阅读说明：本技术 高空摘果器 (High-altitude fruit picker ) 是由 涂德军 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高空摘果器,包括支撑杆,支撑杆上连接有导环,导环下方设有多层缓冲网,导环上转动连接有多根摆杆,相邻两根摆杆通过遮布连接,每个缓冲网上方设有震动环,震动环通过竖杆连接在导环上；摆杆上端绕装有用于驱动多根摆杆同时转动的拉绳,支撑杆上设有用于收紧拉绳的卷扬机,摆杆在导环下方绕装有拉簧；支撑杆在导环上方转动连接有相互配合进行剪切的上刀片与下刀片,上刀片上设有弧线形的上钩杆,下刀片上设有弧线形的下钩杆,支撑杆上设有用于驱动上刀片和下刀片同时转动的动力装置。提供一种可以对果实起到缓冲作用且防止果实卡接在掉落过程中,还可以确保果实根部枝条位于有效剪切区域内的高空摘果器。(The invention discloses a high-altitude fruit picker which comprises a supporting rod, wherein a guide ring is connected to the supporting rod, a plurality of layers of buffer nets are arranged below the guide ring, a plurality of swing rods are rotatably connected to the guide ring, two adjacent swing rods are connected through shielding cloth, a vibration ring is arranged above each buffer net, and the vibration rings are connected to the guide ring through vertical rods; the upper end of the swing rod is wound with a pull rope for driving the swing rods to rotate simultaneously, the supporting rod is provided with a winch for tightening the pull rope, and the swing rod is wound with a tension spring below the guide ring; the supporting rod is rotatably connected with an upper blade and a lower blade which are matched with each other to cut above the guide ring, the upper blade is provided with an arc-shaped upper hook rod, the lower blade is provided with an arc-shaped lower hook rod, and the supporting rod is provided with a power device which is used for driving the upper blade and the lower blade to rotate simultaneously. The high-altitude fruit picker can buffer fruits, prevent the fruits from being clamped in a falling process and ensure that branches at the roots of the fruits are located in an effective shearing area.)

高空摘果器

技术领域

本发明涉及农业器具领域，尤其是一种高空摘果器。

背景技术

目前，在水果采摘过程中，已经普遍采用电动工具进行自动化采摘，并以此来替代传统的人工采摘。而在水果采摘中，最难的就是针对果实长在高处的情况，比如说，果实距离地面的高度大于3米，就算是操作人员将手举过肩膀，也无法快速对果实进行采摘。在高空水果采摘过程中，最大的两个困难是：1、如何将水果从高处传输到地面，尽可能避免在传输过程中不会损坏水果表面；2、因为将水果处于高处，要将采摘装置上的切刀装置抬高至果实位置才能进行有效剪切，但是无法判断切刀装置是否将果实根部的枝条收容在刀片的有效剪切区域内，也就是说，无法判断果实根部枝条是否位于刀片的有效剪切区域在，进而引起刀片无法顺利地将果实剪切下来。对于第一个困难，现有技术中采用网兜来传输水果，如中国专利CN 107079666 A公开的缓冲装置，该网兜顶部与刀具对应设置，网兜底部与储果车对应设置，网兜采用柔性材料制成，该网兜包括网面、中部缓冲面、底部缓冲面，网面围成柱形，网面内设有若干个中部缓冲面和一个底部缓冲面；但是该缓冲装置凭借的是水果滚落至缓冲面时的冲击力来促使缓冲面上的开口大小发生改变，进而使得水果可以逐层穿过缓冲面，最终掉落至储果车上进行收纳；但是，这里存在一个问题，缓冲面是接触到了掉落的水果之后才能引起其开口变大，但是水果的体积有大有小，对于体积大的水果掉落至缓冲面上可能会因为开口不够大而卡在缓冲面上，进而容易引起网兜内水果堵塞的问题；而对于体积小的水果可能不会引起缓冲面上的开口变化而直接掉落至下一层缓冲面，也就无法起到缓冲的效果。同样的问题也存在于中国专利CN 104686072 A公开的果实承载网中，该果实承载网一样存在果实被卡在网兜内和无法起到正常缓冲的效果。总的来说，现有技术通过网兜进行传输果实的高空摘果器存在卡接和无法正常缓冲的问题，还有无法确保将果实根部枝条置于有效剪切区域的问题

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种可以对果实起到缓冲作用且防止果实卡接在掉落过程中，还可以确保果实根部枝条位于有效剪切区域内的高空摘果器。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的高空摘果器：包括支撑杆，支撑杆上连接有供水果穿过的导环，导环下方设有多层缓冲网，导环上转动连接有多根摆杆，相邻两根摆杆通过遮布连接，多根摆杆绕导环轴线均匀分布；缓冲网由多根弹性绳编织而成，且缓冲网边缘处连接在摆杆上；每个缓冲网上方设有震动环，震动环通过竖杆连接在导环上；摆杆上端绕装有用于驱动多根摆杆同时转动的拉绳，支撑杆上设有用于收紧拉绳的卷扬机，摆杆在导环下方绕装有用于驱动摆杆抵靠在震动环外周壁上的拉簧；当摆杆抵靠在震动环上时，缓冲网到震动环的距离大于零；支撑杆在导环上方转动连接有相互配合进行剪切的上刀片与下刀片，上刀片上设有弧线形的上钩杆，下刀片上设有弧线形的下钩杆；当上刀片与下刀片处于远离状态时，上刀片、上钩杆、下钩杆和下刀片构成一个环形结构，该环形结构位于导环***，支撑杆上设有用于驱动上刀片和下刀片同时转动的动力装置。

作为本发明的一种优选，拉绳穿过每一根的摆杆上端部，拉绳在摆杆上呈环形结构，该环形结构与导环平行，导环上设有供拉绳穿过的支架，卷扬机设置在支架上。

作为本发明的一种优选，每根摆杆位于导环***，摆杆通过铰接点转动连接在导环上；拉绳位于铰接点上方，拉簧位于铰接点下方。

作为本发明的一种改进，每根摆杆在同一高度设有圆环，拉簧穿过每一根摆杆上的圆环。

作为本发明的一种改进，动力装置是指支撑杆上设有电机，电机输出端连接有传动轮，上刀片设有以支撑杆为圆心的上弧形齿条，下刀片设有以支撑杆为圆心的下弧形齿条，传动轮同时与上弧形齿条、下弧形齿条啮合传动。

作为本发明的一种改进，缓冲网由多根弹性绳编织而成是指每一根弹性绳的两端部分别连接在两根摆杆上，且所有弹性绳的两端部处于同一水平面上，进而缓冲网呈方格状结构。

作为本发明的一种改进，缓冲网由多根弹性绳编织而成是指多根摆杆中间位置设有加强环，多根弹性绳绕加强环均匀分布，每根弹性绳一端与摆杆连接，另一端与加强环连接，且所有弹性绳与摆杆连接一端同一水平面上，进而缓冲网呈圆环状结构。

作为本发明的一种改进，上刀片位于下刀片上方，上钩杆位于上刀片上方，下钩杆位于下刀片下方。

作为本发明的一种改进，上弧形齿条与上钩杆分别位于支撑杆两端，下弧形齿条与下钩杆分别位于支撑杆两端。

采用以上结构后，本发明一种高空摘果器与现有技术相比，操作人员将水果容置在导环内后，上刀片、上钩杆、下钩杆和下刀片构成一个的环形结构可以将水果根部枝条包容在内，当上刀片与下刀片进行剪切时，上钩杆和下钩杆可以将水果根部枝条往支撑杆方向推送，进而确保两个刀片进行配合剪切时可以将水果根部枝条剪断，水果会掉落至导环下方的缓冲网上进行减速；另外，卷扬机可以带动拉绳收缩，那么拉绳在摆杆上端部呈现的环形结构直径会减小，即摆杆上端部会往导环轴线方向聚拢，而摆杆下端部会相对于导环轴线发生远离，那么位于导环下方的缓冲网直径变大，进而缓冲网中的网格开口会增大，掉落在缓冲网上的水果会从缓冲网上的网格中掉落至下一层网格；也就是说，被剪落的水果可以逐层穿过缓冲网，最终掉落在地面上供操作人员收纳；在这里，摆杆抵靠在震动环时，缓冲网没有伸张开，即缓冲网处于松弛状态，这个松弛的缓冲网可以对从高处掉落的水果起到缓冲作用；当摆杆转动以带动缓冲网伸张开以后，缓冲网在伸展过程中会与位于缓冲网上的水果发生相对移动，缓冲网会转变成紧绷状态；在缓冲网由松弛转为紧绷的过程中，缓冲网会被摆杆抬高，即缓冲网相对于导环的距离变小了，在缓冲网在被抬高过程中，缓冲网会受到震动环的阻挡，那么缓冲网在竖直方向还会发生弹性变形，进而位于缓冲网上的水果会在竖直方向也发生跳动，总的来说就是缓冲网被震动环所拨动，进而使得缓冲网上的水果发生跳动，增加水果在缓冲网上的相对移动，进一步确保水果可以穿过缓冲网上的网格掉落至下一层，防止水果被卡接在缓冲网上无法掉落至下一高度。综上所述，本发明提供一种可以对果实起到缓冲作用且防止果实卡接在掉落过程中，还可以确保果实根部枝条位于有效剪切区域内的高空摘果器。

附图说明

图1为本发明高空摘果器的示意图。

图2为本发明中导环与摆杆之间的结构示意图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明中导环与摆杆的剖视图。

图5为本发明中摆杆转动前后的结构简图。

图6为本发明中缓冲网伸缩的变化图。

图7为本发明中另一种结构的缓冲网伸缩变化图。

图8为本发明中导环与摆杆另一角度的结构示意图。

图9为上钩杆与下钩杆位移前后的状态图。

图中所示：1、支撑杆，2、导环，3、缓冲网，4、摆杆，5、震动环，6、竖杆，7、拉绳，8、拉簧，9、上刀片，10、下刀片，11、上钩杆，12、下钩杆，13、支架，14、铰接点，15、圆环，16、传动轮，17、上弧形齿条，18、下弧形齿条，19、加强环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图所示，本发明高空摘果器包括支撑杆1，支撑杆1上连接有供水果穿过的导环2，导环2下方设有多层缓冲网3，缓冲网3沿着支撑杆1长度方向设置，导环2上转动连接有多根摆杆4，例如在本实施例中摆杆4的数量为12根，相邻两根摆杆4通过遮布连接，通过遮布的设置可以防止水果掉落时从摆杆4之间的间隙掉落，多根摆杆4绕导环2轴线均匀分布；缓冲网3由多根弹性绳编织而成，这里的弹性绳是指具有一定弹力、可以收缩变形的绳子，具体可以指橡皮筋、松紧绳等等，且缓冲网3边缘处连接在摆杆4上；每个缓冲网3上方设有震动环5，震动环5通过竖杆6连接在导环2上；其中，竖杆6设有多根，多根竖杆6绕导环2轴线均匀分布，竖杆6上端与导环2连接，竖杆6下端与震动环5连接；另外，在第一个震动环5下方的震动环5也通过竖杆6与上方的震动环5进行连接，也就是说，震动环5固定连接在导环2上，每个震动环5到导环2的距离不变；摆杆4上端绕装有用于驱动多根摆杆4同时转动的拉绳7，支撑杆1上设有用于收紧拉绳7的卷扬机，摆杆4在导环2下方绕装有用于驱动摆杆4抵靠在震动环5外周壁上的拉簧8；当摆杆4抵靠在震动环5上时，缓冲网3到震动环5的距离大于零，也就是说，在该状态下，缓冲网3与震动环5之间留有间隙；支撑杆1在导环2上方转动连接有相互配合进行剪切的上刀片9与下刀片10，上刀片9上设有弧线形的上钩杆11，下刀片10上设有弧线形的下钩杆12；当上刀片9与下刀片10处于远离状态时，上刀片9、上钩杆11、下钩杆12和下刀片10构成一个环形结构，该环形结构位于导环2***，支撑杆1上设有用于驱动上刀片9和下刀片10同时转动的动力装置。其中，在上刀片9与下刀片10开始转动时，上钩杆11和下钩杆12最先进行配合，上钩杆11和下钩杆12可以将位于远离支撑杆1的果实根部枝条推送至靠近支撑杆1的位置，如图9所示，在上钩杆11和下钩杆12相对转动过程中，在竖直方向上，上钩杆11与下钩杆12之间的交接处不断往支撑杆1方向靠近，即从A状态转变成B状态的过程中，果实根部枝条被逐渐往右推。

其中，缓冲网3被摆杆4抬高的原理是：当各根摆杆4抵靠在震动环5上时，摆杆4与缓冲网3处于实线状态；当摆杆4转动后而与震动环5脱离时，摆杆4与缓冲网3处于虚线状态；这是因为，摆杆4与缓冲网3的交接点是不变的，摆杆4与导环2上的铰接点14也不会变，在摆杆4转动之后，该交接点投影到竖直方向的点发生了偏移，这个投影点被抬高了；也就是说，原先缓冲网3处于CF高度，当摆杆4转动之后，CF转动至CD位置，那么CF在竖直方向的投影变成了CE，即摆杆4转动后，缓冲网3处于CE位置，进而缓冲网3被抬高了EF高度值；而震动环5是通过竖杆6固定连接在导环2上的，即震动环5与导环2的距离不会变，而缓冲网3与导环2之间的距离缩小了EF，那么缓冲网3在抬高过程中就会与震动环5发生撞击而引起波动。

拉绳7穿过每一根的摆杆4上端部，拉绳7在摆杆4上呈环形结构，该环形结构与导环2平行，导环2上设有供拉绳7穿过的支架13，卷扬机设置在支架13上。通过将拉绳7穿过每一根摆杆4可以使拉绳7收紧时带动每一根摆杆4发生摆动，进而撑开下方的缓冲网3，使得缓冲网3上的网格开口变大；在该装置中，缓冲网3中网格开口大小不是由掉落的水果冲击力决定的，而是由摆杆4所作摆动幅度决定；而且，该装置缓冲网3的网格不但会变大，还会抬高而与震动环5发生撞击，进而通过该撞击来拨动缓冲网3发生波动，促使位于缓冲网3上的水果发生不确定性运动，即水果与缓冲网3之间发生不确定性的相对运动，这就增加了水果与缓冲网3上各个网格进行匹配的几率，进一步提高水果穿过缓冲网3的概率，避免发生水果卡接在一层缓冲网3而无法进入下一层缓冲网3。在支架13上设置导向轮，拉绳7绕装在导向轮上，进而对拉绳7的受力方向进行引导，使得整个拉绳7的传动更加顺畅。

每根摆杆4位于导环2***，摆杆4通过铰接点14转动连接在导环2上；拉绳7位于铰接点14上方，拉簧8位于铰接点14下方。具体地说，当拉绳7收紧时，位于铰接点14上方的摆杆4是聚拢的，位于铰接点14下方的摆杆4处于扩散/伸展状态；当拉绳7放松之后，处于铰接点14下方的摆杆4受到拉簧8的压紧力作用而聚拢，直到摆杆4抵靠在震动环5上为止，处于铰接点14上方的摆杆4也会反转复位。在这里，震动环5不但起到与缓冲网3撞击来拨动缓冲网3发生波动的作用，还起到对每根摆杆4进行限位的作用。

每根摆杆4在同一高度设有圆环15，拉簧8穿过每一根摆杆4上的圆环15，也就是说，拉簧8所处的平面与圆环15轴线垂直，这样可以使得拉簧8对每根摆杆4的压紧力相等。

动力装置是指支撑杆1上设有电机，电机输出端连接有传动轮16，上刀片9设有以支撑杆1为圆心的上弧形齿条17，下刀片10设有以支撑杆1为圆心的下弧形齿条18，传动轮16同时与上弧形齿条17、下弧形齿条18啮合传动。支撑杆1内设有蓄电池，通过蓄电池来向电机和卷扬机供电。在这里，通过电机驱动传动轮16转动，传动轮16通过与上弧形齿条17、下弧形齿条18啮合来带动上刀片9和下刀片10反向转动，进而实现剪切水果根部枝条的动作。具体说，上弧形齿条17的齿面位于外凸面上，下弧形齿条18的齿面位于内凹面上，而传动轮16位于上弧形齿条17外凸面和下弧形齿条18内凹面之间的间隙内，这样可以减小动力装置传动所占用的空间，进而减小整个高空摘果器的体积。

缓冲网3的一种结构是：缓冲网3由多根弹性绳编织而成是指每一根弹性绳的两端部分别连接在两根摆杆4上，且所有弹性绳的两端部处于同一水平面上，进而缓冲网3呈方格状结构。如图6所示，当摆杆4抵靠在震动环5上时，缓冲网3的状态是A状态，而当摆杆4转动后，缓冲网3的状态就是B状态；在摆杆4下端部摆动伸展开之后，缓冲网3上方格的密度降低，在竖直方向上，各个方格的面积变大，即方格的开口变大，这样就增大了果实穿过方格的几率。

缓冲网3的另一种结构是：缓冲网3由多根弹性绳编织而成是指多根摆杆4中间位置设有加强环19，多根弹性绳绕加强环19均匀分布，每根弹性绳一端与摆杆4连接，另一端与加强环19连接，且所有弹性绳与摆杆4连接一端同一水平面上，进而缓冲网3呈圆环15状结构。其中，加强环19的数量可以有两个，弹性绳依次与两个加强环19连接，且弹性绳沿加强环19直径方向设置。如图7所示，当摆杆4抵靠在震动环5上时，缓冲网3的状态是A状态，而当摆杆4转动后，摆杆4下端部展开，缓冲网3的状态由A转变成B，缓冲网3上网格的密度降低，在竖直方向上，各个网格的面积变大，即网格的开口变大，这样就增大了果实穿过网格的几率。

上刀片9位于下刀片10上方，上钩杆11位于上刀片9上方，下钩杆12位于下刀片10下方，这样就可以使得上钩杆11与下钩杆12的配合在空间上与上刀片9与下刀片10的配合分隔开，避免两个配合工作时发生运动干涉。

上弧形齿条17与上钩杆11分别位于支撑杆1两端，下弧形齿条18与下钩杆12分别位于支撑杆1两端。

工作原理：首先，操作人员手持支撑杆1，将支撑杆1上端部的导环2移动至待剪切的水果下方，将导环2从下往上移动，进而将待剪切的水果包容置导环2内，那么待剪切水果的根部枝条也会被包容在上刀片9、上钩杆11、下钩杆12和下刀片10构成的环形结构内；上刀片9和下刀片10在电机的带动下会聚拢以剪切水果根部枝条，在上刀片9与下刀片10转动的初段时间，如果水果根部枝条位于远离支撑杆1区域，那么上刀片9上的上钩杆11和下刀片10上的下钩杆12会将水果根部枝条推送至靠近支撑杆1的区域以供上刀片9与下刀片10剪切，通过上钩杆11与下钩杆12的推送可以确保水果根部枝条可以被上刀片9与下刀片10剪断；

被剪断的水果会掉落在导环2下方的缓冲网3上，当摆杆4抵靠在震动环5时，摆杆4上的缓冲网3内的弹性绳处于自然状态，或则说缓冲网3处于放松状态，即可以轻易地发生变形，水果掉落至这种状态的缓冲网3时，缓冲网3可以对水果起到很好的缓冲效果；而当支撑杆1上的卷扬机拉动拉绳7收缩时，拉绳7在摆杆4上端部所处平面的直径会缩小，所有摆杆4上端部同时转动聚拢，进而所有摆杆4下端部会转动扩展，与摆杆4相连接的缓冲网3直径会扩大，进而缓冲网3上的网格开口就会变大；另外，在缓冲网3上开口变大的同时，缓冲网3会被摆杆4的转动而抬高，并且缓冲网3在上升过程中会与震动环5撞击，即缓冲网3会被震动环5撞击而产生波动，这就可以使得位于缓冲网3上的水果在缓冲网3上发生晃动，进而增加水果穿过缓冲网3上开口的几率，防止水果被卡在其中一层缓冲网3上无法掉落。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明权利要求之内，所作的任何修改、等同替换及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。