水果采摘器的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，，更为具体地，涉及一种水果采摘器。

背景技术：

在广大的乡村，农业生产广泛采取多种经营方式，经济作物特别是水果的大量生产和投放市场，丰富了人们的膳食品种，提高了人们的生活质量。在水果的生产作业中，收获采摘是整个生产中最耗时最费力的一个环节，水果采摘作业质量的好坏直接影响市场价格和经济效益，全国很多地区依然依靠人工进行采摘，在人工采摘的过程中，水果难免会有碰撞掉落等情况的发生，对水果造成损伤，不利于水果的保存和运输。由于现在人们对生活质量的要求不断提高，这类损伤的水果进入消费市场以后也失去了其原来的经济价值，降低了果农的经济收益。

随着国内人口的老龄化和农业劳动力的减少，劳动力成本不断增高，而原始人工采摘高枝水果不仅有可能对水果和果树造成一定的损伤，而且还具有一定的危险性。现代的大型采摘机械虽然能高效采摘水果，但又太过于昂贵，使用场合也具有局限性。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种水果采摘器，以解决人工采摘水果费事费力，还容易对水果造成损伤的问题。

本实用新型提供的水果采摘器，包括：主筒、中筒、动圈、旋转机构、采摘爪和氮气弹簧；其中，在主筒的底部设置有与外部连通的水果通道，在主筒的内部位于水果通道的上方设置有内螺纹，在主筒的筒壁上固定有机座，在主筒的顶部设置有缓台；旋转机构包括电机、第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、第三齿轮和轴承，电机固定在机座上，第一齿轮套装在电机的输出轴上，第二齿轮与第三齿轮分别套装在轴承的两端；中筒为中空贯通结构，在中筒的外壁上设置有外螺纹，中筒通过螺纹配合在主筒内升降；动圈设置在缓台上，动圈的内圈具有轮齿，第三齿轮位于动圈与中筒之间，分别与动圈的轮齿、中筒的外螺纹啮合传动；以及，在动圈上一体成型有至少三个均匀分布在动圈的顶部的氮气弹簧铰接座，在中筒的顶部一体成型有与氮气弹簧铰接座数量相同且与氮气弹簧铰接座位置相对应的采摘爪铰接座，采摘爪的底端与采摘爪铰接座铰接，氮气弹簧的固定端与氮气弹簧铰接座铰接，氮气弹簧的活动端与采摘爪铰接。

此外，优选的结构是，采摘爪为弧形结构。

另外，优选的结构是，在采摘爪上包裹有一层柔性材料的织物。

再者，优选的结构是，在采摘爪的中部位置与水果接触的一面安装有电阻应变片。

此外，优选的结构是，水果采摘器还包括向电机供电的蓄电池和控制电机正转或反转的正反转开关，正反转开关包括两个动触点和六个静触点，六个静触点分为两组分别与一个动触点配合，每组中的两个静触点接入蓄电池的正极与负极；以及，电机与电阻应变片串联在两个动触点之间。

另外，优选的结构是，水果通道为弧形，水果通道的出口开设在主筒的筒壁上，在水果通道的出口上套紧有收纳袋。

再者，优选的结构是，在水果通道内粘贴有一层绒毛。

此外，优选的结构是，在所述主筒的底部安装有底座，在底座上连接有一根伸缩杆。

再者，优选的结构是，在动圈上盖有顶盖，顶盖的边缘与缓台相扣合。

与现有技术相比，本实用新型能够取得的技术效果如下：

(1)通过旋转机构驱动中筒在主筒内升降，从而带动采摘爪张开或收拢，以代替人工采摘水果，省时省力；

(2)水果采摘器的成本远远低于大型采摘机械的成本，使用场合更广泛；

(3)弧形结构的采摘爪能够适合多种水果的外形，便于摘取，且采摘角度不受限制，在采摘爪上安装的电阻应变片能够感应水果的受力大小，使中筒转速下降，避免采摘爪抓伤水果；

(4)氮气弹簧可以保证采摘爪的恒力抓取，提高采摘爪抓取力度的稳定性；

(5)水果被摘下后直接从水果通道进入收纳袋，采摘爪无需持续夹持水果直到放入收纳袋内，因此，水果通道能够实现水果的连续采摘，从而提高采摘效率，采摘爪与水果通道可以保护水果不会意外掉落；

(6)水果通道内粘贴的绒毛可以起到缓冲作用，避免碰伤水果。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。

在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的水果采摘器的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为根据本实用新型实施例的主筒的剖视图；

图4为根据本实用新型实施例的中筒的结构图；

图5为根据本实用新型实施例的动圈的俯视图；

图6为根据本实用新型实施例的电路原理图。

其中的附图标记包括：主筒1、水果通道1-1、内螺纹1-2、机座1-3、缓台1-4、中筒2、外螺纹2-1、采摘爪铰接座2-2、动圈3、轮齿3-1、氮气弹簧铰接座3-2、采摘爪4、氮气弹簧5、顶盖6、电阻应变片7、底座8、电机9-1、第一齿轮9-2、第二齿轮9-3、第三齿轮9-4和轴承9-5。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1和图2分别示出了根据本实用新型实施例的水果采摘器的主视结构和俯视结构。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的水果采摘器包括：主筒1、中筒2、动圈3、旋转机构、采摘爪4和氮气弹簧5，旋转机构用于带动中筒2与动圈3同步转动，在主筒1内通过螺旋传动方式将中筒2的旋转运动转变为直线运动，实现中筒2在主筒1内升降运动，为了保证抓取的稳定性，采摘爪4的数量为至少三个，均匀分布在中筒2上，每个采摘爪4的底端与中筒2铰接，氮气弹簧5的固定端与动圈3铰接，氮气弹簧5的活动端与采摘爪4铰接，当中筒2在主筒1内做升降运动时，带动采摘爪4张开或收拢，实现水果的抓取。

图3为根据本实用新型实施例的主筒的剖视结构。

如图3所示，主筒1的内部设置有一个与外部连通的水果通道1-1，在水果通道的出口上套紧有收纳袋，摘下的水果通过水果通道1-1进入收纳袋内，水果通道1-1可以为直线形或弧形，如果水果通道1-1为直线形，则主筒1的底部开口，中筒2的内部通道作为水果通道1-1；如果水果通道1-1为弧形，则水果通道1-1的出口开设在主筒1的筒壁上，优选地，水果通道1-1采用弧形通道，可以减小水果下落的冲击力，进一步优选地，在主筒1的底部安装有底座8，所述底座8包括一体成型的座体、圆筒以及位于座体与圆筒之间的加强筋，在圆筒上插入有一根伸缩杆，采摘人员根据水果的不同高度调节伸缩杆的长度。

在主筒1的内壁上位于水果通道1-1的上方设置内螺纹1-2，在主筒1的外壁上设置有机座1-3。

为了减小水果与水果通道1-1内壁碰撞造成的损伤，在水果通道1-1内粘贴有一层绒毛。

主筒1的顶部还具有一个缓台1-4，动圈3设置在缓台1-4上，为了防止动圈3在旋转时晃动出缓台1-4，在动圈3上盖有顶盖6，顶盖6的边缘与缓台1-4相扣合。

图4为根据本实用新型实施例的中筒的结构。

如图4所示，中筒2为中空贯通结构，即无顶无底的中空结构，便于摘下的水果穿过中筒2进入水果通道，在中筒2的外壁上设置有外螺纹2-1，外螺纹2-1与内螺纹1-2配合，实现中筒2在主筒1内的升降运动，在中筒的顶部一体成型有与采摘爪4数量相同的采摘爪铰接座2-2，每个采摘爪4的底端分别通过一根销轴与各自对应的采摘爪铰接座2-2铰接。

图5为根据本实用新型实施例的动圈的俯视。

如图5所示，在动圈3的内圈设置有轮齿3-1，在动圈3的顶部一体成型有与采摘爪铰接座2-2数量相同且位置相对应的氮气弹簧铰接座3-2，氮气弹簧5的数量与采摘爪4的数量相同，每个氮气弹簧5的固定端分别通过一根销轴与各自对应的氮气弹簧铰接座3-2铰接，每个氮气弹簧5的活动端分别通过一根转轴与各自对应的采摘爪4铰接，当中筒2在主筒1内上升时，通过氮气弹簧5实现采摘爪4的张开，当中筒2在主筒1内下降时，通过氮气弹簧5实现采摘爪4的收拢，氮气弹簧5可以保证采摘爪的恒力抓取。

回到图1，旋转机构包括电机9-1、第一齿轮9-2、第二齿轮9-3、第三齿轮9-4和轴承9-5，电机9-1固定在机座1-3上，第一齿轮9-2套装在电机9-1的输出轴上，第二齿轮9-3与第三齿轮9-4分别套装在轴承9-5的两端，第二齿轮9-3与第一齿轮9-2啮合传动，第三齿轮9-4位于中筒2与动圈3之间，同时与中筒2的内螺纹、动圈3的轮齿啮合传动，通过第三齿轮9-4实现中筒2与动圈3的同步转动，以保证氮气弹簧5与采摘爪4同步转动。

通过电机9-1带动第一齿轮9-2转动，第一齿轮9-2带动第二齿轮9-3转动，第二齿轮9-3再通过轴承9-5带动第三齿轮9-4转动，第三齿轮9-4带动中筒2转动，最终实现中筒2在主筒1内的升降运动。

为了抓取苹果、犁、桃子、西红柿等形状相近的水果，采摘爪4采用弧形结构，采摘爪4的弧度与水果表面的弧度相适配。

为了防止采摘爪4抓伤水果，在采摘爪4上包裹有一层柔性材料的织物。

为了感应采摘爪4摘取的力度，以及根据采摘爪4摘取的力度实时控制中筒2的转速，在采摘爪4的中部位置与水果接触的一面安装有电阻应变片7，电阻应变片7能够将采摘爪4摘取的力度变化转换为电阻变化。

电机9-1通过12V的蓄电池进行供电，电机9-1的正反转通过正反转开关进行控制，正反转开关包括两个动触点和六个静触点，六个静触点分为两组分别与一个动触点配合，每组中的一个静触点接入蓄电池的正极，每组中的另一个静触点接入蓄电池的负极；电机9-1与电阻应变片7串联在两个动触点之间，即蓄电池、正反转开关、电机9-1、电阻应变片7构成闭合电路，如图6所示，图6中从上至下六个静触点依次为第一静触点、第二静触点、第三静触点、第四静触点、第五静触点和第六静触点，第一静触点接入蓄电池的正极，第二静触点接空(什么也不接)，第四静触点接入蓄电池的负极，第五静触点接空，第六静触点接入蓄电池的正极，图6中从上至下两个动触点依次为第一动触点和第二动触点，当第一动触点联通第一静触点、第二动触点联通第四静触点时，电机9-1正转；当第一动触点联通第三静触点、第二动触点联通第六静触点时，电机9-1反转；当第一动触点联通第二静触点、第二动触点联通第五静触点时，电机9-1接入空挡不动作。

当电阻应变片7与水果接触时，压力变化转为电阻变化，从而改变电机9-1的电流，调整电机的转速。

在采摘水果的过程中，首先，通过正反转开关控制电机9-1正转，使中筒2上升，此时采摘爪4张开；其次，将张开的采摘爪4置于水果的下方；然后，通过正反转开关控制电机9-1反转，使中筒2下降，此时采摘爪4收拢，夹住水果，通过旋转将水果摘下，摘下后的水果直接通过水果通道1-1进入收纳袋内，相较于现有的采摘器，采摘爪4无需持续夹持水果直到将水果放入收纳袋，当水果被摘下后，采摘爪4可以立刻张开，进行下一次采摘，因此，本实用新型可以实现水果的连续采摘，采摘速度非常快。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。