CN110663360B - 一种水果采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水果采摘装置，包括手柄操作组件、支撑杆、牵引组件、机械腕组件及采摘头组件。在操作时，左右手配合支撑杆、手柄以及外扳机实现联动控制，通过第一拉线使机械指闭合抓住果实，继而带动内扳机转动，并由第二拉线带动不同连杆动作，最终将水果以掰转的方式从果树上摘下。整个过程模仿人手在抓取水果后以掰转的方式摘取水果，提高采摘效率的同时减少了传统的拉拽动作对水果的损伤，且能够较好地保护果树。

Description

一种水果采摘装置

技术领域

本发明涉及采摘装置技术领域，特别是涉及一种水果采摘装置。

背景技术

水果是指多汁且大多数有甜味可直接生吃的植物果实，不但含有丰富的营养且能够帮助消化。水果是对部分可以食用的植物果实和种子的统称。水果有降血压、减缓衰老、减肥瘦身、皮肤保养、明目、抗癌、降低胆固醇补充维生素等保健作用。

目前，传统的果园在水果的采摘方式上依然主要靠人工用手直接采摘水果的方式。这种通过人工直接采摘的方式存在采摘效率低的问题，因此水果采摘器应运而生。传统的水果采摘器虽然解决了采摘效率低的问题，但是大都通过拉拽动作将水果拽下，容易损伤水果，而且容易拽断果树的树枝，不利于保护果树。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种在提高采摘效率的同时有效避免损伤水果且能够有效保护果树的水果采摘装置。

一种水果采摘装置，包括：

手柄操作组件，包括手柄、内扳机、外扳机、第一复位扭簧及第二复位扭簧，所述内扳机与所述外扳机均相对于所述手柄可转动，所述内扳机位于所述外扳机与所述手柄之间，所述外扳机转动预设角度后能够带动所述内扳机同时转动，所述第一复位扭簧的相对两端分别与所述外扳机及所述手柄相抵，所述第一复位扭簧用于使所述外扳机复位，所述第二复位扭簧的相对两端分别与所述内扳机及所述手柄相抵，所述第二复位扭簧用于使所述内扳机复位；

支撑杆，呈中空状，所述支撑杆的一端固定于所述手柄上；

牵引组件，包括第一拉线及第二拉线，所述第一拉线及所述第二拉线均收容于所述支撑杆的内部，所述第一拉线的一端与所述外扳机相连，所述第二拉线的一端与所述内扳机相连；

机械腕组件，包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆及第一弹簧，所述第一连杆的一端能够伸入所述支撑杆的另一端、且与所述第二拉线的另一端相连，所述第二连杆的一端与所述第一连杆的另一端可转动地相连，所述第三连杆的一端与所述第二连杆的一端固定相连、且与所述第一连杆的另一端可转动地相连，所述第四连杆的一端与所述第三连杆的另一端可转动地相连，所述第四连杆的另一端可转动地与所述支撑杆相连，所述第一弹簧套设于所述第一连杆上、且两端分别与所述支撑杆的另一端及所述第二连杆的一端相抵；及

采摘头组件，包括底座、第二弹簧及机械指，所述底座设置于所述第二连杆的另一端，所述第二弹簧套设于所述第一拉线上，所述第二弹簧的相对两端分别与所述底座及所述机械指相抵，所述机械指可转动地设置于所述底座上，且与所述第一拉线的另一端相连。

在其中一个实施例中，还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括按钮、卡扣及卡锁，所述支撑杆的侧壁上开设有通孔，所述按钮位于所述通孔处，所述卡锁可枢转地设置于所述支撑杆的内部，所述第二拉线包括第一段及第二段，所述卡扣设置于所述第一段与所述第二段之间，所述卡扣上开设有卡槽，所述卡锁能够卡入所述卡槽内。

在其中一个实施例中，所述支撑杆的另一端的外侧壁突出形成有固定杆，所述第四连杆的另一端可转动地设置于所述固定杆上。

在其中一个实施例中，所述底座包括空心杆及三个支撑架，所述三个支撑架均匀分布于所述空心杆的外侧壁上，所述第一拉线的另一端穿过所述空心杆与所述机械指相连，所述机械指可转动地设置于所述支撑架上。

在其中一个实施例中，所述机械指包括三个手爪，单个所述手爪包括底部与爪部，所述第一拉线的另一端与所述底部相连，所述爪部与所述底部一体成型，所述底部可转动地设置于所述支撑架上。

在其中一个实施例中，还包括导果组件，所述导果组件包括导果管，所述导果管设置于所示支撑杆的外侧壁上。

在其中一个实施例中，所述导果组件还包括支撑环及固定柱，所述导果管为导果网，所述导果网通过所述支撑环撑开，且所述导果网通过所述固定柱固定于所示支撑杆的外侧壁。

在其中一个实施例中，还包括收集组件，所述收集组件包括收集箱，所述导果管的底端对应于所述收集箱。

在其中一个实施例中，所述收集箱内还设置有缓冲件，所述缓冲件用于提供缓冲力。

在其中一个实施例中，所述收集箱上设置有背带及支杆，所述支杆伸出于所述收集箱，所述支撑杆的中部通过绳索与所述支杆相连。

上述水果采摘装置至少具有以下优点：

使用者在操作水果采摘装置时，左手握住支撑杆，右手握住手柄操作组件。由右手扣动外扳机，使外扳机转动，外扳机转动时，拉动第一拉线向靠近手柄的方向移动，第一拉线拉动机械指动作，使机械指闭合，来抓住果实。抓住果实后，此时外扳机正好接触到内扳机，右手继续扣动外扳机，外扳机带动内扳机一起转动，内扳机转动时拉动第二拉线向靠近手柄的方向移动，从而牵动第一连杆，使第一连杆向伸入支撑杆的方向移动，从而带动第二连杆、第三连杆及第四连杆转动，将水果以掰转的方式从果树上摘下。整个过程模仿人手在抓取水果后以掰转的方式摘取水果，在提高采摘效率的同时减少了传统的拉拽动作对水果的损伤，且能够较好的保护果树。

附图说明

图1为水果采摘装置的结构示意图；

图2为图1所示水果采摘装置的局部示意图；

图3为图1所示水果采摘装置的另一局部示意图；

图4为图1所示水果采摘装置省去导果组件及收集组件的正视图；

图5为图4的剖视图；

图6为图5的局部示意图；

图7为图5的另一局部示意图；

图8为图5的又一局部示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1至图6，一实施方式中的水果采摘装置10，能够在提高采摘效率的同时有效避免损伤水果且能够有效保护果树。具体地，水果采摘装置10包括手柄操作组件100、支撑杆200、牵引组件300、机械腕组件400、采摘头组件500、锁紧组件600、导果组件700及收集组件800。

请参阅图4至图6，手柄操作组件100包括手柄110、内扳机120、外扳机130、第一复位扭簧140及第二复位扭簧150。内扳机120与外扳机130均相对于手柄110可转动，内扳机120位于外扳机130与手柄110之间，外扳机130转动预设角度后能够带动内扳机120同时转动。预设角度可以为锐角，例如小于45°的角度。内扳机120的尺寸小于外扳机130的尺寸，只要能够实现外扳机130转动预设角度后带动内扳机120同时转动即可。

第一复位扭簧140的相对两端分别与外扳机130及手柄110相抵，第一复位扭簧140用于使外扳机130复位。第二复位扭簧150的相对两端分别与内扳机120及手柄110相抵，第二复位扭簧150用于使内扳机120复位。

支撑杆200呈中空状，支撑杆200的一端固定于手柄110上。牵引组件300包括第一拉线310及第二拉线320，第一拉线310及第二拉线320均收容于支撑杆200的内部。第一拉线310的一端与外扳机130相连，当外扳机130转动时，能够拉动第一拉线310沿靠近手柄110的方向移动。第二拉线320的一端与内扳机120相连，当内扳机120在外扳机130的带动下转动时，能够拉动第二拉线320沿靠近手柄110的方向移动。具体地，第一拉线310和第二拉线320都可以为钢丝绳，以增加第一拉线310与第二拉线320的强度。当然，在其他的实施方式中，第一拉线310和第二拉线320还可以为其他强度较大的材料。

机械腕组件400包括第一连杆410、第二连杆420、第三连杆430、第四连杆440及第一弹簧450。第一连杆410的一端能够伸入支撑杆200的另一端、且与第二拉线320的另一端相连。因此，当第二拉线320被内扳机120拉动向靠近手柄110的方向移动时，第一连杆410向伸入支撑杆200的方向移动。

第二连杆420的一端与第一连杆410的另一端可转动地相连，第三连杆430的一端与第二连杆420的一端固定相连、且与第一连杆410的另一端可转动地相连，因此，第二连杆420与第三连杆430固定连接。第四连杆440的一端与第三连杆430的另一端可转动地相连，第四连杆440的另一端可转动地与支撑杆200相连。例如，可以在支撑杆200的另一端的外侧壁突出形成有固定杆460，第四连杆440的另一端可转动地设置于固定杆460上，固定杆460与支撑杆200一体成型。

第一弹簧450套设于第一连杆410上、且两端分别与支撑杆200的另一端及第二连杆420的一端相抵。因此，当外扳机130转动预设角度后带动内扳机120转动，内扳机120拉动第二拉线320移动，第二拉线320拉动第一连杆410沿伸入支撑杆200内部的方向移动，进而拉动第二连杆420与第三连杆430向靠近支撑杆200的方向移动，第一弹簧450被压缩，第四连杆440推动第三连杆430，使第二连杆420与第三连杆430转动一定角度，从而实现掰转的方式采摘水果。当第二拉线320复位时，第二连杆420与第三连杆430可以在第一弹簧450的作用下复位。

请一并参阅图7，采摘头组件500包括底座510、第二弹簧520及机械指530。底座510设置于第二连杆420的另一端，第二弹簧520套设于第一拉线310上，第二弹簧520的相对两端分别与底座510及机械指530相抵，机械指530可转动地设置于底座510上，且与第一拉线310的另一端相连。因此，当外扳机130转动时，拉动第一拉线310向靠近手柄110的方向移动，第一拉线310拉动机械指530相对于底座510转动，机械指530闭合以抓取水果，第二弹簧520被机械指530压缩。当松开外扳机130时，外扳机130在第一复位扭簧140的作用下复位，机械指530在第二弹簧520的作用下复位，机械指530张开。

具体到本实施方式中，底座510包括空心杆511及三个支撑架512，三个支撑架512均匀分布于空心杆511的外侧壁上。第一拉线310的另一端穿过空心杆511与机械指530相连，机械指530可转动地设置于支撑架512上。

机械指530包括三个手爪，单个手爪包括底部531与爪部532。第一拉线310的另一端与底部531相连，爪部532与底部531一体成型，底部531可转动地设置于支撑架512上。第一拉线310通过拉动底部531，使底部531相对于支撑架512转动，进而带动三个爪部532相互靠近，实现抓取水果。手爪可以为柔性手爪，当抓取水果时，进一步防止对水果造成损坏。

请参阅图8，锁紧组件600包括按钮610、卡扣620及卡锁630，支撑杆200的侧壁上开设有通孔，按钮610位于通孔处。即，按钮610能够伸入通孔内，对卡锁630实施一按压力。卡锁630可枢转地设置于支撑杆200的内部，第二拉线320包括第一段321及第二段322，卡扣620设置于第一段321与第二段322之间，卡扣620上开设有卡槽621，卡锁630能够卡入卡槽621内。当按动按钮610时，按钮610按压卡锁630，卡锁630转动以卡入卡扣620的卡槽621内，第二拉线320被限制，机械腕组件400暂时不会复位，继续保持转动姿势，直到水果对准导果组件700，将水果通过导果组件700导入收集组件800内。

请再次参阅图1，导果组件700包括导果管710，导果管710设置于支撑杆200的外侧壁上。具体地，导果组件700还包括支撑环720及固定柱730，导果管710为导果网，导果网通过支撑环720撑开，且导果网通过固定柱730固定于支撑杆200的外侧壁。将导果管710设置成网状的导果网，且通过支撑环720撑开，形成分级缓冲，可以增大水果的缓冲力，进一步防止水果被磕碰而损坏。导果网与水果摩擦，对落下的水果进行减速。支撑环720聚拢时，导果网聚集，方便携带。

请参阅图1及图2，收集组件800包括收集箱810，导果管710的底端对应于收集箱810，收集箱810内还设置有缓冲件，缓冲件用于提供缓冲力，防止水果放入收集箱810时被磕碰损坏。例如，缓冲件可以为海绵，海绵设置于收集箱810的底部。当然，还可以在收集箱810的侧壁上也设置海绵等缓冲件。导果管710的底端形成有U型段711，U型段711开口处挂在使用者的腰间，当水果落入U型段711时，使用者用手从U型段711开口处取出水果，放入收集箱810中。

收集箱810上设置有背带及支杆820，支杆820伸出于收集箱810，支撑杆200的中部通过绳索830与支杆820相连。因此，在使用时，使用者通过背带将收集箱810背在背上，支杆820通过绳索830为支撑杆200提供一个支撑点，支撑杆200、机械腕组件400及采摘头组件500等的重力不会全部由手来负重，而是分散一部分重力到使用者的肩部，起到重力分散转移的作用，可以有效降低操作人员的疲劳程度。

上述水果采摘装置10的具体工作原理如下所述：

使用者在操作水果采摘装置10时，通过背带将收集箱810背在背上，左手(或右手)握住支撑杆200，右手(或左手)握住手柄操作组件100。此时，收集箱810上的支杆820通过绳索830为支撑杆200提供一个支点，从而使水果采摘装置10的主要重量不是落在操作者的手臂上，而是落在操作者的肩部，降低操作者的疲劳程度。

由右手扣动外扳机130，使外扳机130转动，外扳机130转动时，拉动第一拉线310向靠近手柄110的方向移动，第一拉线310拉动机械指530的底部531，使机械指530的底部531相对于底座510的支撑架512转动，进而带动机械指530的爪部532相互靠近以闭合，来抓住果实。

抓住果实后，此时外扳机130正好接触到内扳机120，右手继续扣动外扳机130，外扳机130带动内扳机120一起转动。内扳机120转动时拉动第二拉线320向靠近手柄110的方向移动，从而牵动第一连杆410，使第一连杆410向伸入支撑杆200的方向移动，从而带动第二连杆420及第三连杆430向靠近支撑杆200的方向移动，第二连杆420与第三连杆430拉动第四连杆440动作，第四连杆440使第二连杆420与第三连杆430边向靠近支撑杆200的方向移动，边相对于第一连杆410及第四连杆440转动，将水果以掰转的方式从果树上摘下。

按下按钮610，使卡锁630转动，卡入卡扣620的卡槽621中，将卡扣620锁住，进而限制第二拉线320的位置，无法复位。当使用者松开外扳机130时，外扳机130在第一复位扭簧140的作用下复位，内扳机120在第二复位扭簧150的作用下复位。由于第二拉线320被限制位移，所以机械腕组件400不会复位，继续保持转动姿势，直到水果对准导果管710的开口。

外扳机130复位后，机械指530的爪部532相互远离，机械指530张开复位，爪部532抓取的水果落入导果管710中，通过导果管710引导，进而落入收集箱810中，从而实现对水果的连续高效的采摘。再次按下按钮610，使卡锁630从卡扣620的卡槽621中离开，机械腕组件400复位，方便下次操作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水果采摘装置，其特征在于，包括：

手柄操作组件，包括手柄、内扳机、外扳机、第一复位扭簧及第二复位扭簧，所述内扳机与所述外扳机均相对于所述手柄可转动，所述内扳机位于所述外扳机与所述手柄之间，所述外扳机转动预设角度后能够带动所述内扳机同时转动，所述第一复位扭簧的相对两端分别与所述外扳机及所述手柄相抵，所述第一复位扭簧用于使所述外扳机复位，所述第二复位扭簧的相对两端分别与所述内扳机及所述手柄相抵，所述第二复位扭簧用于使所述内扳机复位；

支撑杆，呈中空状，所述支撑杆的一端固定于所述手柄上；

牵引组件，包括第一拉线及第二拉线，所述第一拉线及所述第二拉线均收容于所述支撑杆的内部，所述第一拉线的一端与所述外扳机相连，所述第二拉线的一端与所述内扳机相连；

机械腕组件，包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆及第一弹簧，所述第一连杆的一端能够伸入所述支撑杆的另一端，且与所述第二拉线的另一端相连，所述第二连杆的一端与所述第一连杆的另一端可转动地相连，所述第三连杆的一端与所述第二连杆的一端固定相连，且与所述第一连杆的另一端可转动地相连，所述第四连杆的一端与所述第三连杆的另一端可转动地相连，所述第四连杆的另一端可转动地与所述支撑杆相连，所述第一弹簧套设于所述第一连杆上，且两端分别与所述支撑杆的另一端及所述第二连杆的一端相抵；及

采摘头组件，包括底座、第二弹簧及机械指，所述底座设置于所述第二连杆的另一端，所述第二弹簧套设于所述第一拉线上，所述第二弹簧的相对两端分别与所述底座及所述机械指相抵，所述机械指可转动地设置于所述底座上，且与所述第一拉线的另一端相连。

2.根据权利要求1所述的水果采摘装置，还包括锁紧组件，所述锁紧组件包括按钮、卡扣及卡锁，所述支撑杆的侧壁上开设有通孔，所述按钮位于所述通孔处，所述卡锁可枢转地设置于所述支撑杆的内部，所述第二拉线包括第一段及第二段，所述卡扣设置于所述第一段与所述第二段之间，所述卡扣上开设有卡槽，所述卡锁能够卡入所述卡槽内。

3.根据权利要求1所述的水果采摘装置，所述支撑杆的另一端的外侧壁突出形成有固定杆，所述第四连杆的另一端可转动地设置于所述固定杆上。

4.根据权利要求1所述的水果采摘装置，所述底座包括空心杆及三个支撑架，所述三个支撑架均匀分布于所述空心杆的外侧壁上，所述第一拉线的另一端穿过所述空心杆与所述机械指相连，所述机械指可转动地设置于所述支撑架上。

5.根据权利要求4所述的水果采摘装置，所述机械指包括三个手爪，单个所述手爪包括底部与爪部，所述第一拉线的另一端与所述底部相连，所述爪部与所述底部一体成型，所述底部可转动地设置于所述支撑架上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的水果采摘装置，还包括导果组件，所述导果组件包括导果管，所述导果管设置于所述支撑杆的外侧壁上。

7.根据权利要求6所述的水果采摘装置，所述导果组件还包括支撑环及固定柱，所述导果管为导果网，所述导果网通过所述支撑环撑开，且所述导果网通过所述固定柱固定于所示支撑杆的外侧壁。

8.根据权利要求6所述的水果采摘装置，还包括收集组件，所述收集组件包括收集箱，所述导果管的底端对应于所述收集箱。

9.根据权利要求8所述的水果采摘装置，所述收集箱内还设置有缓冲件，所述缓冲件用于提供缓冲力。

10.根据权利要求8所述的水果采摘装置，所述收集箱上设置有背带及支杆，所述支杆伸出于所述收集箱，所述支撑杆的中部通过绳索与所述支杆相连。

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