一种水果采摘器及穿戴式采摘设备的制作方法

本实用新型涉及水果采摘相关技术领域，特别是指一种水果采摘器及穿戴式采摘设备。

背景技术：

现如今，我们每天都可以吃到新鲜可口的水果，但是我们却没有想过这背后蕴藏着多少果农的苦与累。我国农业的规模化水平不高，以小型果农为例的个体户较多。小型果农在水果采摘方面普遍存在劳动效率低、劳动强度大、劳动成本高等问题。即使对于大面积种植的地区也存在采用机械化设备，但是，以苹果采摘为例，国内外的苹果采摘设备以大型采摘机为主，这样的大型采摘机费用昂贵，对于资金相对紧张的小型果农来说，难以接受。另外，虽然国内市场还有一些小型的人工辅助设备，但是大多数需要依赖人手托举，而且大多没有配备输送设备，需要人工将长杆举上举下，费时费力。由此，为了帮助广大果农朋友们在采摘设备上的窘境，需要研发一种新式更为灵便的采摘设备。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种水果采摘器及穿戴式采摘设备，能够提供一种便捷有效并且成本低廉的采摘结构，进而降低采摘成本，提高采摘效率，节省人力物力。

基于上述目的本实用新型提供的一种水果采摘器，包括：采摘爪、旋转摘头、升降平台、丝杠螺杆、丝杠螺母以及支撑杆；

所述采摘爪至少为两个，所述采摘爪与所述旋转摘头的上端转动连接且预设有预紧力，使所述采摘爪的前端保持为抓紧状态或者张开状态；

所述采摘爪的后端与所述升降平台的上端面对应设置，用于使得所述升降平台能够驱动所述采摘爪的前端张开或者抓紧；

所述丝杠螺母设置于所述旋转摘头的下端，且所述丝杠螺母上设置有与所述旋转摘头配合连接的卡合结构，用于使得所述丝杠螺母能够驱动所述旋转摘头旋转；

所述旋转摘头的下端与所述支撑杆活动连接，用于使得所述旋转摘头能够相对于所述支撑杆旋转；

所述丝杠螺杆穿过所述支撑杆、丝杠螺母以及旋转摘头，并且所述丝杠螺杆的下端与所述升降平台的下端对应设置，用于使得所述丝杠螺杆能够驱动所述升降平台上升或下降。

可选的，所述采摘爪靠近前端的位置与所述旋转摘头的上端铰接连接，所述采摘爪靠近后端的位置与所述旋转摘头通过弹性机构连接；

可选的，所述采摘爪通过具有预紧力的弹簧与所述旋转摘头的上端转动连接；其中，所述弹性机构或弹簧用于提供使所述采摘爪的前端抓紧或者张开的预紧力。

可选的，所述升降平台的上端面设置有滑槽，所述采摘爪的后端设置有与所述滑槽配合连接的滑杆或者滑块，用于使得所述采摘爪的后端与所述升降平台的上端面通过滑槽实现滑动连接。

可选的，还包括弹性部件；所述丝杠螺杆与所述旋转摘头通过所述弹性部件连接，用于使得所述丝杠螺杆具有上升或者下降的预紧力。

可选的，所述卡合结构为棘轮结构。

可选的，所述旋转摘头的下端与所述支撑杆的上端通过推力轴承连接；所述旋转摘头与所述支撑杆的连接部分分别设置有向外延伸的凸起结构，并且凸起结构的外侧设置有对应相互连接的上盖和下盖使得所述旋转摘头与所述支撑杆连接；所述旋转摘头的下端通过转套与所述丝杠螺母固定连接；所述旋转摘头的凸起结构与上盖之间设置有向心轴承。

本申请还提供了一种穿戴式采摘设备，包括：采摘鞋、腿部支撑机构、腰部支撑机构、支撑杆以及如上述任一项所述的水果采摘器；

所述采摘鞋与所述腿部支撑机构的下端连接，且所述采摘鞋用于与使用者的脚部相互配合连接；

所述腿部支撑机构的上端与所述腰部支撑机构的两侧连接，用于将重力传递到采摘鞋中；

所述腰部支撑机构的前方与支撑杆的一端连接，所述支撑杆的另一端连接到水果采摘器中。

可选的，还包括输送软管；所述输送软管的一端设置于所述水果采摘器的侧边，另一端设置于预设的水果收集位置；所述输送软管设置有缓冲结构。

可选的，所述采摘鞋包括第一鞋体和第二鞋体；所述第一鞋体的一端设置有与人体脚跟部配合的容槽，所述第一鞋体的另一端设置有滑槽；所述第二鞋体设置有与所述滑槽配合的定位孔，所述第一鞋体和第二鞋体通过所述滑槽及所述定位孔采用螺栓固定连接；

可选的，所述腿部支撑机构包括两组，且每组所述腿部支撑机构均包括第一腿部支撑部件和第二腿部支撑部件；所述第一腿部支撑部件的下端通过第一关节轴承与所述采摘鞋连接；所述第一腿部支撑部件的上端与所述第二腿部支撑部件的下端转动连接；所述第二腿部支撑部件的上端通过第二关节轴承与所述腰部支撑机构连接；所述第一腿部支撑部件和第二腿部支撑部件上均设置有减震结构。

可选的，所述腰部支撑机构设置为与人体腰部相适配的环形结构，且所述腰部支撑机构的后端设置有靠背结构；

可选的，所述支撑杆包括第一支撑件、第二支撑件以及第三支撑件；所述第一支撑件的下端与所述腰部支撑机构连接，所述第一支撑件的上端与所述第二支撑件的下端通过粗调结构实现可调连接；所述第二支撑件的上端通过微调结构与所述第三支撑件的下端连接；所述第三支撑件的上端与水果采摘器连接。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的水果采摘器及穿戴式采摘设备，其中，所述水果采摘器通过设置的采摘头能够在不影响使用者视线情况下实现水果的采摘，同时通过丝杠螺杆与丝杠螺母的配合可以实现采摘头的转动，进而更加有效的采摘水果，保证水果的有效脱落，此外，本申请还通过设置升降平台与采摘爪和丝杠螺杆的配合，可以实现采摘头抓取水果以及转动拧下水果并且自动放开的一系列自动化操作，更加有利于用户的控制和使用，同时能够进一步节省用户的体力。由此，本申请所述水果采摘器及穿戴式采摘设备能够提供一种便捷有效并且成本低廉的采摘结构，进而降低采摘成本，提高采摘效率，节省人力物力。

附图说明

图1为本实用新型提供的水果采摘器一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的旋转摘头与支撑杆的连接结构示意图；

图3为本实用新型提供的穿戴式采摘设备一个实施例的结构示意图；

图4为本实用新型提供的采摘鞋一个实施例的结构示意图；

图5为本实用新型提供的腿部支撑机构一个实施例的结构示意图；

图6为本实用新型提供的腰部支撑机构一个实施例的结构示意图；

图7为本实用新型提供的支撑杆粗调部分结构示意图；

图8为本实用新型提供的支撑杆微调部分结构示意图；

图9为本实用新型提供的采摘头与输送软管的局部位置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

参照图1所示，为本实用新型提供的水果采摘器一个实施例的结构示意图。由图可知，本申请提出的水果采摘器包括：采摘爪1、旋转摘头2、升降平台4、丝杠螺杆9、丝杠螺母13以及支撑杆15；

所述采摘爪1至少为两个，所述采摘爪1与所述旋转摘头2的上端转动连接且预设有预紧力，使所述采摘爪1的前端保持为抓紧状态或者张开状态；其中，所述采摘爪1优选为3个，且所述采摘爪1相互围合形成一个类似手爪的结构，用于对待采摘的水果进行采摘。同时为了适应不同水果材质，可以选择不同的材料制备采摘爪，例如对于苹果等一类相对较硬的水果可以采用金属等硬性材料，而对于橘子等柔软的水果可以采用弹性材料或者设置弹性缓冲部件。

所述采摘爪1的后端与所述升降平台4的上端面对应设置，用于使得所述升降平台4能够驱动所述采摘爪1的前端张开或者抓紧；这里的对应设置既可以是自由式接触，使得所述升降平台4上升时可以推动所述采摘爪1使其张开，也可以是采用滑动结构的连接，使得所述升降平台4的升降可以使得所述采摘爪1张开或者抓紧。

所述丝杠螺母13设置于所述旋转摘头2的下端，且所述丝杠螺母13上设置有与所述旋转摘头2配合连接的卡合结构，用于使得所述丝杠螺母13能够驱动所述旋转摘头2旋转；优选的，所述卡合结构为棘轮结构。也即所述丝杠螺母13沿一个方向的旋转可以带动所述旋转摘头2旋转，而另一个方向这不能带动所述旋转摘头2旋转，也即可以实现采摘爪抓紧时旋转，而放开时不需要旋转，节省能量。

所述旋转摘头2的下端与所述支撑杆15活动连接，用于使得所述旋转摘头2能够相对于所述支撑杆15旋转；

所述丝杠螺杆9穿过所述支撑杆15、丝杠螺母13以及旋转摘头2，并且所述丝杠螺杆9的下端与所述升降平台4的下端对应设置，用于使得所述丝杠螺杆9能够驱动所述升降平台4上升或下降。

也即，使用者只需要拉动所述丝杠螺杆9，一方面可以通过驱动所述升降平台4的上升或下降来使得所述采摘爪1张开或者闭合，另一方面还可以通过与丝杠螺母13的配合使得丝杠螺母13旋转，进而驱动所述旋转摘头2旋转，也即能够实现对水果的旋转采摘操作，能够更加准确高效的实现采摘操作。

由上述实施例可知，本申请所述水果采摘器通过设置的采摘头能够在不影响使用者视线情况下实现水果的采摘，同时通过丝杠螺杆与丝杠螺母的配合可以实现采摘头的转动，进而更加有效的采摘水果，保证水果的有效脱落，此外，本申请还通过设置升降平台与采摘爪和丝杠螺杆的配合，可以实现采摘头抓取水果以及转动拧下水果并且自动放开的一系列自动化操作，更加有利于用户的控制和使用，同时能够进一步节省用户的体力。由此，本申请所述水果采摘器能够提供一种便捷有效并且成本低廉的采摘结构，进而降低采摘成本，提高采摘效率，节省人力物力。

在本申请一些可选的实施例中，所述采摘爪1靠近前端的位置与所述旋转摘头2的上端铰接连接，所述采摘爪1靠近后端的位置与所述旋转摘头2通过弹性机构3连接；其中，所述弹性机构3可选为弹簧。

或者，所述采摘爪还可以通过具有预紧力的弹簧与所述旋转摘头的上端转动连接；其中，所述弹性机构或弹簧用于提供使所述采摘爪的前端抓紧或者张开的预紧力。例如，采用类似弹性夹子的结构。这样，通过将采摘爪1与旋旋转摘头2设置为转动连接并且预设有预紧力，使得一方面所述采摘爪1具有自动恢复的作用力，也即用户不需要通过额外操作来使得所述采摘爪1复位，另一方面，更加有利于用户对于采摘的控制操作。

在本申请一些可选的实施例中，所述升降平台4的上端面设置有滑槽，图中未显示，所述采摘爪1的后端设置有与所述滑槽配合连接的滑杆或者滑块，用于使得所述采摘爪的后端与所述升降平台的上端面通过滑槽实现滑动连接。这样，通过上述滑槽结构，使得所述升降平台一方可以与采摘爪连接，另一方面又不限制所述采摘爪的自由转动，例如所述升降平台4上升将会推动所述采摘爪1的后端抬起，进而使得所述采摘爪1的张开，所述升降平台4下降将会带动所述采摘爪1的后端下降，进而使得所述采摘爪1处于抓紧状态。

在本申请一些可选的实施例中，水果采摘器还包括弹性部件6；所述丝杠螺杆9与所述旋转摘头2通过所述弹性部件6连接，用于使得所述丝杠螺杆具有上升或者下降的预紧力。优选的，所述弹性部件6的上端5与所述丝杠螺杆9连接，所述弹性部件6的下端7通过推理轴承8与所述旋转摘头2连接，这样可以使得所述旋转摘头2的旋转不会对所述丝杠螺杆9产生旋转作用力，保证采摘操作的安全有效。

参照图2所示，为本实用新型提供的旋转摘头与支撑杆的连接结构示意图。所述旋转摘头2的下端11与所述支撑杆15的上端通过推力轴承14连接，也即使得旋转摘头2能够相对于支撑杆15旋转；所述旋转摘头2与所述支撑杆15的连接部分分别设置有向外延伸的凸起结构，并且凸起结构的外侧设置有对应相互连接的上盖101和下盖102使得所述旋转摘头2与所述支撑杆15通过外侧的盖体10连接；所述旋转摘头2的下端通过转套12与所述丝杠螺母13固定连接；所述旋转摘头2的凸起结构与上盖101之间设置有向心轴承16。这样，既可以使得所述旋转摘头2与所述支撑杆15相互连接形成稳定的支撑结构，而且通过推力轴承以及向心轴承的作用使得所述旋转摘头2能够相对于支撑杆15以及外部的上盖101相对转动。

参照图3所示，为本实用新型提供的穿戴式采摘设备一个实施例的结构示意图。由图可知，本申请还提供了一种穿戴式采摘设备，包括：采摘鞋S1、腿部支撑机构S2、腰部支撑机构S3、支撑杆S4以及上述任一项实施例所述的水果采摘器S5；

所述采摘鞋S1与所述腿部支撑机构S2的下端连接，且所述采摘鞋S1用于与使用者的脚部相互配合连接；

所述腿部支撑机构S2的上端与所述腰部支撑机构S3的两侧连接，用于将设备重力传递到所述采摘鞋S1中；

所述腰部支撑机构S3的前方与支撑杆S4的一端连接，所述支撑杆S4的另一端连接到所述水果采摘器S5中。

这样使得用户可以将所述穿戴式采摘设备穿戴在自己的身上，进而实现更加灵活的采摘操作，尤其是移动过程中由于设备整体与地面接触，不需要用户持续的提供支撑力，大大降低了使用者的施力大小，提高效率。

可选的，所述穿戴式采摘设备还包括输送软管S6；参照图9所示，所述输送软管S6的一端设置于所述水果采摘器S5的侧边，另一端设置于预设的水果收集位置。这样可以使得采摘得到的水果立即通过输送软管输送到相应的地面收集位置，而不需要用户反复的倒果。优选的，所述输送软管设置有缓冲结构，例如所述缓冲结构可以设置为多个弯折或者设置为输送软管内部的多个弹性阻挡片。这样，可以避免水果的碰撞带来的损伤。

在本申请一些可选的实施例中，参照图4所示，所述采摘鞋S1包括第一鞋体S11和第二鞋体S12；所述第一鞋体S11的一端设置有与人体脚跟部配合的容槽S13，所述第一鞋体S11的另一端设置有滑槽S14；所述第二鞋体S12设置有与所述滑槽S14配合的定位孔，所述第一鞋体S11和第二鞋体S12通过所述滑槽S14及所述定位孔采用螺栓S15固定连接；所述第二鞋体S12还设置有环绕脚部背面的弧形绑带结构，这样使用者可以便捷的实现所述采摘鞋S1的穿戴并且相应的可以调节不同的鞋长尺寸，达到更好的适应性。

在本申请一些可选的实施例中，参照图5所示，所述腿部支撑机构S2包括两组，对应于人体的两脚，且每组所述腿部支撑机构均包括第一腿部支撑部件S21和第二腿部支撑部件S22；所述第一腿部支撑部件S21的下端通过第一关节轴承S23与所述采摘鞋S1连接；所述第一腿部支撑部件S21的上端与所述第二腿部支撑部件S22的下端转动连接；所述第二腿部支撑部件S22的上端通过第二关节轴承S24与所述腰部支撑机构S3连接；所述第一腿部支撑部件S21和第二腿部支撑部件S22上均设置有减震结构S25。这样，不仅使得所述腿部支撑机构S2能够与人体的双脚相互配合，而且具有更好的跟随活动的能力，为使用者提供更好的穿戴式体验。

在本申请一些可选的实施例中，参照图6所示，所述腰部支撑机构S3设置为与人体腰部相适配的环形结构，且所述腰部支撑机构S3的后端设置有靠背结构S31；这样不仅使得整个穿戴式采摘设备能够更加稳定可靠的穿戴在使用者的身上，而且具有更好的稳定性以及部队使用者造成动作上的干扰。

在本申请一些可选的实施例中，参照图3所示，所述支撑杆S4包括第一支撑件S41、第二支撑件S42以及第三支撑件S43；所述第一支撑件S41的下端与所述腰部支撑机构S3连接，所述第一支撑件S41的上端与所述第二支撑件S42的下端通过粗调结构S44实现可调连接；所述第二支撑件S42的上端通过微调结构S45与所述第三支撑件S43的下端连接；所述第三支撑件S43的上端与水果采摘器S5连接。这样，使得使用者可以通过所述支撑杆将水果采摘器S5以及端部的采摘爪放置到高空对应的水果位置，进而实现水果的采摘。

可选的，参照图7所示，为本实用新型提供的支撑杆粗调部分结构示意图；由图可知，所述粗调结构S44包括环形固定圈S441以及固定螺栓S442；其中，第一支撑件S41和第二支撑件S42的连接部位为伸缩结构，使得通过环形固定圈S441的固定可以实现第一支撑件S41和第二支撑件S42相对连接位置的调节，采摘者可以通过拧松固定螺栓S442再通过手拔伸缩部分完成伸缩调节，完成后再锁紧固定螺栓S442即可实现粗调。

参照图8所示，为本实用新型提供的支撑杆微调部分结构示意图。由图可知，所述微调结构S45可以实现微小距离的伸缩调节，正常状态下牵拉环S453和止推环S456在压簧S452和S455的压力作用下与空心杆S43紧密接触，牵拉环S453的厚度要大于止推环S456的厚度，因此牵拉环S453的摩擦力更大。当向下拉动扳机S454时，扳机S454推动牵拉环S453，使牵拉环向上拉拔空心杆S43，完成伸长功能，止推环S456可以防止空心杆S43的回落。当同时释放牵拉环S453和止推环S456时，空心杆S43因重力高度会下降，完成收缩。

由上述实施例可知，本申请所述穿戴式采摘设备解决了小型果农采摘过程出现的采摘器依赖手持、劳动强度大以及无法实现高处水果下落，操作复杂等问题，极大地减轻了果农的劳动压力。

由此，本申请提出的水果采摘器及穿戴式采摘设备至少具有以下效果：

(1)使用类似于人体外骨骼的设备支持采摘部分，可将整套设备的重力直接引到大地，由原来的人力托举改为依赖地面托举，减少采摘者的劳动强度。

(2)采摘爪通过丝杠控制，使用者只需一个动作就能令采摘头完成既抓且转两个动作，改变了市场上一般的简易采摘器需要人手手动拧苹果的情况，使操作更加简单。而且采用的仿生手拧避免了剪切类采摘器对水果的误伤。

(3)在采摘器上加增一个导管装置，即输送软管，可以将高处的水果直接引导下来，避免了传统采摘器需要频繁倒果的情况。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。