皂角刺采摘装置

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本方案公开了农作物采摘设备领域的皂角刺采摘装置，包括剪切机构、动力机构和中空套管；动力机构包括主动轮、从动轮、从动齿轮、卷带和弹簧圈，所述主动轮上固定连接有摇柄，主动轮转动连接在中空套管的下端，从动轮转动连接在中空套管的上端，弹簧圈固定套接在从动轮上；卷带的一端绕接在主动轮上，卷带的另一端绕接在弹簧圈的表面；卷带的表面设有齿条，从动齿轮与齿条啮合；从动齿轮连接有连接轴；所述剪切机构包括上夹持板和下夹持板。本方案实施过程中不需要指派会攀爬树的人员进行操作，只需要在地面就可以采摘皂角刺，避免了攀爬树杆存在的安全隐患问题，同时中空套管的设置加大了人体与皂角刺的距离，降低人员被皂角刺刺伤的风险。

1.皂角刺采摘装置，其特征在于：包括剪切机构、动力机构和中空套管；所述动力机构包括主动轮、从动轮、从动齿轮、卷带和弹簧圈，所述主动轮上固定连接有摇柄，主动轮转动连接在中空套管的下端，从动轮转动连接在中空套管的上端，所述弹簧圈固定套接在所述从动轮上；卷带的一端绕接在主动轮上，卷带的另一端绕接在弹簧圈的表面；所述卷带的表面设有齿条，所述从动齿轮与所述齿条啮合；所述从动齿轮的中心轴处固定连接有连接轴；所述剪切机构包括上夹持板和下夹持板，上夹持板和下夹持板的一端均铰接在连接轴的自由端，上夹持板和下夹持板的另一端形成用于避让皂角刺的避让口；上夹持板向上弯拱，下夹持板向下凹陷，上夹持板和下夹持板之间连接有扭簧，所述扭簧靠近连接轴设置。 2.根据权利要求1所述的皂角刺采摘装置，其特征在于：所述上夹持板的下表面设有锯齿。 3.根据权利要求2所述的皂角刺采摘装置，其特征在于：所述下夹持板的上表面也设有所述锯齿。 4.根据权利要求3所述的皂角刺采摘装置，其特征在于：所述上夹持板远离连接轴的一端向上翘，且上翘处形成倒圆角；所述下夹持板远离连接轴的一端向下弯，且下弯处也形成倒圆角。 5.根据权利要求1～4中任一项所述的皂角刺采摘装置，其特征在于：中空套管为伸缩式结构。

技术领域

本发明涉及一种农作物采摘设备领域，具体涉及皂角刺采摘装置。

背景技术

皂角刺，是豆科植物皂角树的干燥棘刺，也是一位中药，具有消肿排毒、排脓和杀虫的功效，常用于痈疽初起或脓成不溃；外治疥癣麻风。

皂角树多生长在山地丘陵地带，在采摘时皂角刺时，若使用大型机器进行采摘，则机器不容易进入到皂角树丛林中，因此，目前对于皂角刺的采摘基本都是以人工为主，采摘时，人员爬到树杆上，使用镰刀或者钢叉用力将皂角刺劈下，最后再到树下捡起来进行收集。然而，皂角刺生长在皂荚树上，通常生长比较牢固，人工攀爬到树杆上采摘的话，一方面对人员的要求高，必须是能够攀爬的人员采摘，而且人工采摘的效率低，攀爬树杆的劳动强度大；另一方面存在安全隐患，若遇到湿滑天气，采摘人员一不小心容易从树杆上跌落下来，同时，采摘过程中容易受到皂角刺的刺伤，对采摘人员的身体造成伤害。

发明内容

本发明意在提供一种皂角刺采摘装置，以解决现有技术中采摘皂角刺过程中需要攀爬在树上才能采摘，导致存在安全隐患的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的基础技术方案为：皂角刺采摘装置，包括剪切机构、动力机构和中空套管；所述动力机构包括主动轮、从动轮、从动齿轮、卷带和弹簧圈，所述主动轮上固定连接有摇柄，主动轮转动连接在中空套管的下端，从动轮转动连接在中空套管的上端，所述弹簧圈固定套接在所述从动轮上；卷带的一端绕接在主动轮上，卷带的另一端绕接在弹簧圈的表面；所述卷带的表面设有齿条，所述从动齿轮与所述齿条啮合；所述从动齿轮的中心轴处固定连接有连接轴；

所述剪切机构包括上夹持板和下夹持板，上夹持板和下夹持板的一端均铰接在连接轴的自由端，上夹持板和下夹持板的另一端形成用于避让皂角刺的避让口；上夹持板向上弯拱，下夹持板向下凹陷，上夹持板和下夹持板之间连接有扭簧，所述扭簧靠近连接轴设置。

本发明的工作原理是：初始状态下，在弹簧圈的复位作用下，卷带基本全部缠绕在弹簧圈上，类似于卷尺的初始状态。在采摘皂角刺时，使皂角刺从避让口进入到上夹持板和下夹持板之间，此过程中，因为上夹持板和下夹持板的一端均铰接在连接轴上，所以可以适应不同直径大小的皂角刺，上夹持板和下夹持板之间的可以通过铰接处实现转动，以调节避让口的大小。而且上夹持板和下夹持板之间又设置有扭簧，所以在扭簧的复位作用下，上夹持板和下夹持板可以将需要采摘的皂角刺夹持住。

转动连接有主动轮上的摇柄，带动主动轮转动，主动轮的转动使得卷带从从动轮上回旋，然后陆续使缠绕在主动轮上的卷带的长度增加，而缠绕在从动轮上的卷带的长度减少，此过中弹簧圈也受到卷带的回旋作用而产生扭力发生变形。在卷带向主动轮上缠绕的过程中，因为卷带上的齿条与从动齿轮啮合，所以卷带的移动使得从动齿轮转动。

因为从动齿轮的中心轴处固定连接有连接轴，所以从动齿轮转动会使得连接轴也随着转动，而连接轴又与上夹持板和下夹持板连接，所以也会使得上夹持板和下夹持板在竖直方向上转动，进而对夹持在上夹持板和下夹持板之间的皂角刺产生扭动作用。

当放松摇柄时，在弹簧圈的恢复力作用下，使得卷带又向上回收，使缠绕在弹簧圈上的卷带的长度增加，此过程中从动齿轮的转动方向与之前相反，通过联动的作用，也使得上夹持板和下夹持板的转动方向相反，又对皂角刺产生反方向的作用力。

本发明的有益技术效果是：本发明方案通过主动轮、卷带、从动轮、卷带上的齿条，和与齿条啮合的从动齿轮，以及连接轴和上夹持板、下夹持板之间的联动的连接关系，通过对摇柄施加作用力来带动直接接触到皂角刺的上夹持板和下夹持板发生转动，通过对摇柄的正反转动，和弹簧圈的复位作用，使得上夹持板和下夹持板对皂角刺产生正反方向的多次扭动，这样实现将皂角刺从皂角树上采摘下来。根据实际需要，再借助中空套管来实现对皂角树高出的皂角刺进行采摘。

综上所述，本发明方案实施过程中不需要特别指派会攀爬树的人员进行操作，只需要在地面就可以采摘皂角刺，避免了攀爬树杆存在的安全隐患问题，同时中空套管的设置加大了人体与皂角刺的距离，降低人员被皂角刺刺伤的风险。

以下是对基础技术方案的优化：

优化方案一，基于基础方案：所述上夹持板的下表面设有锯齿。锯齿的设置可以集中上夹持板对皂角刺的作用点，增大上夹持板与皂角刺之间的作用力，降低在扭动皂角刺过程中皂角刺与上夹持板和下夹持板之间滑动的可能性，使对皂角刺的扭动作用加强。

优化方案二，基于优化方案一：所述下夹持板的上表面也设有所述锯齿。本方案的设置使得上夹持板和下夹持板都具备了锯齿，进而进一步的增大了对皂角刺的作用力，使扭动皂角刺的作用更强，能够加快对皂角刺的采摘速度。

优化方案三，基于优化方案二：所述上夹持板远离连接轴的一端向上翘，且上翘处形成倒圆角；所述下夹持板远离连接轴的一端向下弯，且下弯处也形成倒圆角。这样的设置可以在将皂角刺卡入到上夹持板和下夹持板之间时，便于皂角刺沿着到圆角向上、下夹持板之间滑动，使夹持的操作更顺利的进行。

优化方案四，基于上述各方案之一：中空套管为伸缩式结构。伸缩式的中空套管便于调节中空套管的长度，适应不同高度处的皂角刺的采摘。

附图说明

图1为本发明皂角刺采摘装置的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1中A的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：中空套管1、上容纳腔101、下容纳腔102、从动轮201、连接轴202、卷带203、主动轮204、弹簧圈205、从动齿轮206、摇柄3、扭簧401、下夹持板402、上夹持板403、倒圆角404。

实施例如附图1所示：皂角刺采摘装置，包括剪切机构、动力机构和伸缩式的中空套管1；中空套管1的上端连通有上容纳腔101，中空套管1的下端连通有下容纳腔102；动力机构包括主动轮204、从动轮201、从动齿轮206、卷带203和弹簧圈205，主动轮204上固定连接有摇柄3，主动轮204转动连接在中空套管1的下端的下容纳腔102中，从动轮201转动连接在中空套管1的上端的上容纳腔101中，弹簧圈205固定套接在从动轮201上；卷带203位于中空套管1中，卷带203的一端绕接在主动轮204上，卷带203的另一端绕接在弹簧圈205的表面；卷带203的表面设有齿条，从动齿轮206与齿条啮合；从动齿轮206的中心轴处固定连接有连接轴202；

剪切机构包括上夹持板403和下夹持板402，上夹持板403和下夹持板402的一端均铰接在连接轴202的自由端，上夹持板403和下夹持板402的另一端形成用于避让皂角刺的避让口；上夹持板403向上弯拱，下夹持板402向下凹陷，上夹持板403和下夹持板402之间连接有扭簧401，扭簧401靠近连接轴202设置。上夹持板403的下表面以及下夹持板402的上表面均设有锯齿；上夹持板403远离连接轴202的一端向上翘，且上翘处形成倒圆角404；下夹持板402远离连接轴202的一端向下弯，且下弯处也形成倒圆角404。

初始状态下，在弹簧圈205的复位作用下，卷带203基本全部缠绕在弹簧圈205上，类似于卷尺的初始状态。在采摘皂角刺时，使皂角刺从避让口进入到上夹持板403和下夹持板402之间，此过程中，因为上夹持板403和下夹持板402的一端均铰接在连接轴202上，所以可以适应不同直径大小的皂角刺，上夹持板403和下夹持板402之间的可以通过铰接处实现转动，以调节避让口的大小。而且上夹持板403和下夹持板402之间又设置有扭簧401，所以在扭簧401的复位作用下，上夹持板403和下夹持板402可以将需要采摘的皂角刺夹持住。

转动连接有主动轮204上的摇柄3，带动主动轮204转动，主动轮204的转动使得卷带203从从动轮201上回旋，然后陆续使缠绕在主动轮204上的卷带203的长度增加，而缠绕在从动轮201上的卷带203的长度减少，此过弹簧圈205也受到卷带203的回旋作用而产生扭力发生变形。在卷带203向主动轮204上缠绕的过程中，因为卷带203上的齿条与从动齿轮206啮合，所以卷带203的移动使得从动齿轮206转动。

因为从动齿轮206的中心轴处固定连接有连接轴202，所以从动齿轮206转动会使得连接轴202也随着转动，而连接轴202又与上夹持板403和下夹持板402连接，所以也会使得上夹持板403和下夹持板402在竖直方向上转动，进而对夹持在上夹持板403和下夹持板402之间的皂角刺产生扭动作用。

当放松摇柄3时，在弹簧圈205的恢复力作用下，使得卷带203又向上回收，使缠绕在弹簧圈205上的卷带203的长度增加，此过程中从动齿轮206的转动方向与之前相反，通过联动的作用，也使得上夹持板403和下夹持板402的转动方向相反，又对皂角刺产生反方向的作用力。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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