CN209057560U - 肩背式可伸缩水果采摘机 - Google Patents

Abstract

一种肩背式可伸缩水果采摘机，属于农业机械领域。本实用新型的目的是以夹转器（棘爪）和可伸缩传动带等关键部件进行水果采摘的肩背式可伸缩水果采摘机。本实用新型包括采摘机本体和采摘机抓手。本实用新型结构简单，操作使用方便，通过棘爪可以直接对果实进行直接抓摘，可为常见圆形果实、如苹果、梨、桃子、柑橘等水果产业化采收提供技术支持。

Description

肩背式可伸缩水果采摘机

技术领域

本实用新型属于农业机械领域。

背景技术

我国是水果生产大国，每年各种水果的产量在 1 亿 吨以上。果蔬采摘作业是果蔬生产中最耗时、最费力的一个环节。果蔬收获期间需投入的劳力约占整个种植过程的50%～ 70%。早期国内水果采摘作业基本上还是靠手工完成，中上部的果子必须上树或借助梯子，劳动强度大，用工成本高，有一定的危险性。美国、法国、英国等西方国家早在20世纪40年代初就开始了对水果采摘机械的研究，研制出了葡萄、柑橘、番茄、黄瓜、甘蓝等果蔬采摘机器人。而我国是小农经济式的果园有区别于国外大规模种植的果园，果园采摘机械化的研究与应用相比也比较晚。果园采摘从20世纪70年代以来外开始研究，研究国内最先出现的是山楂采果机。后来引进了国外先进技术，又陆续研发出一些新型的采摘机，但是大部分采摘机借鉴国外研发的大型采摘机，其较大的行走装置及复杂的传动控制装置，很难对国内生长在坡地及丘陵地带的一些水果就行机械化采摘，同时对于大型的采摘机存在着果实识别率偏低，损伤率较高，制造成本高等问题，并且对作业的对象和环境有一定的要求。由于技术和成本的原因，机械化全自动采摘在今后较长时间内无法投入实际应用，在这种背景下，机械辅助半主动采摘将占据主流。但目前存在的机械辅助半自动采摘工具大多数都存在着通用性差、适用性差、可靠性差及操作复杂等缺点。。

发明内容

本实用新型的目的是以夹转器（棘爪）和可伸缩传动带等关键部件进行水果采摘的肩背式可伸缩水果采摘机。

本实用新型包括采摘机本体和采摘机抓手，在采摘机本体的采摘机头部上端外侧固定有抓手座，抓手座上纵向开有安装通道，安装通道底端为大径固定孔；采摘机头部中部上端开有弹簧槽，在弹簧槽内放置有复位弹簧，在弹簧槽下面的的采摘机头部中部内开有线通道；采摘机头部下部插在轴承座内，并且在采摘机头部与轴承座之间安装有轴承，在轴承座上盖有座盖，轴承座与套杆固定一体构成手握套杆，在手握套杆下端固定插装有尾部握杆，在尾部握杆内部固定安装有带阴槽滑轨的导轨套杆，蜗杆底端轴连接在导座上，导座上的导轨置于阴槽滑轨内，在蜗杆中部有固定的螺旋叶片，蜗杆上部分的螺旋叶片外套有护套，护套与蜗杆通过销钉固定，在采摘机头部下端内部开有一个纵向导槽，销钉穿出护套并置于此纵向导槽内，在蜗杆和护套顶端固定安装有拉线座，拉线底端固定在拉线座，拉线穿过线通道、弹簧槽及复位弹簧中间从采摘机头部顶端伸出，在拉线顶端有绳套；在导座后端固定有手拉线，手拉线从尾部握杆末端伸出；在尾部握杆内部的护套与导轨套杆之间位置固定安装有导转套，导转套中部按照螺旋叶片的螺旋方向开有螺旋导槽，螺旋叶片和蜗杆穿过螺旋导槽；

采摘机抓手：包括棘爪和底座，棘爪和底座固定，底座下部坐于抓手座内，在底座上安装轴柱，轴柱放置在抓手座上的大径固定孔内；在底座上面开有拉线槽，绳套置于拉线槽内，对应拉线槽的底座通过小轴安装有挡线盖。

本实用新型结构简单，操作使用方便，通过棘爪可以直接对果实进行直接抓摘，可为常见圆形果实、如苹果、梨、桃子、柑橘等水果产业化采收提供技术支持。具有操作简便、成本低廉、减轻劳动强度，维护简单，通用性强等特点，可广泛应用于高低果树、圆形果实的采摘和收集，满足了农业的需求，提高了工作生产效率。本项目研究的必要性在于肩背式水果采摘机是适合于我国国情的小型机械化采摘机，此次的研究为小型水果采摘机的发展提供的宝贵的经验，对于我国水果采摘业的发展有着重大的意义。

附图说明

图1是本实用新型采摘机本体总体结构示意图；

图2是本实用新型图1的A-A上半部分结构剖视图；

图3是本实用新型图1的A-A下半部分结构剖视图；

图4是本实用新型采摘机本体和采摘机抓手安装好后的俯视图；

图5是本实用新型螺旋导槽俯视图；

图6是本实用新型带螺旋叶片的蜗杆结构示意图；

图7是本实用新型单一棘爪结构示意图；

图8是本实用新型图3的B-B向结构剖视图。

具体实施方式

本实用新型包括采摘机本体和采摘机抓手31，在采摘机本体的采摘机头部17上端外侧固定有抓手座4，抓手座4上纵向开有安装通道1，安装通道1底端为大径固定孔3；采摘机头部17中部上端开有弹簧槽24，在弹簧槽24内放置有复位弹簧20，在弹簧槽24下面的的采摘机头部17中部内开有线通道5；采摘机头部17下部插在轴承座8内，并且在采摘机头部17与轴承座8之间安装有轴承19，在轴承座8上盖有座盖18，轴承座8与套杆10固定一体构成手握套杆，在手握套杆下端固定插装有尾部握杆14，在尾部握杆14内部固定安装有带阴槽滑轨32的导轨套杆15，蜗杆9底端轴连接在导座12上，导座12上的导轨23置于阴槽滑轨32内，在蜗杆9中部有固定的螺旋叶片16，蜗杆9上部分的螺旋叶片16外套有护套7，护套7与蜗杆9通过销钉6固定，在采摘机头部17底端内部开有一个纵向导槽，销钉6穿出护套7并置于此纵向导槽内，在蜗杆9和护套7顶端固定安装有拉线座33，拉线21底端固定在拉线座33，拉线21穿过线通道5、弹簧槽24及复位弹簧20中间从采摘机头部17顶端伸出，在拉线21顶端有绳套2；在导座12后端固定有手拉线13，手拉线13从尾部握杆14末端伸出；在尾部握杆14内部的护套7与导轨套杆15之间位置固定安装有导转套11，导转套11中部按照螺旋叶片16的螺旋方向开有螺旋导槽22，螺旋叶片16和蜗杆9穿过螺旋导槽22；

采摘机抓手31：包括棘爪25和底座28，棘爪25和底座28固定，底座28下部坐于抓手座4内，在底座28上安装轴柱29，轴柱29放置在抓手座4上的大径固定孔3内；在底座28上面开有拉线槽27，绳套2置于拉线槽27内，对应拉线槽27的底座28通过小轴30安装有挡线盖26。

本实用新型安装和使用过程：

本实用新型为了抓果稳定，一般采用三个棘爪，一般三个棘爪等分排布。

首先将底座28放入抓手座4内槽，底座28两侧均有安装轴柱29，而抓手座4内槽两侧壁也对应安装轴柱29均开有安装通道1和大径固定孔3，安装通道1的宽度略小于大径固定孔3的孔径，而安装轴柱29在通过安装通道1时，相对较紧，但能通过，最后，安装轴柱29落入大径固定孔3内后就相对较宽松，方便采摘机抓手31以安装轴柱29为轴的转动灵活。采摘机抓手31放置在采摘机本体上端后，底座28的后端延伸部可以对应与复位弹簧20的上端，这样采摘机抓手31在进行抓住水果的后，底座28的后端延伸部能够将复位弹簧20压紧收缩，在水果放置收集装置后，通过复位弹簧20顶着采摘机抓手31以安装轴柱29为轴而张开。将绳套2放入拉线槽27内，并盖上挡线盖26，防止绳套2脱出。这样就将采摘机本体和采摘机抓手31安装完成，需要更换采摘机抓手31时，反向操作即可以取下并更换。

抓取水果时，首先拉动手拉线13，拉动导座12、螺旋叶片16和蜗杆9同时向下运动，导座12受导轨23和阴槽滑轨32的限制，只能向下滑动，而螺旋叶片16和蜗杆9受导转套11的限制，必须沿着螺旋叶片16的螺旋方向旋转，由于蜗杆9是轴形式插在导座12内，所以此时蜗杆9相对导座12即随着其向下运动，又进行旋转。由于蜗杆9的旋转和向下移动，就同时带动护套7和拉线座33也向下运动并旋转。由于销钉6置于采摘机头部17内部的导槽内，也就是限制销钉6相对于采摘机头部17的横向移动，而放开纵向滑动，所以销钉6只在导槽内上下向滑动，而左右向锁住，因此采摘机头部17整体只随着蜗杆9旋转，而不会向下移动。由于拉线21固定在拉线座33上，所以拉线21向下运动并跟着旋转，此时拉线21顶端的绳套2拉动采摘机抓手31底部的底座28，并以轴柱29为轴进行旋转，这样三个棘爪就成收紧状态，直至将水果抓牢，但不能松开手拉线13。在旋转采摘机头部17时，大部分水果基本已经脱离果树，即使有少部分没有脱离，只要轻轻拉动手握套杆或尾部握杆14水果也从果树上摘下。

松开状态：松开手拉线13，在复位弹簧20的作用下，将三个棘爪弹起（也就是棘爪向外展开），而拉线21被向上拉动，同时向上拉拉线座33、蜗杆9和护套7、螺旋叶片16、拉动导座12等，在螺旋叶片16与导转套11的作用，相应的进行反向旋转，同时在限制销钉6的横向限制作用，采摘机头部17反向旋转但不升降移动。此处的旋转仅仅是针对上面的步骤的反向操作，此处不做详细的说明。

本实用新型即可以手持，也可以肩背，当需要肩背时，只要简单的挂一个肩背带即可完成，与普通的肩背包相似。

本实用新型夹转器（采摘机抓手31）是一个柔性塑料三爪机构，主要负责完成果子的抓取和旋转结构，能同时实现果子在抓取的同时并旋转使其掉落，采用软性材料制成，会在摘取时减少对果子的伤害。在下方操纵手柄和夹转器之间是一个伸缩传动装置，主要完成采摘机对于不同果树高低不一状况的解决，可以伸缩管筒并传动下方操纵手柄的力，是整个采摘机的主体部件，采用铝合金结构使整体轻便耐用。

本实用新型伸缩杆可以自由伸缩，在人工的基础上提高了摘取范围，可以进行高处水果的摘取，方便了人们摘取。旋转机构与夹持器相连，带动夹持器进行旋转将水果摘下，可以在抓取的同时进行旋转，这样的机构可以省去电机，基础简单，利于操作。

Claims (1)

1.一种肩背式可伸缩水果采摘机，其特征在于：包括采摘机本体和采摘机抓手（31），在采摘机本体的采摘机头部（17）上端外侧固定有抓手座（4），抓手座（4）上纵向开有安装通道（1），安装通道（1）底端为大径固定孔（3）；采摘机头部（17）中部上端开有弹簧槽（24），在弹簧槽（24）内放置有复位弹簧（20），在弹簧槽（24）下面的采摘机头部（17）中部内开有线通道（5）；采摘机头部（17）下部插在轴承座（8）内，并且在采摘机头部（17）与轴承座（8）之间安装有轴承（19），在轴承座（8）上盖有座盖（18），轴承座（8）与套杆（10）固定一体构成手握套杆，在手握套杆下端固定插装有尾部握杆（14），在尾部握杆（14）内部固定安装有带阴槽滑轨（32）的导轨套杆（15），蜗杆（9）底端轴连接在导座（12）内，导座（12）上的导轨（23）置于阴槽滑轨（32）内，在蜗杆（9）中部有固定的螺旋叶片（16），蜗杆（9）上部分的螺旋叶片（16）外套有护套（7），护套（7）与蜗杆（9）通过销钉（6）固定，在采摘机头部（17）底端内部开有一个纵向导槽，销钉（6）穿出护套（7）并置于此纵向导槽内，在蜗杆（9）和护套（7）顶端固定安装有拉线座（33），拉线（21）底端固定在拉线座（33），拉线（21）穿过线通道（5）、弹簧槽（24）及复位弹簧（20）中间从采摘机头部（17）顶端伸出，在拉线（21）顶端有绳套（2）；在导座（12）后端固定有手拉线（13），手拉线（13）从尾部握杆（14）末端伸出；在尾部握杆（14）内部的护套（7）与导轨套杆（15）之间位置固定安装有导转套（11），导转套（11）中部按照螺旋叶片（16）的螺旋方向开有螺旋导槽（22），螺旋叶片（16）和蜗杆（9）穿过螺旋导槽（22）；

采摘机抓手（31）：包括棘爪（25）和底座（28），棘爪（25）和底座（28）固定，底座（28）下部坐于抓手座（4）内，在底座（28）上安装轴柱（29），轴柱（29）放置在抓手座（4）上的大径固定孔（3）内；在底座（28）上面开有拉线槽（27），绳套（2）置于拉线槽（27）内，对应拉线槽（27）的底座（28）通过小轴（30）安装有挡线盖（26）。