一种拉剪式水果采收装置的制作方法

本发明涉及辅助果农采摘收集水果装置技术领域，尤其是涉及一种拉剪式水果采收装置。

背景技术

目前，水果从成熟到售卖需要经过以下五个过程：采摘→分拣→包装→运输→售卖。一般而言，果农只负责对水果进行采摘和分拣。由于该产业属于劳动密集型产业，果农在进行这两个环节时，主要以劳动力为主，核心科技含量并不高，所以果农在整个水果销售过程中付出最多，盈利却最少。如何辅助果农采摘收集水果、减小劳动力成本、提高采摘效率，成了当下急需解决的问题。

技术实现要素：

为了克服现有水果采摘技术存在效率较低、劳动力成本较高的缺陷，本发明提供了一种拉剪式水果采收装置，具有拉与剪相配合采摘机制，最大限度减小果树损伤，同时为农民采摘水果提供了很大的便利，提高了采摘效率，操作简单。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种拉剪式水果采收装置，包括拉剪采摘装置、水果传输装置、自动装箱装置、收集箱和机架，所述自动装箱装置、收集箱均安装在机架上，所述收集箱位于所述自动装箱装置的下方；所述自动装箱装置包括步进电机、第一转轴、主动链轮、第二转轴、从动链轮、链条和套筒，所述第一转轴和第二转轴可转动的安装在机架上且沿着机架的前后方向布置，所述主动链轮安装在所述第一转轴上，所述从动链轮安装在第二转轴上，所述主动链轮通过所述链条与所述从动链轮连接，所述步进电机安装在机架上且其电机轴通过联轴器与所述第一转轴连接，所述套筒位于收集箱的开口上方且固定在所述链条的外侧上，所述套筒底部内设有用于检测水果通过的光电传感器，所述光电传感器与控制器连接，所述控制器与所述步进电机连接；

所述拉剪采摘装置通过收集圈与水果传输装置的进料端连接，所述水果传输装置的出料端与所述套筒的上端连接。

进一步，所述拉剪采摘装置包括采摘框架、两个剪切爪、一个定位爪、拉杆、复位弹簧、刹车线和用于手持的持杆，每个剪切爪上设有一个刀片，两个剪切爪左右对称的布置在所述定位爪的左右两侧且通过连杆与定位爪的下部铰接，同时两个剪切爪与采摘框架铰接，所述采摘框架固定在持杆的上端，所述定位爪的下端固定在拉杆的上端上，所述拉杆的下端通过刹车线与拉线把手连接，所述复位弹簧套装在拉杆上且其上端与所述定位爪的下端连接，其下端与所述持杆连接，两个剪切爪、连杆和定位爪之间形成一个双摇杆滑块机构；

所述收集圈位于所述定位爪的下方且固定在所述采摘框架的侧面上，所述定位爪的两个爪与收集圈上下正对布置，两个剪切爪的刀片均朝向定位爪布置。

再进一步，所述水果传输装置包括柔性布筒和塑料弹簧圈，所述柔性布筒内设有四个弹性拉伸口，四个弹性拉伸口自上而下等间隔布置，每个弹性拉伸口的底部均用橡皮筋收口；所述柔性布筒的进料端固定在所述收集圈上，所述柔性布筒的出料端与所述塑料弹簧圈的上端连接，所述塑料弹簧圈的下端与套筒的上端连接。

再进一步，所述机架的底部设有四个万向轮，所述机架上还设有推拉把手，所述收集箱安放在铝板上，所述铝板固定在所述机架上，在收集箱的底部一周还设有挡板，所述挡板固定在所述铝板上。

再进一步，所述收集箱为带间隔的纸箱。

再进一步，所述持杆为伸缩杆，所述伸缩杆包括内杆、外杆和松紧接口，所述内杆的下部位于所述外杆内且通过松紧接口旋紧，所述采摘框架固定安装在所述内杆的上端，内杆的最长拉伸距离为2.8m。

更进一步，所述定位爪的两个爪之间的间隙为4mm。

本发明的有益效果主要表现在：

1)两种采摘方式相结合，对位方便，拉可以保证采摘效率，剪可以防止枝干损伤，很好地保障了树的枝干完整性；

2)在向下传输过程中加入了弹性拉伸口，水果的品相是消费者购买时首先考虑的方面，所以整个装置减速单元是最重要的单元之一，利用四个自由调整长度的橡皮筋质带口，加上传输装置本身的摩擦力，可以将水果落下的速度降到2.6m/s，再加上在纸箱下面垫上的厚海绵，可以将果子的损伤率降到5％以下，将果农因碰撞造成的损失降到最低；

3)自动装箱装置，即果子摘下后通过柔性布筒依次落入箱格中，这种方式省去了果农装箱的过程，节约了劳动力，提高了效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的拉剪采摘装置结构示意图。

图3是本发明的持杆结构示意图。

图4是本发明的柔性布筒示意图。

图5是本发明的塑料弹簧圈示意图。

图6是本发明的自动装箱装置结构示意图。

图7是本发明的机架示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图7，一种拉剪式水果采收装置，包括拉剪采摘装置、水果传输装置、自动装箱装置、收集箱和机架，所述自动装箱装置、收集箱均安装在机架上，所述收集箱位于所述自动装箱装置的下方；所述自动装箱装置包括步进电机37、第一转轴、主动链轮34、第二转轴、从动链轮29、链条和套筒33，所述第一转轴和第二转轴可转动的安装在机架上且沿着机架的前后方向布置，所述主动链轮34安装在所述第一转轴上，所述从动链轮29安装在第二转轴上，所述主动链轮34通过所述链条与所述从动链轮29连接，所述步进电机37安装在机架上且其电机轴通过联轴器36与所述第一转轴连接，所述套筒33位于收集箱的开口上方且固定在所述链条的外侧上，所述套筒33底部内设有用于检测水果通过的光电传感器，所述光电传感器与控制器连接，所述控制器与所述步进电机37连接；

所述拉剪采摘装置通过收集圈14与水果传输装置的进料端连接，所述水果传输装置的出料端与所述套筒33的上端连接。

进一步，所述拉剪采摘装置包括采摘框架、两个剪切爪、一个定位爪5、拉杆15、复位弹簧16、刹车线和用于手持的持杆，每个剪切爪上设有一个刀片，两个剪切爪左右对称的布置在所述定位爪5的左右两侧且通过连杆与定位爪5的下部铰接，同时两个剪切爪与采摘框架铰接，所述采摘框架固定在持杆的上端，所述定位爪5的下端固定在拉杆15的上端上，所述拉杆15的下端通过刹车线与拉线把手连接，所述复位弹簧套装在拉杆15上且其上端与所述定位爪的下端连接，其下端与所述持杆连接，两个剪切爪、连杆和定位爪5之间形成一个双摇杆滑块机构；

所述收集圈位于所述定位爪5的下方且固定在所述采摘框架的侧面上，所述定位爪5的两个爪与收集圈14上下正对布置，两个剪切爪的刀片均朝向定位爪布置。

再进一步，所述水果传输装置包括柔性布筒22和塑料弹簧圈27，所述柔性布筒22内设有四个弹性拉伸口，四个弹性拉伸口自上而下等间隔布置，每个弹性拉伸口的底部均用橡皮筋收口；所述柔性布筒22的进料端固定在所述收集圈14上，所述柔性布筒22的出料端与所述塑料弹簧圈27的上端连接，所述塑料弹簧圈27的下端与套筒33的上端连接。

再进一步，所述机架的底部设有四个万向轮31，所述机架上还设有推拉把手，所述收集箱安放在铝板上，所述铝板固定在所述机架上，在收集箱的底部一周还设有挡板，所述挡板固定在所述铝板上。

再进一步，所述收集箱为带间隔的纸箱32。

再进一步，所述持杆为伸缩杆，所述伸缩杆包括内杆19、外杆20和松紧接口21，所述内杆19的下部位于所述外杆20内且通过松紧接口21旋紧，所述采摘框架固定安装在所述内杆19的上端，内杆19的最长拉伸距离为2.8m。

更进一步，所述定位爪5的两个爪之间的间隙为4mm。

如图1所示，拉剪采摘装置，采用拉与剪相结合的形式，对于不同强度的果梗，用不同方式采摘，减小由于拉扯给枝干带来的损伤；水果传输装置采用自制柔性布筒，在柔性布筒内设置由弹性拉伸口，水果掉落时，由于弹性拉伸口的压缩作用，给予水果一个阻力，达到减速效果；自动装箱装置，在水果下落轨迹上装有光电感应器，当一个水果落下，光电感应器向控制器发送一个信号，控制步进电机转动，步进电机带动链轮链条转动到下一个指定位置，实现自动装箱。

如图2所示，所述拉剪采摘装置，包括刀片一1、刀片二2、剪切爪一3、剪切爪二4、定位爪5、连杆一6，连杆二7、连杆三8、连杆四9、支撑杆一10、支撑杆二11、支撑杆三12、支撑杆四13、拉杆15、复位弹簧16、横杆一17、横杆二18，拉剪采摘装置上端，由剪切爪一3、剪切爪二4、连杆一6、连杆二7、连杆三8、连杆四9、定位爪5共同组成一个双摇杆滑块机构，首先由定位爪5固定住果实，定位爪5作用于果实与树干之间果梗处，由铝片打磨而成，两个爪之间留有4mm的空隙，正好可以固定住果梗，对于大多数已经成熟的果实，只需拉动杆，便可将果实摘下，但如果尚未完全成熟，果梗较牢固，果农拉动拉线把手，由刹车线带动拉杆15，拉杆15与定位爪5固连，同时向下拉动，由于双摇杆滑块机构作用，左右两爪向中间闭合，实现剪切；支撑杆一10、支撑杆二11、支撑杆三12、支撑杆四13、横杆二18实现采摘装置的支撑作用；横杆一17横向固定在支撑杆一10与支撑杆二11之间，收集圈14固定在横杆一17上，用于收集摘下的果实并使之滑落到传输装置中；复位弹簧16套在拉杆15上，用于实现剪切运动的复位。

如图3所示，所述持杆为伸缩杆，内杆19与外杆20均为空心杆，且内杆19略细于外杆20，所以可以塞入外杆20之中，当果实较高时，将松紧接口21旋松，可将内杆19拉出更长的距离，再将松紧接口旋紧21，便可以采摘高处果实了，持杆的最长拉伸距离为2.8m，再加上持杆者本身的高度，足以采摘4.5m内的果实。

如图4所示，所述水果传输装置，包括自制柔性布筒22，弹性拉伸口一23，弹性拉伸口二24，弹性拉伸口三25，弹性拉伸口四26；水果被拉剪离开树枝后，因重力作用向下掉入收集圈14，再沿着柔性布筒22向下；柔性布筒22由普通涤纶布制成，长1.5m，直径10.5cm，允许大多数果实滑落；此外，在布筒内部，间隔50cm设置了四个弹性拉伸口，由尼龙网制成，底下用橡皮筋收口，可以根据果实大小的不同调节收口直径，水果由上至下掉落到收口处，由于橡皮筋弹性作用，当水果将橡皮筋撑开时，橡皮筋给了水果一个斜向上的力，达到减速效果，避免水果由于向下掉落冲力太大而损坏，造成不必要的损失。

如图5所示，塑料弹簧圈27是为了适应水果的不同高度，传输装置也必须有伸缩效果，这里选用的塑料弹簧圈27，自然压缩高度为10cm，最大拉伸长度为50cm，内径10cm，实现了传输装置的自由拉伸，方便水果收集。

如图6、7所示，所述自动装箱装置，包括阶梯轴二28即第二转轴、从动链轮29、单侧单耳链条30、套筒33、主动链轮34、阶梯轴一35即第一转轴、联轴器36、步进电机37、木板38、铝板一39、卧式轴承二40、卧式轴承一59、铝型材一60、光电传感器，水果由上面水果传输装置落下，经过套筒33，落入带间隔的纸箱32中，完成一个水果采摘周期；而在套筒底部，装有光电传感器，当水果落下，光电传感器接收信号，同时开始第二个水果周期，信号通过控制器处理带动步进电机37旋转，从动链轮29通过阶梯轴二28、联轴器36与步进电机37相连，带动旋转，链条采用的是单侧单耳链条30，链条侧面装有套筒33，单侧单耳链条30带动套筒33前进到指定位置，然后等待；纸箱共两层，每层两排，每排四个，套筒33由从动链轮29处第一个位置出发，行进到第四个位置，主动链轮34处旋转到第五个位置，之后在第八个位置停顿一下，连续装入两个水果，然后步进电机37反转，沿原路径返回，完成上一层水果的装箱。

如图7所示，所述机架，包括万向轮31，铝型材二41，铝型材三42，铝型材四43，铝型材五44，铝型材六45，铝型材七46，铝型材八47，挡板一48，挡板二49，挡板三50，挡板四51，挡板五52，铝板二53，铝型材九54，铝型材十55，铝型材十一56，铝型材十二57，铝型材十三58，铝型材十四61，铝型材十五62，铝型材十六63；各铝型材之间均是由角件连接组装而成，组成了一个运输小车；五块挡板固定在铝板二53之上，用于定位带间隔的纸箱32，防止其在运输过程中或斜坡上滑落；四个万向轮31安装于小车底部，方便运输。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。