[发明专利]半自动环锯式水果采摘器

说明书

本发明公布了一种半自动环锯式水果采摘器，它包括伸缩杆，伸缩杆端头设有上面板和下面板；上面板上设有外套筒；下面板上设有内套筒；外套筒同轴套接在内套筒上；外套筒和内套筒上端口呈环形阵列设有槽口；槽口一侧壁底面设有朝该槽壁方向开口的三角斜槽；三角斜槽底面与槽口底面持平；外套筒和内套筒之间设有环形锯片；环形锯片上端面高于槽口底面，低于三角斜槽顶壁；环形锯片设在锯套上；锯套设在驱动轮上；驱动轮套设在内套筒下端；驱动轮与内套筒之间设有轴承圈；驱动轮通过传动机构连接电机；伸缩杆上设有蓄电池和开关；蓄电池和开关通过电线连接电机。本发明成本低，不伤果，且采摘速度更快，对人眼判别苹果精确位置的要求更低。

技术领域

本发明属于农业机械设备技术领域，具体为一种半自动环锯式水果采摘器。

背景技术

目前我国农业的机械化水平还处于起步阶段，农产品包括水果的采收机械化程度低。而水果采收作为果园生产全过程中的一个重要环节，具有季节性强和劳动密集型的特点，所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的35%～45%。水果采摘的质量的好坏关系到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。

目前采摘近地面的果实比较简单，但是对于苹果，橘子等的生长位置比较高的果实，就需要采摘人员不断爬上爬下，因此降低了采摘效率同时增加了危险性。且人工采摘需要的劳动力多、劳动强度大，与农业劳动力短缺和人工成本升高的现实相矛盾。在当今越来越讲究人工智能化的今天，原始的采摘方式与社会经济发展需要格格不入。所以，市面上出现了多种辅助果农进行采摘的小型器具。这类器具一般具有以下特点：结构简单，轻便，经济，能满足果实采摘中的基本功能。但目前还仍未有一种采摘装置能在功能和成本二者中实现较好的平衡，广大的果农朋友们已久面临着果实采摘过程中采摘危险性大，效率低，成本高等问题。

目前市场上苹果、橘子等的采摘机械装置的类型主要有以下几种：

1）三爪式摘果器，这种采果器是模利人手采摘的原理，利用三爪机械臂捕获水果，之后收紧，夹紧果实后往远离树枝的方向用力扯下，使果梗和果实在最脆弱处断裂。该采摘机械装置的优点是：操作简单，可以灵活调节采摘的高度，便于摘取同一棵树上不同高度的果实，机械构造简单，价格适中，利于维护；其缺点是：十分易伤果，采摘速度较慢，人上肢易疲劳，尚未解决快速精准抓取果实等问题。

2）收集装置式摘果器。这种摘果器是利用均布在圆铁架上的缺口将果实围进装置的布袋入口，然后人在杆端朝远离果枝的方向用力拉扯，迫使果实和果树相对运动，从而扯断维系的枝条。该摘果装置优点是：操作简单，可以灵活调整采摘高度；利用布袋的收集作用，避免频繁地缩回杆子收集果实；机械结构简单，无运动件，维护方便，成本低廉；其缺点是：易伤果，采摘速度慢，多次摘果之后袋子变重，需要人手往复升降拉扯，增加采摘员人手的负担。

3）剪切式摘果器。这种采果器是利用刀片或剪刀固定水果的枝条，通过操纵手柄，将枝条剪断。其优点是：可从相应的枝条上快速分离果实，采摘效率稍高，使果实的分离更加省力；其缺点是：要求人眼非常精准的定位果实位置，采摘之后果实掉落过程中若不加防护措施会伤果，导致果实破损。

以上分析可以看出，目前农业采摘机械装置仍然存在着较多的问题，最主要的问题有以下几点：

1.易伤果。采摘水果的最终目的是给生产者带来效益，带来效益的前提是水果的完整性，无损性，但一些机械由于原动力和执行机构的问题，对果实的伤害很大，易伤果是很多机械的根源性问题。

2.缺乏对果实的精准抓取能力。在这种农业辅助机械装置中，装置的控制主体是人，人决定着机械装置是否能起作用。虽然很多的采摘机械装置能实现抓取果实的功能，但对人眼定位要求很高，故精准抓取的成功率往往较低。

3.缺少快速的采摘能力。经过实验，目前的采摘机械一次完整的采摘流程包括分析果实位置、端执行器抵达果实附近、抓取果实、分离果实和收集果实。在不计算实际的采摘成功率以及工人转换场地的用时的前提下，每个步骤平均大约耗时4s，一次采摘就要耗时20s以上。