【CN110063136A】水果采摘机果柄切割装置的设计方法【专利】

简易实用的水果采集杆本案例荣获全国大学生机械工程创新设计大赛一等奖1.设计目的在水果的生产作业中，收获采集是最耗时费力的一个环节。

水果收获期间需投入的劳力约占整个种植过程的70%。

采集作业质量的好坏直接影响到水果的储存、加工和销售，从而最终影响市场价格和经济效益。

水果收获采集具有很强的时效性，属于典型的劳动密集型的工作。

但是，由于采集作业环境和操作的复杂性，目前水果采集的自动化程度仍然很低，国内水果的采集作业基本上还是手工完成。

在很多国家随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，劳动力不仅成本高，而且越来越不容易得到，而人工釆集水果所需的成本在水果的整个生产成本中所占的比例高达50%。

高枝水果的米集还带有一定的危险性。

因此实现水果采集的机械化变得越来越迫切，发展技术、研究开发水果采集器具有重要的意义。

目前大多果园和农场釆集水果，例如苹果、梨、橘子、桃子、柠檬、石榴等,都是采用人工采集的方式。

由于这些长在树上的水果比人的身高要高一些，因此需要耗费大量的人力成本，且存在一定的安全隐患。

我们设计的水果采集杆可以轻松地采集到高处的水果，极大地减小了人的劳动强度，提升了工作效率，而且可以让没有足够经验的人也能体验农事。

本作品的意义主要有以下几点：(1)提供在地面方便地采集高处的水果的可能性。

(2)降低果农采集水果的劳动成本和劳动强度，同时提升他们的劳动效率。

(3)我们设计的新型水果采集杆有一定的趣味性，可以帮助生活在城市的人们更加简便地参与农事，体验自然的乐趣，增加人与自然的融合。

2.工作原理我们的采集器建立在一根长1. 17 m的杆上，按下R13-507 16MM自复位不自锁按钮点动开关，将电动机的电信号传入导线；导线接入K601型可充电聚合物锂电池，将电池中的能量释放在775扁桃D型削边轴电动机上，使它满负荷运转；电动机与高速钢刀片用一根轴连接，带动高速钢刀片高速切割被月牙形底座精准卡入的藤蔓。

水果顺势掉入用高弹力网制作的采集器里。

一种拉切式水果采摘器的设计本文介绍一种拉切式水果采摘器的设计，主要应用于采摘树上果实，例如苹果、梨等。

此种采摘器具有简单易用、高效快捷、采摘过程中不易损伤果实的特点。

一、设计实现的原理此种拉切式水果采摘器主要由拉杆、锁紧装置、刀片和果钳组成。

其原理是将拉杆固定于手柄上，通过拉动手柄，使得刀片和果钳同时作用于果实上，刀片切断果实和果枝的连接，果钳则保持果实，以免果实从树上滑落。

二、设计方案该水果采摘器的整体结构如图1所示，手柄采用聚丙烯材料，具有抗压、防水、耐腐蚀等特点；拉杆采用铝合金材料，具有轻便、坚固、易加工等特点；刀片采用不锈钢材料，具有抗腐蚀、锋利、易于清洁等特点；果钳采用弹簧钢材料，具有弹性好、耐用等特点。

锁紧装置采用联轴器结构。

图1 拉切式水果采摘器结构图具体操作方式如下：1、拉杆和手柄插入联轴器，并用锁紧装置将拉杆固定于手柄上；2、将手柄伸入果树内，对准目标果实，用力拉动手柄，使得刀片和果钳同时作用，将果实切断；3、快速取下采摘器，将果实从果钳中取出。

三、技术参数该拉切式水果采摘器采用人工操作，工作效率高，单次采摘时间不超过5秒。

刀片长度为40mm、宽度为20mm，采摘器重量不超过500g，易于手持。

适用于果树树干直径在5cm 以下的采摘工作。

四、结论通过设计和制作，我们成功地实现了一种拉切式水果采摘器，具有采摘速度快、操作简便、采摘效果优等特点。

此种设计应用于果园采摘，对提高采摘效率、减轻人力劳动强度、降低作物损失率等方面具有积极作用。

在未来的工程实践中，我们将继续改进和完善此种水果采摘器的性能和功能。

一种拉切式水果采摘器的设计水果采摘器是农业生产中非常常用的一种工具，其主要作用是帮助农民快速地采摘水果，提高采摘效率，降低采摘成本。

目前市场上较为常见的水果采摘器种类较多，但是基本原理都相同，即通过器械将水果拉下来，以达到采摘的目的。

因此，本设计提供的拉切式水果采摘器也是基于这种原理之上设计的。

与目前市场上存在的其他水果采摘器相比，该设计采用切割的方式将水果采摘下来，相比于其他方式更为省力、高效，同时也能够有效保护水果的完整性。

一、设计思路1、整体结构该水果采摘器的整体结构设计比较简单，分为两个部分：手柄和切割部分。

手柄的设计主要是考虑到人的使用习惯，需要保持手柄的舒适度，以方便使用者长时间使用。

而切割部分的设计重点是考虑金属刀片的使用寿命以及针对不同水果采摘的需求设计不同形状的切割模板。

2、纵向结构整个采摘器的纵向结构设计为两部分，分别是切割手柄和弹簧杆。

其中，切割手柄是由一把靠近刀片而另一端可以固定切割模板的手柄组成的。

而弹簧杆则是在切割手柄末端固定，并通过弹簧连接到切割模板上的。

这种结构的设计可以让人更好地操作，减少劳动强度。

二、具体实施1、手柄设计手柄的材质可以采用塑料或橡胶等材质，这样可以提高手柄的耐用性，并且保持手柄较为柔软的手感。

另外，在手柄设计中，需要考虑到手柄的形状以便使用人员能够更好地握紧手柄。

手柄重心要尽量向前，方便使用人员发力，同时也可以减轻手臂负担。

2、切割部分设计（1）切割模板的设计切割模板的设计要根据不同水果的特点来设计不同形状的切割模板，例如，苹果采摘器的切割模板采用圆形；而采摘葡萄的切割模板采用U型。

同时，在切割模板的设计上，要保证尽可能的接近水果，以便能够将水果全部采摘下来。

（2）金属刀片金属刀片是采摘器的关键部件，也是实现拉切式采摘的核心部分。

切割部分的金属刀片需要选用耐磨、锋利的材料，例如不锈钢等。

金属刀片需要固定在切割模板的下面，以保证切割能够顺畅、快速完成。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711333531.2(22)申请日 2017.12.14(71)申请人 湖南师范大学地址 410081 湖南省长沙市岳麓区麓山路36号(72)发明人 刘洋　李春晓　唐磊　(51)Int.Cl.A01D 46/247(2006.01)(54)发明名称一种水果采摘装置(57)摘要一种水果采摘装置，包括采摘套和刀盘机构，刀盘机构设于采摘套上，刀盘机构包括刀盘和触发机构，触发机构与刀盘相连，采摘套自下而上套住水果后，触发机构工作，触发刀盘切断水果柄。

本发明水果采摘装置为纯机械结构，依靠机械触发刀盘机构自动摘取水果，利用水果下落冲击力使刀盘机构复位，相对于传统人工采摘方式，本发明由操作员在相对安全的工作面上远距离作业，具有安全可靠、操作简单、效率高的优势；相对于机器人采摘方式，本发明机构运动简单且不需要编程自动控制，并充分利用操作员识别水果，具有漏采率低、成本低的优势，便于推广应用。

权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 107810718 A 2018.03.20C N 107810718A1.一种水果采摘装置，其特征在于：包括采摘套(2)和刀盘机构(4)，所述刀盘机构(4)设于采摘套(2)上，所述刀盘机构(4)包括刀盘(41)和触发机构，所述触发机构与刀盘(41)相连，采摘套(2)自下而上套住水果后，触发机构工作，触发刀盘(41)切断水果柄。

2.如权利要求1所述的水果采摘装置，其特征在于：所述触发机构包括杠杆(46)、止动盘(42)、扭簧(43)、第一传动轴(49)和安装座(44)，所述止动盘(42)、扭簧(43)、安装座(44)从上至下依次设于第一传动轴(49)上，所述止动盘(42)与第一传动轴(49)固定连接，所述安装座(44)与第一传动轴(49)活动连接，所述扭簧(43)一端固定在止动盘(42)上，另一端固定在安装座(44)上，扭簧(43)使止动盘(42)与安装座(44)之间维持有扭矩；所述杠杆(46)铰接在安装座(44)上，可绕铰接支点转动，所述止动盘(42)为边缘开有弧形凹槽的圆盘，圆盘中心开有中心孔，圆盘通过中心孔安装在第一传动轴(49)上；所述杠杆(46)的一端伸入采摘套(2)内，另一端设于圆盘的弧形凹槽内；所述刀盘(41)设于第一传动轴(49)的顶端，与第一传动轴(49)固定连接。

专利名称：一种水果采摘装置
专利类型：发明专利
发明人：陈良兴,陈奕良,李颖良,陈文康,成思源申请号：CN201711105610.8
申请日：20171110
公开号：CN107593110A
公开日：
20180119
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种水果采摘装置，包括可伸缩式支撑杆，所述支撑杆顶端设置有管套，所述管套下端口设置收纳网，所述管套上端口设置刀片环切机构，且所述支撑杆上设置有通过齿轮传动机构驱动所述刀片环切机构开合，以实现刀片啮合剪切。

本发明采用的凸轮驱动刀片环切机构作为剪切水果的梗的工具，不仅具有省力的特性，还提高剪切后水果掉入网中的精准度和可靠性；采用大管套小管的方式，并以座管夹作为锁紧装置，可以实现长度伸缩，大大降低人工操作的危险性；采用多刀片剪切，可以提高剪切的效率；采用内径较小并具有一定弹性的收纳网缓冲剪落的水果，避免水果直接掉落损坏，同时降低人工劳动强度。

申请人：广东工业大学
地址：510006 广东省广州市番禺区大学城外环西路100号
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：罗满
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