一种便携菠萝采摘器的制作方法

本发明涉及水果采摘技术领域，尤其涉及一种便携菠萝采摘器。

背景技术

目前菠萝采摘主要为机器辅助采摘和人工采摘，机器辅助采摘主要是利用小型机械手，然而小型机械手操作不易并且采摘完成后菠萝极容易掉落造成收集困难，采摘效果不理想；人工采摘要求果农采摘时弯腰用双手操作，一只手扶菠萝果实，另一只手拿刀砍断菠萝果柄，工作效率低，菠萝植株的剑状叶片和菠萝果实表面的尖锐凸起极易对果农手部造成伤害，并且持续的弯腰操作很容易造成腰椎疲劳，工作强度大。

而且无论是机械手采摘还是人工采摘，都没有把采摘和称重两道工序集合，采摘到售卖周期长，效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种能够有效减小工作强度、同时实现采摘和称重的便携菠萝采摘器。

本发明提供一种便携菠萝采摘器，包括筒体、采摘装置和传动装置，所述筒体包括中间盘和底盘，所述中间盘位于底盘的上方，所述中间盘与传动装置连接，所述底盘上设有若干刀片固定台，所述采摘装置包括转动圆环和若干刀片，所述转动圆环位于中间盘和底盘之间，所述转动圆环与中间盘连接，所述转动圆环在底盘上转动，每一个刀片与转动圆环之间设有连杆，所述连杆的一端转动连接在转动圆环上，所述连杆的另一端与刀片的第一端转动连接，所述刀片的第二端转动连接在刀片固定台上，所述传动装置受力转动后带动中间盘转动，所述中间盘转动带动转动圆环转动，所述转动圆环转动带动连杆做平面复合运动，所述连杆运动带动刀片转动使刀片打开或闭合，所述刀片打开时形成空隙，菠萝冠芽和菠萝果实穿过空隙进入筒体内，所述刀片闭合时切割菠萝果柄使菠萝冠芽和菠萝果实留在筒体内。

进一步地，所述传动装置包括啮合的小锥齿轮和大锥齿轮，所述大锥齿轮与中间盘连接，所述中间盘的中心开设有第一圆孔，所述第一圆孔的直径与大锥齿轮的轮毂直径一致，所述第一圆孔与大锥齿轮过盈配合，所述小锥齿轮配合连接齿轮轴，所述齿轮轴受力转动时带动小锥齿轮转动，所述小锥齿轮转动带动大锥齿轮转动，所述大锥齿轮转动带动中间盘转动。

进一步地，所述中间盘与转动圆环之间通过若干支撑长杆连接，所述支撑长杆的上端与中间盘连接，所述支撑长杆的下端与转动圆环连接。

进一步地，所述转动圆环上开设有若干第一小孔，所述第一小孔内放置万向球，所述万向球的上端与第一小孔配合连接，所述万向球的下端与底盘接触。

进一步地，所述刀片的数量为5个，所述刀片包括第一刀刃和第二刀刃，所述第一刀刃向外凸，所述第二刀刃向内凹，所述第一刀刃与第二刀刃构成的刀尖角的角度为72度，相邻刀片的第一刀刃和第二刀刃契合，所述刀片转动使相邻刀片的第一刀刃和第二刀刃配合切割菠萝果柄。

进一步地，所述采摘器还包括限位装置，所述限位装置包括若干组尼龙柱和若干层具有弹性的挡圈，通过尼龙柱将这些挡圈由上至下逐层排列在筒体的内部。

进一步地，所述采摘器还包括称重装置，所述称重装置包括拉力传感器、显示屏、电池、单片机和变送器，所述电池给拉力传感器、显示屏和变送器供电，所述筒体还包括顶盖，所述顶盖位于中间盘的上方，所述拉力传感器和显示屏均设置在顶盖的上端，所述电池、单片机和变送器均设置在顶盖的下端，所述拉力传感器检测菠萝冠芽和菠萝果实的总重量并将检测到的总重量转换为电信号，所述电信号无线传输到变送器，所述变送器接收电信号并将其转换为电压信号，所述电压信号无线传输到单片机，所述单片机采集到电压信号后将其转换成数字信号，所述数字信号无线传输到显示屏，所述显示屏接收数字信号并将其显示在显示屏上。

进一步地，所述拉力传感器的下端与顶盖的上端固定连接，所述拉力传感器的上端固定连接提手，手握所述提手可将采摘器提起。

进一步地，所述顶盖的上端设置有开关，所述开关控制称重装置的通断电，所述开关被开启时，电池给拉力传感器、显示屏和变送器供电，所述开关被关闭时，电池停止供电。

进一步地，所述顶盖的下端连接轴承座，所述轴承座上开设有第二小孔，所述第二小孔内放置有与齿轮轴配合连接的轴承；所述齿轮轴伸向筒体内的一端连接小锥齿轮，所述齿轮轴伸出筒体的另一端连接把手。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的便携菠萝采摘器操作方便、结构简单、装置轻便，有效解决了传统机械手采摘完成后菠萝易掉落的难题，避免了长期弯腰操作和剑状树叶及菠萝果实表面的尖锐凸起对果农手部的损伤；本发明提供的便携菠萝采摘器通过传动装置控制刀片的开合，减小了采摘的工作强度，极大提高了工作效率；本发明提供的便携菠萝采摘器通过在筒体内设置限位装置将掉落在筒体内的菠萝果实扶正，避免菠萝果实发生倾斜，使得菠萝果实被收集时可以轻松落入收集容器；本发明提供的便携菠萝采摘器通过设置称重装置能够实现在采摘的同时完成称重，便于将不同重量的菠萝分类，大大减少了从采摘到售卖的时间，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明一种便携菠萝采摘器的结构示意图。

图2是本发明一种便携菠萝采摘器的称重装置的结构组成示意图。

图3是本发明一种便携菠萝采摘器的采摘装置闭合状态的结构示意图。

图4是本发明一种便携菠萝采摘器的采摘装置打开状态的结构示意图。

图5是本发明一种便携菠萝采摘器的采摘装置的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图3，本发明的实施例提供了一种便携菠萝采摘器，包括筒体1、称重装置2、传动装置3、限位装置4和采摘装置5，筒体1为圆柱状的空心结构，传动装置3、限位装置4和采摘装置5均设置在筒体1内，称重装置2设置在筒体1上，筒体1包括顶盖11、中间盘12和底盘13，中间盘12位于底盘13的上方，中间盘12与传动装置3连接，传动装置3受力转动后可带动中间盘12转动，顶盖11位于中间盘12的上方，中间盘12的中心开设有第一圆孔121，底盘13的中心开设有允许菠萝冠芽和菠萝果实通过的第二圆孔131，底盘13上设有若干刀片固定台132，刀片固定台132通过第三螺栓1321固定连接在底盘13上；一实施例中，刀片固定台132的数量为五个。

参考图1和图2，称重装置2包括拉力传感器21、显示屏22、电池23、单片机24、变送器25、发声器26和电路盒28，拉力传感器21和显示屏22设置在顶盖11的上端，拉力传感器21的下端固定连接在顶盖11的上端，拉力传感器21的上端固定连接提手27，手握提手27可将采摘器提起，电池23、单片机24、变送器25和发声器26被放置在电路盒28内，电路盒28设置在顶盖11的下端，拉力传感器21、显示屏22和变送器25均与电池23连接，单片机24和发声器26均与变送器25连接，电池23给拉力传感器21、显示屏22和变送器25供电，菠萝冠芽和菠萝果实被采摘掉落到筒体1内部时，拉力传感器21检测菠萝冠芽和菠萝果实的总重量并将检测到的总重量转换为电信号，电信号无线传输到变送器25，变送器25接收该电信号并将其转换为电压信号，电压信号无线传输到单片机24，单片机24采集到电压信号后将其转换成数字信号，数字信号无线传输到显示屏22和发声器26，显示屏22接收数字信号并将其显示在显示屏22上，发声器26接收数字信号并根据数字信号发出不同频率的声音以区分菠萝重量，控制称重装置2通断电的开关29设置在顶盖11的上端，开关29被开启时，电池23给拉力传感器21、显示屏22和变送器25供电，开关29被关闭时，电池23停止供电；一实施例中，变送器25为一集成电路板，单片机24和发声器26均集成在变送器25上，单片机24具备ad转换功能或在单片机24上集成ad转换芯片以实现信号转换功能，发声器26选用蜂鸣器，电池23为锂电池。

传动装置3包括啮合的小锥齿轮31和大锥齿轮32，大锥齿轮32的轮毂直径与中间盘12上开设的第一圆孔121的直径一致，大锥齿轮32与第一圆孔121过盈配合使得大锥齿轮32与中间盘12连接，小锥齿轮31配合连接齿轮轴33，齿轮轴33受力转动时带动小锥齿轮31转动，小锥齿轮31转动带动大锥齿轮32转动，大锥齿轮32转动带动中间盘12转动。

齿轮轴33的位置被固定连接在顶盖11的下端的轴承座34限定，轴承座34上开设第二小孔341，第二小孔341内放置轴承342，轴承342与齿轮轴33配合连接，齿轮轴33穿过第二小孔341伸向筒体1内的一端与小锥齿轮31连接，齿轮轴33伸出筒体1的另一端固定连接把手35，把手35受力转动时可带动齿轮轴33转动；一实施例中，小锥齿轮31、把手35的数量均为两个，在顶盖11的下端连接对称的两个轴承座34。

参考图1、图3和图4，采摘装置5包括转动圆环51和若干刀片52，转动圆环51位于中间盘12和底盘13之间，转动圆环51与刀片固定台132间隙配合，转动圆环51的轴线与刀片固定台132的轴线重合，转动圆环51和中间盘12之间通过若干支撑长杆6连接，支撑长杆6的上端通过第一螺栓61与中间盘12连接，支撑长杆6的下端通过第二螺栓与转动圆环51连接，转动圆环51上开设有若干第一小孔511，每一个第一小孔511内放置一个万向球512，万向球512的上端与第一小孔511过盈配合连接，万向球512的下端恰与底盘13接触，万向球512使转动圆环51在底盘13上的转动更加灵活，转动圆环51的内径大于底盘13中心开设的第二圆孔131的直径，每一个刀片52与转动圆环51之间设有弯曲形状的连杆53，刀片52通过连杆53与转动圆环51连接，连杆53的一端通过第一铆钉531转动连接在转动圆环51上，连杆53的另一端通过第二铆钉532与刀片52的第一端转动连接，刀片52的第二端通过第三铆钉1322转动连接在刀片固定台132上，刀片52完全打开时形成的空隙允许菠萝冠芽和菠萝果实通过，刀片52包括第一刀刃521和第二刀刃522，第一刀刃521向外凸，第二刀刃522向内凹，刀片52呈闭合状态时相邻刀片52的第一刀刃521和第二刀刃522契合，每一个刀片52转动使相邻刀片的第一刀刃521和第二刀刃522配合切割菠萝果柄，一实施例中，刀片52、第一小孔511的数量均为5个，刀片52的形状近似为三角形，每一个刀片52的第一刀刃521和第二刀刃522构成的刀尖角的度数为72度；另一实施例中，刀片52的数量为4个或6个，当刀片52的数量为4个时，每一个刀片52的第一刀刃521和第二刀刃522构成的刀尖角的度数为90度，当刀片52的数量为6个时，每一个刀片52的第一刀刃521和第二刀刃522构成的刀尖角的度数为60度，本发明的实施例中的4个刀片52、5个刀片52、6个刀片52仅仅是本发明的具体实例，任何适合操作的刀片数量均在本发明的保护范围内。

限位装置4包括若干层具有弹性的挡圈41和若干组尼龙柱42，挡圈41为空心圆环结构，通过尼龙柱42将挡圈41由上至下逐层排列在筒体1的内部，本发明的一实施例中，挡圈41设置三层，尼龙柱42共三组，每一组尼龙柱42的数量均为五根，第一组尼龙柱42的下端固定连接在刀片固定台132上，第一组尼龙柱42的上端连接第一层挡圈41的下端，第二组尼龙柱42的下端连接第一层挡圈41的上端，第二组尼龙柱42的上端连接第二层挡圈41的下端，第三组尼龙柱42的下端连接第二层挡圈41的上端，第三组尼龙柱42的上端连接第三层挡圈41的下端，菠萝果实被切割置于筒体1内时，菠萝果实的四周被逐层排列的挡圈41围住，使得菠萝果实被扶正，便于收集。

利用本发明提供的便携菠萝采摘器采摘菠萝时，手握提手27，打开开关29，顺时针转动把手35带动齿轮轴33顺时针转动，齿轮轴33转动带动小锥齿轮31转动，小锥齿轮31转动带动大锥齿轮32转动，大锥齿轮32转动带动中间盘12转动，中间盘12转动带动支撑长杆6和转动圆环51转动，转动圆环51转动带动连杆53以第一铆钉531、第二铆钉532为旋转轴做平面复合运动，连杆53运动带动刀片52以第三铆钉1322为旋转轴转动，刀片52转动后完全打开形成空隙，菠萝冠芽和菠萝果实自下至上依次穿过第二圆孔131、空隙进入筒体1内，继续顺时针转动把手35使刀片52的第二刀刃522向相邻刀片52的第一刀刃521移动，则刀片52逐渐闭合，刀片52闭合时第一刀刃521和第二刀刃522配合切割位于菠萝果实下方的菠萝果柄使菠萝冠芽和菠萝果实留在筒体1内，进入筒体1内的菠萝果实被挡圈41扶正，拉力传感器21检测进入筒体1内的菠萝冠芽和菠萝果实的总重量并将检测到的总重量转换为电信号，电信号无线传输到变送器25，变送器25接收该电信号并将其转换为电压信号，电压信号无线传输到单片机24，单片机24采集到电压信号后将其转换成数字信号，数字信号无线传输到显示屏22和发声器26，显示屏22接收数字信号并将其显示在显示屏22上，发声器26接收数字信号并根据数字信号发出不同频率的声音以区分菠萝重量，便于根据菠萝重量分类，需要收集采摘到的菠萝时，转动把手35使刀片52打开，则菠萝自动落入收集容器中。

参考图5，本发明提供的采摘器的采摘装置5是多个铰链四连杆机构组成的虹膜机构，该铰链四连杆机构为一种特殊的双摇杆机构，转动圆环51转动时可视为双摇杆机构中一摇杆的摆动，可以带动连杆53做平面复合运动，随之带动刀片52摆动，从而实现刀片52的旋转切割。

本发明提供的便携菠萝采摘器操作方便、结构简单、装置轻便，有效解决了传统机械手采摘完成后菠萝易掉落的难题，避免了长期弯腰操作和剑状树叶及菠萝果实表面的尖锐凸起对果农手部的损伤；本发明提供的便携菠萝采摘器通过传动装置3控制刀片52的开合，减小了采摘的工作强度，极大提高了工作效率；本发明提供的便携菠萝采摘器通过在筒体1内设置限位装置4将掉落在筒体1内的菠萝果实扶正，避免菠萝果实发生倾斜，使得菠萝果实被收集时可以轻松落入收集容器；本发明提供的便携菠萝采摘器通过设置称重装置2能够实现在采摘的同时完成称重，便于将不同重量的菠萝分类，大大减少了从采摘到售卖的时间，提高了工作效率。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。