部接触后，将水果压向水平支承板29，直到水果的顶端和底部分别与水平支承板29和托盘24同时接触后，中心轴11相对于长套管9的移动停止，水果在托盘24和水平支承板29之间被夹紧，此时，采摘有二种方法，其方法之一是：如果手握住长套管9直接向下拽，能使果柄折断或果柄与树枝的结合处折断，就用此方法采摘；如果手握住长套管9直接向下拽，使果柄与水果连接处折断，并造成水果皮受到损伤，水果不宜储藏，就应采用方法之二：一手握住长套管9，另一只手将u形手拉环1向上推，当u形手拉环1头部与拉绳联接件7下端接触后，推动拉绳联接件7相对于长套管9向上移动，并带动两根拉绳13向上运动，在两根拉绳13的拉动下，左半剪刀30和右半剪刀28刀口合拢，剪断果柄；松开u形手拉环1，向上的推力消失，拉绳联接件7在压簧i8的作用下相对于长套管9向下运动，直至其底部与挡销6接触，移动停止，同时，在压簧iii34的作用下，左半剪刀30和右半剪刀28复位，剪刀口张开，拉绳13始终处于张紧状态。采摘动作完成后，接着向下拉动u形手拉环1，通过心轴5将中心轴11向下拉动，压簧ii14被压缩，托盘24随着中心轴11下降；当托盘24底部与撑杆20头部的滚子23接触后，托盘24随托盘撑脚18一边绕销轴i19转动，一边向尼龙线网管12方向倾斜，直至水果滑入尼龙线网管12中(如图8所示)，水果顺着尼龙线网管落下滑入到放在地面上的果篮中，由于尼龙线网管在无水果落入时，网管处于一种收缩状态，当水果落入尼龙线网管后，网管被撑大，水果顺着网管慢速落入地面的水果收集篮中，不会造成收集篮中的水果碰伤；然后减小u形手拉环1上的拉力，中心轴11在压簧ii14的作用下带着心轴5和u形手拉环1慢慢向上，托盘24在拉簧21的作用下绕着销轴i19逆时针旋转，当托盘24转至水平时，心轴5正好位于长套管9长槽边的水平u形槽处，旋转u形手拉环1，使心轴5卡在长槽边的水平u形槽中，中心轴11相对于长套管9固定。重复上述过程进行下一个水果的采摘。