一种果实采摘和枝叶修剪的装置和方法制造方法及图纸

一种果实采摘和枝叶修剪装置，包括手柄机构，剪切机构和连接杆；其特征在于：手柄机构包括固定手柄(1)和转动手柄(2),手柄机构与中空的连接杆(10)相连，中空的连接杆的另一端与剪切机构相连，剪切机构包括固定刀片(17)和可动刀片(15)，柔性绳(7)穿过中空的连接杆，柔性绳的一端连接到转动手柄，另一端连接到旋转刀臂(13)，旋转刀臂通过拉杆(16)与可动刀片连接，转动手柄相对固定手柄具有旋转轴线A，可动刀片相对固定刀片具有旋转轴线B，旋转轴线A与旋转轴线B呈大约90°角度。本发明专利技术的装置中刀片的旋转方向与手柄旋转方向不同，便于有效采摘果实和修剪枝叶。

【技术实现步骤摘要】
一种果实采摘和枝叶修剪的装置和方法
本专利技术涉及果实采摘和枝叶修剪的装置和方法，尤其是类似于圆形果实的采收。技术背景随着社会的进步，农业发展十分迅速，丰产的果园极大的提高了果农的收入水平。然而在水果采摘时，果农常采用传统的人工采摘方式，不仅采摘效率低，劳动强度大，还存在一定的安全隐患。现代农业不断向着机械化发展，20世纪80年代后，大型的果园采摘从人工使用剪刀采摘发展到使用大型机械装置采摘，但是由于我国果园主要是分散栽培、分户管理，真正集中成片统一管理的现代化果园很少。同时大部分水果自动采摘机成本较高、操作过于复杂、附加消耗(如：耗电)过高、果农技术素质偏低以及生产规模小等原因，果园的机械化自动程度普遍较低，这些采摘自动化的工具在分户管理的小规模果园尚未得到普及。设计一种在保证果农人身安全的前提下既方便操作又成本低廉的可增效摘果器具有重要意义。摘果器的研究已经有很久的历史。目前市场上摘果器类型多样，工作原理根据采摘对象而变化，主要有手动和电动式两类，在是否易挂枝叶、震落附近水果，是否容易穿过枝叶间隙，手部是否容易疲劳等一些方面考虑还不足，对多样性工作要求的适应性较差。目前市场上的手动摘果器多为拉拽式和普通剪切式，但这两类摘果器仍存在一些问题。拉拽式摘果器是由三爪采摘头、杆体和杆体下部的手柄构成，三爪采摘头爪心以橡胶包覆。每个爪子内有一根传动钢丝，通过杆体内部与手柄相连。在使用时，将采摘头从底部托住果实，将手柄捏合从而拉紧传动钢丝使爪子抓牢果实，用力向下拉拽实现果实的采摘。但这种方式摘果易震落附近水果，不易穿过枝叶间隙，易对果实完整度造成破坏并且在拉拽时较为费力，同时对采摘果实的大小、硬度要求高，受众范围小。参见中国专利申请CN108076825A。普通剪切式摘果器的采摘头部位为经改造的剪切头、杆体和杆体下部的手柄构成，这种剪切头剪切方向与手柄捏合方向一致。在采摘时受施力方式限制只能对主枝进行剪切，在采摘工作完成后仍有后续的精细去枝工作要做，带来较为繁重的二次劳动。若省去二次劳动在采摘时直接进行精细采摘则费力。参见中国专利申请CN206866079。本专利的果实采摘和枝叶修剪装置的手柄的捏合方向与剪刀的剪切方向基本呈垂直关系，剪刀头在剪切时的角度符合水果受重力向下垂的生长特点，从而使剪切的过程中更加省力。其剪刀头部位仅针对果柄设计，体积较小，易穿过枝叶间隙进行剪切工作。缓冲收纳装置不仅能解决剪切后水果存放问题，而且可对水果掉落过程起缓冲作用，避免了砸果现象。其操作简单，安全性高，实用型强，可有效帮助果农完成水果采摘工作，同时由于剪切力足，可同时对果树的枝叶进行修剪。
技术实现思路
本专利技术提供一种果实采摘和枝叶修剪装置和方法，具体采用了以下技术方案：一种果实采摘和枝叶修剪装置，包括手柄机构，剪切机构和连接杆；手柄机构包括固定手柄1和转动手柄2,手柄机构与中空的连接杆10一端相连，中空的连接杆的另一端与剪切机构相连，剪切机构包括固定刀片17和可动刀片15，柔性绳7穿过中空的连接杆，柔性绳的一端连接到转动手柄，另一端连接到旋转刀臂(13)，旋转刀臂通过拉杆(16)与可动刀片连接，转动手柄相对固定手柄具有旋转轴线A，可动刀片相对固定刀片具有旋转轴线B，旋转轴线A与旋转轴线B呈大约90°角度。其中，固定刀片和可动刀片形成的切割口下方设置有缓冲收纳装置11。其中，剪切机构还包括旋转刀臂13与固定刀臂12,固定刀臂铰接到连接杆上并可相对连接杆发生转动，旋转刀臂铰接到固定刀臂上并可相对固定刀臂发生转动；旋转刀臂与可动刀片连接，固定刀臂与固定刀片固定连接。其中剪切机构的可动刀片末端通过拉杆与旋转刀臂连接。其中，还包括有变角机构，变角机构包括顶杆19和变角调节凸轮9；顶杆呈L形，顶杆一端与变角调节凸轮连接，另一端与剪切机构连接。其中，L形顶杆的短边191可滑动的设置在圆柱凸轮槽内，顶杆的长边192与固定刀臂下端的槽20通过销滑动连接。其中还包括有锁止片4，锁止片上设有固定槽，转动锁止片可以将其上的槽卡在固定手柄的凸台3上，使转动手柄和固定手柄锁止。其中使用具有棘轮的装置对柔性绳的张紧力进行控制。其中还包括旋钮6、螺母62、开孔螺杆61、垫片63、销64、棘轮内环65，棘轮外环66。一种果实采摘和枝叶修剪方法，使用果实采摘和修剪装置进行果实采摘和枝叶修剪。本专利技术相较现有技术具有以下技术特点：1、实现了垂直面旋转运动到水平面旋转运动的转换，从而使得操作手柄的转动方向和剪切刀片的转动方向互相垂直；2、切断果实柄部的剪切刀片相对于采摘装置的连接杆的夹角通过变角机构可以调节，从而对于果实柄部相对于树干呈不同角度的果实可以精确采摘，避免二次修剪；3、由于本专利技术剪切刀片相对于连接杆的夹角可以发生变化，因此采用柔性绳作为动力传递绳；在剪切刀片相对于连接杆的夹角发生变化后，柔性绳的张紧力需要进行调整，本专利技术设置有机构对柔性绳张紧力进行调整。4、本专利技术具有变角机构，可以使得剪切刀片相对于采摘装置的连接杆的夹角发生变化，变角机构采用圆柱凸轮，在圆柱凸轮的螺旋形凹槽倾斜角度符合一定条件的情况下，圆柱凸轮相对于顶杆会产生自锁，此时可以不采用额外的锁紧装置，稳定性好。5、本专利技术调整柔性绳张紧力的装置内设置有棘轮机构，从而可以单向张紧柔性绳；6、本专利技术的手柄机构具有锁止片，锁止片锁定转动手柄，在不用的时候可以保持剪刀头的闭合状态；7、本专利技术的缓冲收纳装置包括有安置三层网兜，第一、二层起到缓冲作用，减少水果损坏；8、既可实现果实采摘，也可修剪树枝，多功能使用；9、本专利技术的剪切刀片的角度可以相对作物的生长情况进行调整，从而能够基本垂直于作物的茎秆或者果实的柄部进行剪切；垂直于作物的茎秆或者果实的柄部进行剪切由于需要的剪切力较小，因此摘果效率更高，劳动强度小；10、由于剪切刀片的角度可以根据作物的生长情况进行调整，因此采摘更加灵活，大多数作物的茎秆或者果实的柄部均可剪切；11、在采收植物的果实时，可以垂直于剪切果实柄部进行剪切，因此果实不带有较长的尖锐柄部，不会戳或者拉坏缓冲收纳装置，也不会发生果实的尖锐柄部刺破其他已经收获的果实的情况，因此保护了缓冲收纳装置和已经采收的果实。12、本专利技术具有：a相对连接杆可变角度的剪切刀片、b连接杆底部的变角机构、c剪切机构的可动刀片的运动轴线方向基本垂直于转动手柄的运动轴线方向，以及d柔性绳张紧力可以调节四个特点，这四个特点共同使用时，可以同时实现垂直剪切和变角剪切，张紧力调节确保了在垂直剪切和变角剪切时皆具有足够的剪切力；13、结构简单且合理，装置轻便，可实现性高，易于加工和批量生产。没有昂贵的材质和部件，生产成本低，性价比高，易于推广给果农，具有广阔的市场前景。附图说明图1示出了本专利技术装置的整体装配示意图；图2示出了本专利技术装置的锁止片示意图；图3示出了本专利技术装置的剪切机构示意图；图4示出了本专利技术装置的拉杆示意图；图5示出了本专利技术装置的变角机构示意图；图6示出了本专利技术装置的顶杆示意图；图7示出了本专利技术装置的柔性绳张紧力调节装置示意图；图8示出了本专利技术的剪切位置示意图；图9示出了现有技术的剪切位置示意图。本专利技术的实施例本专利技术装置由剪切机构、连接杆、手柄机构、紧线机构和变角机构组成。剪切机构打破传统剪刀形式，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种果实采摘和枝叶修剪装置，包括手柄机构，剪切机构和连接杆；其特征在于：手柄机构包括固定手柄(1)和转动手柄(2),手柄机构与中空的连接杆(10)一端相连，中空的连接杆的另一端与剪切机构相连，剪切机构包括固定刀片(17)和可动刀片(15)，柔性绳(7)穿过中空的连接杆，柔性绳的一端连接到转动手柄，另一端连接到旋转刀臂(13)，旋转刀臂通过拉杆(16)与可动刀片连接，转动手柄相对固定手柄具有旋转轴线A，可动刀片相对固定刀片具有旋转轴线B，旋转轴线A与旋转轴线B呈大约90°角度。

【技术特征摘要】
1.一种果实采摘和枝叶修剪装置，包括手柄机构，剪切机构和连接杆；其特征在于：手柄机构包括固定手柄(1)和转动手柄(2),手柄机构与中空的连接杆(10)一端相连，中空的连接杆的另一端与剪切机构相连，剪切机构包括固定刀片(17)和可动刀片(15)，柔性绳(7)穿过中空的连接杆，柔性绳的一端连接到转动手柄，另一端连接到旋转刀臂(13)，旋转刀臂通过拉杆(16)与可动刀片连接，转动手柄相对固定手柄具有旋转轴线A，可动刀片相对固定刀片具有旋转轴线B，旋转轴线A与旋转轴线B呈大约90°角度。2.如权利要求1的果实采摘和枝叶修剪装置，固定刀片和可动刀片形成的切割口下方设置有缓冲收纳装置(11)。3.如权利要求1的果实采摘和枝叶修剪装置，其中剪切机构还包括旋转刀臂(13)与固定刀臂(12),固定刀臂铰接到连接杆上并可相对连接杆发生转动，旋转刀臂铰接到固定刀臂上并可相对固定刀臂发生转动；旋转刀臂与可动刀片连接，固定刀臂与固定刀片固定连接。4.如权利要求3的果实采摘和枝叶修剪装置，其中剪切机构的可动刀片末端通过拉杆(16)与旋转刀臂连接。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕伟，黄超，张若琛，张艺佳，宋淑婕，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11