CN109379984B - 一种带机械分离结构的苹果采摘器 - Google Patents

Abstract

包括苹果分离、采摘头角度调节和苹果固定三部分；整体呈细长杆状，前端为采摘头，后端是能摆动角度的尾节，尾节上有驱动苹果固定装置开合的手柄，杆中间有可在杆上前后滑动的手柄。苹果分离装置为本发明的核心，它有内、外各二个夹臂，均呈直角型，每个夹臂末端都有与夹臂方向垂直的圆柱体夹棍；外夹臂上开有燕尾槽，内夹臂可沿此燕尾槽在外夹臂上滑动；采摘头前端分离装置的两个外夹臂的转动轴上各有一个齿轮，两个齿轮之间是双面齿条板，分别与两个齿轮啮合，齿条板上端有横档板，齿条板下端有弹簧；捏动分离手柄向下牵拉钢丝时，采摘头前端的分离装置先闭合，夹住苹果柄，继续捏动该手柄时，内夹臂沿着外层臂向下滑动，则苹果柄与树枝断开。

Description

一种带机械分离结构的苹果采摘器

技术领域

本发明涉及一种带机械分离结构的苹果采摘器，模拟人工采摘动作高效快速完成高处苹果的采摘。

背景技术

采摘苹果时最好的还是人工手动采摘，既不伤果树又保证苹果完好。但人工手动采摘效率低，且生于较高位置的苹果人的高度无法直接触及。

发明原理

本发明基本思路为模拟人工双手采摘苹果动作。

人工采摘苹果动作，一手托住苹果保证苹果摘下后不会跌落，另一只手握住树枝，用拇指前端沿苹果柄的生长方向的逆向用力推，使苹果柄与树枝的连接处断裂（果实在接近成熟的时期，有自然脱落的趋势，此处最容易断开），这样可防止折断树枝或撕裂树枝。

为实现模拟人工采摘苹果动作，本发明在设计时使用了双层排列的四根夹棍，经一根外面有套管的钢丝，由一个手柄控制。一次捏动手柄就能实现内层两根夹棍夹持苹果柄、外层两根夹棍顶住树枝、内层两根夹棍向下拉苹果柄的连续动作。

为保证采摘下的苹果不掉落，本发明设计了一个由左手来控制的四爪夹持装置，使采下来的苹果被此装置握住。

由于苹果生长角度不同，所以本发明把采摘杆的尾部设计为可摆动结构，通过导轮和钢丝控制采摘头的角度，调整为最合适的采摘角度。

为了适应不同高度生长的苹果，本发明把右手操作的手柄安装在可在采摘杆上自由滑动的套筒上。

发明内容

本发明的目的是提供一种带机械分离结构的苹果采摘器。使用本发明可快速完美的采摘到树上较高位置的苹果，并且是模拟人工手动采摘从而保证苹果品质完好无损。

本发明包括苹果分离装置、采摘头角度调节装置和苹果固定装置。

所述的苹果分离装置包括：采摘头基板、双面齿条板、外夹臂、内夹臂、驱动钢丝和手柄。所述的双面齿条板上有横档板定位轴、双面齿条板弹簧、横挡板和弹簧；所述的外夹臂上有外夹臂齿轮和外夹棍；所述的内夹臂上有内夹棍和内夹臂回位弹簧。

所述的采摘头角度调节装置包括：采摘头基板和采摘杆。所述的采摘头基板上有牵拉销钉、弹簧和采摘头安装轴；所述的采摘杆上有钢丝、导轮、采摘杆尾节和采摘杆尾节安装轴。

所述的苹果固定装置包括：上平台、下平台、卡爪、钢丝和手柄。所述的上平台有空心轴和弹簧。

本发明的工作过程

1.苹果分离原理，如图3所示，采摘头前端是一个可以开合的苹果分离装置，该装置有四个夹臂，每个臂的末端有一个与该臂方向垂直的圆柱体的夹棍，该装置可分为内外两层，每层各两个臂，且外夹臂a3的内侧开有燕尾槽，使内夹臂a4可以以外夹臂a3为轨道滑动。采摘头前端分离装置的两个外夹臂a3的转动轴上各有一个齿轮a31，两个齿轮之间是一个双面齿条板a2，分别与两个齿轮a31啮合，齿条板a2上端有一个横档板a23，齿条板a2下端有一个弹簧a22，齿条板a2与横档板a23间也有一个弹簧a24，驱动钢丝a5安装在横档板a23上。当捏动分断手柄a6向下牵拉驱动钢丝a5时，横档板a23通过弹簧a24使齿条板a2向下运动，带动两个齿轮a31相对转动，齿轮带动外夹臂a3向内运动，由夹棍a32完成苹果柄夹持动作。继续捏动该手柄a6时，因外夹臂夹棍a32受到苹果柄的阻挡，齿轮a31无法继续运动，同时齿条板a2也无法继续运动，这时横档板a23与齿条板a2间的弹簧a24受力压缩，横档板a23继续向下运动，这个横档板a23的两端刚好卡住内夹臂a4的内弯处，从而带动内夹臂a4沿着外夹臂a3向下滑动，从而断开苹果柄与苹果枝的连接。

2.采摘头角度调整原理，如图4所示，采摘头基板b1的两侧采摘头基板牵拉销钉b11上各有一根钢丝b12，采摘杆b2前后端各有两个小孔，采摘头的两根钢丝b21分别穿过采摘杆b2的前后两个小孔，贯穿整个采摘杆，由于采摘杆b2分为两节，两节之间的连接处安装有一个导轮b22，所以当扳动采摘杆尾节b23时，导轮b22两侧的钢丝b21会沿着导轮b22两侧做相反方向运动，相当于一侧钢丝伸长，另一侧钢丝缩短，钢丝的这种运动通过采摘杆b2前端的小孔传递给采摘头，使采摘头基板b1发生摆动。为了使采摘头能自动回位，所以在采摘头与钢丝的连接点和采摘杆前端的小空间安装两个弹簧b12。

3.苹果固定原理，如图5所未，四爪夹持装置有上下两个平台，上平台c1为固定平台，通过空心轴c11与采摘头连接在一起；下平台c2为动平台，其上连接有钢丝c4，当捏动手柄c5时牵引钢丝c4向下运动，钢丝c4带动下平台c2向下运动；因两平台间等距安装有四个卡爪c3，下平台c2的向下运动带动四个卡爪c3向外运动而张开；当松开手柄时，因下平台c2与采摘头之间安装有弹簧c12，因上一个动作被压缩的弹簧c12产生回弹力，推动下平台c2向上运动，四个卡爪c3向内运动，闭合，从而固定住苹果。

本发明的有益效果：

1.降低劳动强度，提高劳动效率，保证工作质量。

2.操作简单，夹住苹果柄并垂直于树枝方向的牵拉两个动作是通过捏动同一个手柄一步完成。

3.苹果采摘器的头部可旋转以适应不同方向生长的苹果。

4.采摘时施力的手柄可以在采摘杆上滑动，以适应高低不同部位生长的苹果。

5.采摘下来的苹果被五爪夹持装置依靠弹簧的夹力固定，不会摔落，也不会因用力过猛，损伤苹果。

附图说明

图1是立体组装示意图

图2是立体分解示意图

图3是苹果分离原理图

图4是采摘头角度调整原理图

图5是苹果固定原理图

具体实施方式

如图1所示，所述的苹果采摘器，是一个细长杆状结构，前端为采摘头，后端为一个可以摆动角度的尾节，尾节上安装有驱动苹果夹持装置开合的手柄，杆的中间是一个可在杆上前后滑动的手柄，通过钢丝驱动苹果与树枝分离装置的运动。

如图2所示，所述的苹果采摘器，包括苹果分离装置、采摘头角度调节装置和苹果固定装置三部分，其中苹果分离装置为本发明的核心。

如图3所示，所述的苹果分离装置包括：采摘头基板a1、双面齿条板a2、外夹臂a3、内夹臂a4、驱动钢丝a5和手柄a6；齿条板a2上有横档板定位轴a21、双面齿条板弹簧a22、横挡板a23和弹簧a24；外夹臂a3上有外夹臂齿轮a31、外夹棍a32；内夹臂a4上有内夹棍a41和内夹臂回位弹簧a42。

其中外夹臂a3和内夹臂a4各二个，均呈直角型，内夹臂4末端有与夹臂方向垂直的夹棍a41、外夹臂a3末端有与夹臂方向垂直的夹棍a32；外夹臂a3上开有燕尾槽，内夹臂a4可沿此燕尾槽在外夹臂a3上滑动；采摘头前端分离装置的两个外夹臂a3的转动轴上各有一个齿轮a31，两个齿轮之间是双面齿条板a2，分别与两个齿轮啮合，齿条板上端有横档板a23，齿条板下端有弹簧a24；捏动分离手柄a6向下牵拉钢丝a5时，采摘头前端的分离装置先闭合，夹住苹果柄，继续捏动该手柄时，内夹臂沿着外层臂向下滑动，则苹果柄与树枝断开。

如图4所示，所述的采摘头角度调节装置包括：采摘头基板b1和采摘杆b2；基板b1上有采摘头基板牵拉销钉b11、弹簧b12和采摘头安装轴b13；采摘杆b2上有钢丝b21、导轮b22、采摘杆尾节b23和采摘杆尾节安装轴b24。采摘头角度调节装置，通过采摘杆尾节的横向摆动，经导轮和钢丝把运动的力传给采摘杆前面的采摘头，使采摘头产生横向的旋转，以与苹果生长的方向一致。

如图5所示，所述的苹果固定装置包括：上平台c1、下平台c2、卡爪c3、钢丝c4 和手柄c5；上平台c1上有空心轴c11、弹簧c12；苹果固定装置，四爪夹持，通过采摘杆上的手柄产生的力，经钢丝传导后，控制该四爪夹持装置的开启，依靠四爪夹持机构的弹簧实现自动闭合。

本实施例的工作过程

双手握持式操作，左手扳动采摘杆尾部调整采摘头角度，使其与苹果生长方向一致，然后握住安装在采摘杆尾部的手柄，使四爪夹持装置张开，松开手柄，利用弹簧的夹力夹住苹果，右手捏动安装在采摘杆前端的手柄，蟹钳形状的内、外夹臂一起闭合，上层滚轴结构的夹棍夹住苹果柄靠近树枝的位置，继续捏这个手柄，下层固定的夹棍会以更大的力夹住苹果柄，继续捏动手柄，下层夹棍会向下运动，因上层夹棍可以滚动，所以下层夹棍会夹住苹果柄向下牵拉，但树枝受到上层夹棍的阻挡不能向下运动，所以会在苹果柄与树枝连接处断开，采下来的苹果被四爪夹持装置握住，不会掉落。

运送和堆放时，把采摘杆的采摘头放在接收苹果的容器上方，捏动采摘杆尾部的手柄时四爪夹持装置张开，苹果掉落入容器中，采摘完毕。

Claims (1)

1.一种带机械分离结构的苹果采摘器，其特征在于：包括苹果分离装置，采摘头角度调节装置，苹果固定装置；其中苹果分离装置包括采摘头基板、双面齿条板、横档板定位轴、双面齿条板弹簧、横挡板、弹簧、外夹臂、外夹臂齿轮、外夹棍、内夹臂、内夹棍、内夹臂回位弹簧、驱动钢丝和手柄，外夹臂和内夹臂各二个，均呈直角型，内夹臂末端有与夹臂方向垂直的夹棍、外夹臂末端有与夹臂方向垂直的夹棍，外夹臂上开有燕尾槽，内夹臂可沿此燕尾槽在外夹臂上滑动，采摘头前端分离装置的两个外夹臂的转动轴上各有一个齿轮，两个齿轮之间是双面齿条板，分别与两个齿轮啮合，齿条板上端有横档板，齿条板下端有弹簧，捏动分离手柄向下牵拉钢丝时，采摘头前端的分离装置先闭合，夹住苹果柄，继续捏动该手柄时，内夹臂沿着外层臂向下滑动，则苹果柄与树枝断开；采摘头角度调节装置包括采摘头基板和采摘杆，采摘头基板上安装有采摘头基板牵拉销钉、弹簧和采摘头安装轴，采摘杆上安装有钢丝、导轮、采摘杆尾节和采摘杆尾节安装轴，通过采摘杆尾节的横向摆动，经导轮和钢丝把运动的力传给采摘杆前面的采摘头，使采摘头产生横向的旋转，使其与苹果生长的方向一致。