CN108450131B - 一种手持式菠萝采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手持式菠萝采摘装置，包含：箱体、把手、中心轴、单向传动机构、导向防护机构、切刀机构。箱体具有限位槽，茎秆能够自限位槽的槽***动至限位槽的槽底；把手，连接于箱体上；中心轴通过单向传动机构配置于箱体上；导向防护机构配置于中心轴的上，且具有多个叶片，叶片可在茎秆活动至限位槽的槽底的过程中受菠萝的推动而带动中心轴相对箱体逆时针转动或顺时针转动；切刀机构，配置于中心轴上且具有多个刀片；刀片在茎秆活动至限位槽的槽底后，活动至能够限制茎秆自限位槽的槽口移出的位置，且刀片能够在箱体相对茎秆远离时切割茎秆，以使菠萝与茎秆相分离，顺利切下菠萝。相较于现有技术，本申请的采摘装置使用方便，且不会损伤菠萝。

Description

一种手持式菠萝采摘装置

技术领域

本发明涉及水果采摘装置，具体而言，涉及一种手持式菠萝采摘装置。

背景技术

目前，由于菠萝为多年生水果，具有特殊的结构，不可能进行一次性大面积的机械化采摘，只能分批有针对性地采摘；而且在采摘的同时还必须维持好菠萝植株的正常生长，以免影响其下一年的结果情况。目前，国内的菠萝采摘主要还是以人工采摘为主，由于菠萝叶子上有锋利的锐齿，果皮坚硬有凸起而且带有芒刺，纯手工采摘很容易使人受伤，严重影响了菠萝的采摘效率，对采摘者来说也是一件头痛的事情。要解决这样的难题，必须从多方面进行考虑，然后进行结构设计，来满足实际要求。市场上的菠萝收割机大多为大型机械，其动力机构是由庞大的拖拉机带动的。也有少部分小型机械，是通过人手与机械手配合来进行选择性采摘。

在现有技术上的菠萝采摘过程中存在着一系列的问题，例如大型机械化采摘，不可避免的受到地理环境、果田位置、果田规模等因素的限制，同时其采摘的经济成本也太高。常用的机械手结构一般通过夹住菠萝，并使菠萝相对茎秆扭动的方式来使菠萝与茎秆分离，该种方式会夹伤果肉，降低了水果的价值。同时常用的机械手结构的把手通常为直杆结构，其不符合人体工程学设计，导致用户采用菠萝时需反复弯腰，存在劳动强度大的问题。

有鉴于此，发明人在研究了现有的技术后特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种菠萝采摘装置以解决现有的采摘机构采摘菠萝时存在夹伤果肉的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种手持式菠萝采摘装置，包含：箱体、把手、中心轴、单向传动机构、导向防护机构、切刀机构。箱体具有限位槽，茎秆能够在箱体相对其靠近时自限位槽的槽***动至限位槽的槽底；把手，连接于箱体上；中心轴通过单向传动机构配置于箱体上，该中心轴能够相对箱体逆时针转动或顺时针转动，且单向传动机构能够对应限制该中心轴顺时针转动或逆时针转动；导向防护机构，配置于所述中心轴的上端，且所述导向防护机构具有多个沿周向间隔配置的叶片，所述叶片可在茎秆活动至限位槽的槽底的过程中受菠萝的推动而带动旋转轴支相对箱体逆时针转动或顺时针转动；切刀机构，配置于所述中心轴上且能够随其转动，切刀机构具有多个沿周向间隔配置的刀片；所述刀片在茎秆活动至限位槽的槽底后活动至能够限制茎秆自限位槽的槽口移出的位置，且活动至能够限制茎秆自限位槽的槽口移出的位置的刀片能够在箱体相对茎秆远离时切割茎秆，以使菠萝与茎秆相分离，顺利切下菠萝。

作为进一步改进，所述箱体包含主体部和配置于主体部上的箱盖；所述箱盖上设有与限位槽相配合的倒槽，倒槽用以防止菠萝与茎秆分离后自箱盖的外缘掉落到地上。

作为进一步改进，所述导向防护机构的叶片呈圆弧状，所述叶片的内壁可在茎秆活动至限位槽的槽底时与菠萝的外缘相切，并在菠萝与其茎秆分离后，所述叶片的内壁可保护菠萝顺利掉入所述箱盖设置的倒槽内。

作为进一步改进，所述采摘装置的切刀机构包括支撑所述刀片的刀架；所述刀架安装在所述中心轴上。

作为进一步改进，所述箱体包含主体部和配置于主体部的箱盖；所述单向传动机构包含第一单向轴承和第二单向轴承，第一单向轴承的轴承外圈固定在所述箱盖上，第二单向轴承的轴承外圈固定在所述箱体上。

作为进一步改进，所述箱体包含主体部和配置于主体部上的箱盖；所述采摘装置的单向传动机构为棘轮机构，所述棘轮机构包含棘轮、棘爪、定位杆和扭簧；所述棘轮固定在所述中心轴上，位于所述刀架的下方，所述棘爪一端***所述棘轮的齿槽中，所述棘爪另一端通过定位杆可转动地配置于所述主体部上；所述扭簧配置于所述主主体部和所述棘爪之间；所述棘轮推动所述棘爪转动时，所述棘爪带动扭簧形变，所述扭簧自形变状态复位时带动所述棘爪***所述棘轮的齿槽中。

作为进一步改进，所述把手为铝合金把手。

作为进一步改进，所述把手呈曲线型。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

1、在采用上述方式结构采摘菠萝时，用户通过握住把手向前运动，使菠萝下的茎秆进入限位槽，沿槽口向槽底运动，这个过程中，导向防护结构和切刀机构随中心轴同向转动，在茎秆达到限位槽槽底后，给把手施加一个反向抽拉的力时，在单向传动机构的作用下，切刀结构发生作用，顺利使菠萝与其茎秆分离；在上述过程中，本申请的采摘装置并不存在夹持菠萝，因而不会损伤菠萝；

2、在设置倒槽的情况下，本申请的倒槽可以极大程度地避免菠萝与茎秆分离直接掉落至地面而造成损伤；

3、在采用圆弧状叶片的情况下，叶片的内壁能够在菠萝与其茎秆分离后保护菠萝顺利掉入箱盖设置的倒槽内，进而有助于避免造成损伤；

4、采用铝合金的把手，使得整个产品的重量更轻，容易拿取，便于携带；

5、采用曲线型的把手，可符合人体工程学，采摘菠萝过程中避免弯腰，大大降低劳动强度、提升劳动效率。

附图说明

图1为本发明在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明的工作示意图；

图4为本发明在第一实施例下的***图；

图5为本发明在第一实施例下的单向传动结构示意图；

图6为本发明在第一实施例下的主体部示意图；

图7为本发明在第二实施例下的***图。

附图标识

1、箱体；S、限位槽；1A、主体部；1B、箱盖；1C、倒槽；1D、定位孔；

2、中心轴；3、导向防护机构；3A、叶片；4、切刀机构；4A、刀片；4B、刀架；5、单向传动机构；6、棘轮7、棘爪；8、定位杆；9、扭簧；10、轴承；

11、第一单向轴承；12、第二单向轴承；13、把手；L1、菠萝；L2、茎秆。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

本发明提供了一种手持式菠萝采摘装置，本菠萝采摘装置主要用于采摘生长在地上的菠萝，结合图1至图6，在第一实施例中，本菠萝采摘装置包括箱体1、中心轴2、单向传动机构5、导向防护机构3、切刀机构4以及把手13。

参阅图1至图6可知，箱体1包括限位槽S、主体部1A、箱盖1B、倒槽1C、定位孔1D。箱盖1B与主体部1A可采用焊接或者螺钉的方式固定在一起，倒槽1C设置在箱盖1B上方，并与限位槽S配合，用于防止菠萝与其下方的茎秆分离时，菠萝会从箱盖外缘掉落到地上而损伤菠萝。主体部1A、箱盖1B、倒槽1C可采用铝合金材质形成。限位槽S可为图示中的U型槽，但亦可为其它V型槽或其它形状的槽。

中心轴2穿过箱盖1B且通过单向传动机构5支撑于箱体1上，本实施中，中心轴2可相对箱体1逆时针转动，单向传动机构5可限制中心轴2相对箱体1顺时针转动。中心轴2可通过轴承10与箱盖1B相配合。

导向防护机构3包括3个沿周向间隔配置的叶片3A，3个叶片3A连接于一套设并固定在中心轴2上的连接件上。导向防护机构3可随中心轴2同步转动。叶片3A呈圆弧状。本实施例的3个叶片3A沿周向等间隔配置，每两个刀片之间的间隔角度为120°。叶片3A的数量并不限于本申请的数量，每两个叶片3A之间的间隔角度可在0°至180°范围内调整，例如在30°至180°内调整。

切刀机构4包括3个沿周向间隔配置的刀片4A和刀架4B，刀片4A可通过过盈配合的方式或者螺栓紧固的方式固定在刀架4B上，刀架4B则采用过盈配合的方式固定在中心轴2上，且位于导向防护机构3的下方。3个刀片4A与导向防护机构的3个叶片3A之间是交错布置，投影到同一平面上时，两者之间有一定的角度，具体的角度可根据采摘装置的总体大小而定。切刀机构4可随中心轴2同步转动。本实施例的3个刀片4A沿周向等间隔配置，每两个刀片之间的间隔角度为120°。刀片4A的数量并不限于本申请的数量，每两个刀片之间的间隔角度可在0°至180°范围内调整，例如在30°至180°内调整。

扶手13安装于主体部1A上，扶手13可呈曲线型，扶手13可为铝合金的把手。

在第一实施例中，单向传动机构为棘轮机构，该棘轮机构包括棘轮6和棘爪7，棘轮6通过过盈配合安装于中心轴2的刀架4B下方，棘爪7安装在箱体1B上，棘爪7一端***棘轮的齿槽中，棘爪7另一端通过定位杆8可转动地配置于箱体1的主体部1A上，定位杆8固定在箱体1上的定位孔1D内；扭簧9配置于主体部1A和棘爪7之间；棘轮6推动棘爪7转动时，棘爪7会带动扭簧9发生形变，当其棘爪7绕着扭簧9中心旋转时，会将它们拉回初始位置，产生扭矩或旋转力，扭簧9自形变状态复位时就带动棘爪7再次***棘轮6的齿槽中。导向防护机构3带动中心轴2一起逆时针转动时，棘轮6也随之转动。

结合图1至图3，第一实施例的手持式菠萝采摘装置的工作方式如下：用户推动把手13使箱体1靠近茎秆L2，当菠萝茎秆L2沿限位槽S的开口进入时，由于菠萝L1呈两头小中间大的形状，导向防护机构3的其中一片叶片3A触碰到菠萝L1，此时继续用户向前推动箱体1，使茎秆L2活动至限位槽S槽底时，菠萝L1对导向防护机构3产生一个反作用力，从而导向防护机构3带动中心轴2一起转动，切刀结构4也随之转动。到达限位槽S的底部或菠萝L2最大外圆与叶片3A外圆相分离时，切刀机构4的刀片4A转动到菠萝茎秆外圆处，此时菠萝茎秆L2处于刀片4A与限位槽S围成的闭合区域内。当拉动把手13施加一个反向抽拉的力时，棘爪7使得棘轮6无法反向转动，则中心轴2无法顺时针回转。此时，刀片4A对菠萝茎秆施加切割力，将菠萝L1和其茎秆L2分离，叶片3A的内壁可保护菠萝L1顺利掉入箱盖1B设置的倒槽1C内。最后将槽内的菠萝倒入采集框(图未示)内即可。本申请的采摘装置亦可用应用于其它果实位于茎杆上方的植株的采摘。

即以上即为本申请的第一实施方式，但容易理解，单向传动机构并不限于上述实施例，结合图7，在第二实施例中，单向传动机构可包含第一单向轴承11和第二单向轴承12。第一单向轴承11的轴承外圈利用过盈配合固定在箱盖1B上，第二单向轴承12的轴承外圈利用过盈配合固定在箱体1的主体部1A上，实现中心轴2的安装。通过以上方式亦可使中心轴可逆时针转动而不能顺时针转动。本实施例未提及的其它特性可及前一实施例相同。

不同于上述实施例中心轴可逆时针转动而不能顺时针转动，在其它实施例中，可调整限位槽的位置，并同时调整单向传动机构的配置，使中心轴可顺时针转动而不能逆时针转动。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (8)

1.一种手持式菠萝采摘装置，用以使菠萝植株的菠萝与其下方的茎秆相分离；其特征在于，所述菠萝采摘装置包含：

箱体(1)，具有限位槽(S)，茎秆能够在箱体(1)相对其靠近时自限位槽(S)的槽***动至限位槽(S)的槽底；

把手(13)，连接于箱体(1)上；

中心轴(2)，通过单向传动机构(5)配置于箱体(1)上，所述中心轴(2)能够相对箱体(1)逆时针转动或顺时针转动，且所述单向传动机构(5)能够对应限制该中心轴(2)顺时针转动或逆时针转动；

导向防护机构(3)，配置于所述中心轴(2)的上端，且所述导向防护机构(3)具有多个沿周向间隔配置的叶片(3A)，所述叶片(3A)可在茎秆活动至限位槽(S)的槽底的过程中受菠萝的推动而带动中心轴相对箱体(1)逆时针转动或顺时针转动；

切刀机构(4)，配置于所述中心轴(2)上且能够随其转动，切刀机构(4)具有多个沿周向间隔配置的刀片(4A)；所述刀片(4A)在茎秆活动至限位槽(S)的槽底后同步活动至能够限制茎秆自限位槽(S)的槽口移出的位置，且活动至能够限制茎秆自限位槽的槽口移出的位置的刀片(4A)能够在箱体相对茎秆远离时切割茎秆，以使菠萝与茎秆相分离。

2.根据权利要求1所述的采摘装置，其特征在于，所述箱体(1)包含主体部(lA)和配置于主体部(1A)上的箱盖(1B)；所述箱盖(1B)上设有与限位槽(S)相配合的倒槽(1C)，倒槽(1C)用以防止菠萝与茎秆分离后自箱盖(1B)的外缘掉落到地上。

3.根据权利要求2所述的采摘装置，其特征在于：所述导向防护机构(3)的叶片(3A)呈圆弧状，所述叶片(3A)的内壁可在茎秆活动至限位槽(S)的槽底时与菠萝的外缘相切，并在菠萝与其茎秆分离后，所述叶片的内壁可保护菠萝顺利掉入所述箱盖（1B）设置的倒槽内。

4.根据权利要求1所述的采摘装置，其特征在于：所述采摘装置的切刀机构(4)包括支撑所述刀片(4A)的刀架(4B)；所述刀架(4B)安装在所述中心轴(2)上。

5.根据权利要求1所述的采摘装置，其特征在于：所述箱体(1)包含主体部(lA)和配置于主体部(1A)的箱盖(1B)；所述单向传动机构包含第一单向轴承(11)和第二单向轴承(12)，第一单向轴承(11)的轴承外圈固定在所述箱盖(1B)上，第二单向轴承(12)的轴承外圈固定在所述箱体(1)上。

6.根据权利要求4所述的采摘装置，其特征在于：所述箱体(1)包含主体部(lA)和配置于主体部(1A)上的箱盖(1B)；所述采摘装置的单向传动机构(5)为棘轮机构，所述棘轮机构包含棘轮(6)、棘爪(7)、定位杆(8)和扭簧(9)；所述棘轮(6)固定在所述中心轴(2)上，位于所述刀架(4B)的下方，所述棘爪(7)一端***所述棘轮(6)的齿槽中，所述棘爪(7)另一端通过定位杆(8)可转动地配置于所述主体部(1A)上；所述扭簧(9)配置于所述主体部(1A)和所述棘爪(7)之间；所述棘轮(6)推动所述棘爪(7)转动时，所述棘爪(7)带动扭簧(9)形变，所述扭簧自形变状态复位时带动所述棘爪(7)***所述棘轮(6)的齿槽中。

7.根据权利要求1至6任一项所述的采摘装置，其特征在于：所述把手(13)为铝合金把手。

8.根据权利要求1至6任一项所述的采摘装置，其特征在于：所述把手(13)呈曲线型。

Images