CN108271526A - 一种柑桔自适应辅助采摘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柑桔自适应辅助采摘器。目前尚无柑桔的专用采摘机械。本发明包括自适应圆环机构、可伸缩剪切机构、上底板、下底板、伸缩杆、网袋和角度调整机构；自适应圆环机构设置在可伸缩剪切机构下方，伸缩杆用于延展可伸缩剪切机构，角度调整机构用于调整伸缩杆与可伸缩剪切机构之间的夹角；自适应圆环机构的开合板由柑桔重力驱动张开，由弹簧实现自动闭合；可伸缩剪切机构包括改装圆果剪、果剪连接件、剪式行程放大机构、钢丝绳限位件、钢丝绳连接件和支撑杆；改装圆果剪包括第一刀片、第二刀片、推杆、推块、套筒连接杆、滑座、滑杆和滑道。本发明实现采摘、收集一体化，无需用电，低处、高处可选择性采摘，加大了工作范围。

Description

一种柑桔自适应辅助采摘器

技术领域

本发明属于水果辅助采摘机械领域，具体涉及一种柑桔自适应辅助采摘器。

背景技术

在目前的柑桔生产作业中，收获采摘作业质量的好坏直接影响到水果的储存、加工和销售等后续环节，从而最终影响市场价格和经济效益。但是由于采摘作业环境和操作的复杂性，柑桔采摘的自动化程度仍然很低，目前国内柑桔的采摘作业基本上还是手工完成，属于典型的劳动密集型工作。人工采摘即通过架梯子或者爬树的方式采摘水果，一般采用树下2-3人，树上1人的采摘方式，这样的采摘方式劳动强度大、效率低、不安全，另外人工收获柑桔所需的成本在柑桔的整个生产成本中所占的比例竟高达33％～50％。因此，设计与开发柑桔辅助采摘机械具有重要意义。

近些年来，随着农业机械产业的发展，水果采摘机械也得到了广泛的关注，各种水果采摘机械的专利涌现出来。通过对已公开专利分析可知，目前水果采摘机械主要可以分为两大类：一类以CN107258237A和CN107223408A等专利公开的研究全自动水果采摘机械为研究方向，另一类以CN107094430A和CN107211652A等专利公开的人力辅助采摘机械为研究方向。从已公开的专利获悉，目前尚无针对柑桔的专用辅助采摘机械。同时，目前能检索到的关于水果采摘机械的专利，都没有考虑到高空水果定位困难，剪切位置难以确定且长期手举采摘器采摘者劳累而导致水果采摘质量和采摘效率降低等问题。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种柑桔自适应辅助采摘器，可选择性采摘，加大了工作范围，大大降低采摘人员操作风险，且有效降低果实破损率。

本发明包括自适应圆环机构、可伸缩剪切机构、上底板、下底板、伸缩杆和角度调整机构；所述的自适应圆环机构设置在可伸缩剪切机构下方。

所述的自适应圆环机构包括圆环、开合板和旋转连杆；所述的圆环与圆环连接件固定，圆环连接件与下底板固定；多根旋转连杆沿圆环周向均布；旋转连杆的尾端与圆环铰接，且铰接处的铰接轴线与圆环的中心轴线垂直；每根旋转连杆上均固定有开合板；所述的开合板呈扇环形，三块开合板沿周向均布，在内弧面处形成中心孔；圆环上对应每根旋转连杆尾端位置处均开设弹簧安置孔；所述的弹簧安置孔与第一弹簧一端固定，第一弹簧另一端与对应一根旋转连杆尾端固定。

所述的可伸缩剪切机构包括改装圆果剪、果剪连接件、剪式行程放大机构、钢丝绳限位件、钢丝绳连接件和支撑杆。所述的改装圆果剪包括第一刀片、第二刀片、推杆、推块、第一连接套筒、套筒连接杆、第二连接套筒、滑座、滑杆和滑道；所述套筒连接杆的两端分别与第一连接套筒和第二连接套筒固定，中部与滑座构成滑动副；第二连接套筒与推杆一端铰接，推杆另一端与推块铰接；推块固定在第一刀片头部；第一刀片的尾部与果剪连接件头部铰接，且固定在第一刀片尾部的滑动杆与果剪连接件头部的弧形滑槽构成滑动副；所述的第二刀片固定在果剪连接件上；滑动杆与第二刀片中部通过第二弹簧连接；第二弹簧初始为拉伸状态；果剪连接件尾部与滑杆固定；滑杆与滑道构成滑动副，且滑道靠近圆环那端固定设有挡块；所述的滑道固定在下底板上；所述的剪式行程放大机构包括剪叉单元、第一剪杆、第二剪杆、第三剪杆和第四剪杆；最靠近自适应圆环机构的剪叉单元的两根剪叉杆与第一剪杆和第二剪杆的一端分别铰接，最远离自适应圆环机构的剪叉单元的两根剪叉杆与第三剪杆和第四剪杆的一端分别铰接；第一剪杆及第二剪杆的另一端均与第一连接套筒铰接；最远离自适应圆环机构的剪叉单元中部的铰接轴与下底板固定；钢丝绳限位件固定在下底板上；第三剪杆及第四剪杆的另一端均与钢丝绳连接件铰接；钢丝绳一端固定在钢丝绳连接件上，另一端穿过钢丝绳限位件的穿线孔并与操作把手连接；上底板与下底板通过多根支撑杆固定。

所述的角度调整机构包括伸缩杆连接件和角度调整连接件。所述的角度调整连接件与下底板固定；螺栓穿过伸缩杆连接件头部的铰接孔和角度调整连接件的铰接孔与螺母连接；伸缩杆连接件的尾部套置在伸缩杆顶端；伸缩杆连接件开设的第一安装孔与伸缩杆开设的第二安装孔通过销连接。

所述的第一弹簧初始状态为压缩状态。

所述圆环的外侧壁开设有沿周向均布的多个网袋安装孔，网袋与圆环的网袋安装孔可拆卸连接。

所述的剪叉单元包括中部铰接的两根剪叉杆；相邻剪叉单元交错的剪叉杆端部相铰接。

本发明的有益效果是：

1.纯机械，无需用电，避免野外用电，实现采摘、收集一体化，结构简单，采摘成本低，网袋有效起到缓冲作用，对果实无损伤。

2.自适应圆环机构结合了果实特点，其中，开合板由柑桔重力驱动实现张开，由弹簧实现自动闭合动作，有效降低果实破损率。

3.保证剪切时两片刀片与圆环的距离较小，从而保证剪下柑桔果蒂较短，运输过程不损伤其它果实。

4.通过角度调整机构可以调节下底板与伸缩杆的夹角，角度适中，符合人机关系；手持伸缩杆，操作把手握力即可实现采摘，操作简单，工作强度小，同时提高了工作效率。

5.低处采摘可配合支承万向节，省时省力；高处采摘可配合伸缩杆、自适应圆环实现精准快速采摘。可选择性采摘；加大了工作范围，大大降低采摘人员操作风险。

附图说明

图1为本发明整体结构的一个立体图；

图2为本发明整体结构的另一个立体图；

图3为本发明中适应圆环机构的结构立体图；

图4为本发明中可伸缩剪切机构的结构立体图；

图5为本发明中角度调整机构的结构立体图；

图中：1、自适应圆环机构，2、可伸缩剪切机构，3、上底板，4、下底板，5、伸缩杆，6、伸缩杆连接件，7、圆环连接件，8、圆环，9、开合板，10、弹簧安置孔，11、网袋安装孔，12、旋转连杆，13、改装圆果剪，14、果剪连接件，15、剪式行程放大机构，16、钢丝绳限位件，17、钢丝绳连接件，18、支撑杆，19、推杆，20、推块，21、角度调整连接件，22、第一安装孔。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图对本发明作详细描述。

如图1和图2所示，一种柑桔自适应辅助采摘器，包括自适应圆环机构1、可伸缩剪切机构2、上底板3、下底板4、伸缩杆5、网袋和角度调整机构。自适应圆环机构1设置在可伸缩剪切机构2下方，伸缩杆5用于延展可伸缩剪切机构2，角度调整机构用于调整伸缩杆5与可伸缩剪切机构2之间的夹角。

如图3所示，自适应圆环机构1包括圆环8、开合板9和旋转连杆12；圆环8与圆环连接件7固定，圆环连接件7与下底板4固定；三根旋转连杆12沿圆环8周向均布；旋转连杆12的尾端与圆环铰接，且铰接处的铰接轴线与圆环8的中心轴线垂直；每根旋转连杆12上均固定有开合板9；开合板9呈扇环形，三块开合板9沿周向均布，在内弧面处形成中心孔；圆环8上对应每根旋转连杆12尾端位置处均开设弹簧安置孔10；弹簧安置孔10与第一弹簧一端固定，第一弹簧另一端与对应一根旋转连杆12尾端固定；第一弹簧初始状态为压缩状态；圆环8的外侧壁开设有沿周向均布的六个网袋安装孔11，网袋与圆环8的网袋安装孔可拆卸连接。

如图4所示，可伸缩剪切机构2包括改装圆果剪13、果剪连接件14、剪式行程放大机构15、钢丝绳限位件16、钢丝绳连接件17和支撑杆18。改装圆果剪13包括第一刀片、第二刀片、推杆19、推块20、第一连接套筒、套筒连接杆、第二连接套筒、滑座、滑杆和滑道；套筒连接杆的两端分别与第一连接套筒和第二连接套筒固定，中部与滑座构成滑动副；第二连接套筒与推杆19一端铰接，推杆19另一端与推块20铰接；推块20固定在第一刀片头部；第一刀片的尾部与果剪连接件14头部铰接，且固定在第一刀片尾部的滑动杆与果剪连接件14头部的弧形滑槽构成滑动副；第二刀片固定在果剪连接件14上；滑动杆与第二刀片中部通过第二弹簧连接；第二弹簧初始为拉伸状态；果剪连接件14尾部与滑杆固定；滑杆与滑道构成滑动副，且滑道靠近圆环那端固定设有挡块；滑道固定在下底板4上；剪式行程放大机构15包括剪叉单元、第一剪杆、第二剪杆、第三剪杆和第四剪杆；剪叉单元包括中部铰接的两根剪叉杆；相邻剪叉单元交错的剪叉杆端部相铰接，最靠近自适应圆环机构1的剪叉单元的两根剪叉杆与第一剪杆和第二剪杆的一端分别铰接，最远离自适应圆环机构1的剪叉单元的两根剪叉杆与第三剪杆和第四剪杆的一端分别铰接；第一剪杆及第二剪杆的另一端均与第一连接套筒铰接；最远离自适应圆环机构1的剪叉单元中部的铰接轴与下底板4固定；钢丝绳限位件16固定在下底板4上；第三剪杆及第四剪杆的另一端均与钢丝绳连接件17铰接；钢丝绳一端固定在钢丝绳连接件17上，另一端穿过钢丝绳限位件16的穿线孔并与操作把手连接，操作把手控制钢丝绳的收紧和放松；上底板3与下底板4通过四根支撑杆18固定。

如图5所示，角度调整机构包括伸缩杆连接件6和角度调整连接件21。角度调整连接件21与下底板4固定；螺栓穿过伸缩杆连接件6头部的铰接孔和角度调整连接件21的铰接孔与螺母连接；伸缩杆连接件的尾部套置在伸缩杆5顶端；伸缩杆连接件6开设的第一安装孔22与伸缩杆5开设的第二安装孔通过销连接。

该柑桔自适应辅助采摘器的工作原理如下：

钢丝绳处于松弛状态时，剪式行程放大机构15处于折叠状态，同时第一刀片和第二刀片在第二弹簧的拉力作用下处于张开状态，且第一刀片和第二刀片均在圆环8外部；通过角度调整机构可以调节下底板4与伸缩杆5的夹角；手持伸缩杆5，可以将下底板4支撑在树枝或其它物体上；将圆环8对准柑桔，柑桔自身重力使开合板9下压，此时第一弹簧在弹簧安置孔10内被压缩；柑桔落入圆环8内之后，第一弹簧复位，开合板9复位，果蒂限位于三块开合板9内弧面形成的中心孔内。

然后，拉动操作把手拉紧钢丝绳，从而带动钢丝绳连接件17、第三剪杆及第四剪杆；剪式行程放大机构15开始展开，由于驱动第一刀片需要克服第二弹簧的拉力，所以剪式行程放大机构15先通过第一剪杆和第二剪杆带动滑杆及果剪连接件14在滑道上滑动；当滑杆受挡块阻挡无法继续滑动时，第一刀片和第二刀片刚好从两侧包围果蒂，剪式行程放大机构15继续展开时，第一连接套筒、套筒连接杆、第二连接套筒、推杆19和推块20便会带动第一刀片，使第一刀片和第二刀片实现闭合，完成剪断果蒂的动作。

Claims (4)

1.一种柑桔自适应辅助采摘器，包括自适应圆环机构、可伸缩剪切机构、上底板、下底板、伸缩杆和角度调整机构，其特征在于：所述的自适应圆环机构设置在可伸缩剪切机构下方；所述的自适应圆环机构包括圆环、开合板和旋转连杆；所述的圆环与圆环连接件固定，圆环连接件与下底板固定；多根旋转连杆沿圆环周向均布；旋转连杆的尾端与圆环铰接，且铰接处的铰接轴线与圆环的中心轴线垂直；每根旋转连杆上均固定有开合板；所述的开合板呈扇环形，三块开合板沿周向均布，在内弧面处形成中心孔；圆环上对应每根旋转连杆尾端位置处均开设弹簧安置孔；所述的弹簧安置孔与第一弹簧一端固定，第一弹簧另一端与对应一根旋转连杆尾端固定；

所述的可伸缩剪切机构包括改装圆果剪、果剪连接件、剪式行程放大机构、钢丝绳限位件、钢丝绳连接件和支撑杆；所述的改装圆果剪包括第一刀片、第二刀片、推杆、推块、第一连接套筒、套筒连接杆、第二连接套筒、滑座、滑杆和滑道；所述套筒连接杆的两端分别与第一连接套筒和第二连接套筒固定，中部与滑座构成滑动副；第二连接套筒与推杆一端铰接，推杆另一端与推块铰接；推块固定在第一刀片头部；第一刀片的尾部与果剪连接件头部铰接，且固定在第一刀片尾部的滑动杆与果剪连接件头部的弧形滑槽构成滑动副；所述的第二刀片固定在果剪连接件上；滑动杆与第二刀片中部通过第二弹簧连接；第二弹簧初始为拉伸状态；果剪连接件尾部与滑杆固定；滑杆与滑道构成滑动副，且滑道靠近圆环那端固定设有挡块；所述的滑道固定在下底板上；所述的剪式行程放大机构包括剪叉单元、第一剪杆、第二剪杆、第三剪杆和第四剪杆；最靠近自适应圆环机构的剪叉单元的两根剪叉杆与第一剪杆和第二剪杆的一端分别铰接，最远离自适应圆环机构的剪叉单元的两根剪叉杆与第三剪杆和第四剪杆的一端分别铰接；第一剪杆及第二剪杆的另一端均与第一连接套筒铰接；最远离自适应圆环机构的剪叉单元中部的铰接轴与下底板固定；钢丝绳限位件固定在下底板上；第三剪杆及第四剪杆的另一端均与钢丝绳连接件铰接；钢丝绳一端固定在钢丝绳连接件上，另一端穿过钢丝绳限位件的穿线孔并与操作把手连接；上底板与下底板通过多根支撑杆固定；

所述的角度调整机构包括伸缩杆连接件和角度调整连接件；所述的角度调整连接件与下底板固定；螺栓穿过伸缩杆连接件头部的铰接孔和角度调整连接件的铰接孔与螺母连接；伸缩杆连接件的尾部套置在伸缩杆顶端；伸缩杆连接件开设的第一安装孔与伸缩杆开设的第二安装孔通过销连接。

2.根据权利要求1所述的一种柑桔自适应辅助采摘器，其特征在于：所述的第一弹簧初始状态为压缩状态。

3.根据权利要求1所述的一种柑桔自适应辅助采摘器，其特征在于：所述圆环的外侧壁开设有沿周向均布的多个网袋安装孔，网袋与圆环的网袋安装孔可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种柑桔自适应辅助采摘器，其特征在于：所述的剪叉单元包括中部铰接的两根剪叉杆；相邻剪叉单元交错的剪叉杆端部相铰接。