一种滚轮人工辅助非接触式冬枣采摘器技术领域
本发明涉及一种滚轮人工辅助非接触式冬枣采摘器，属于农业机械技术领域。
背景技术
冬枣含糖量高，达32%，含水多，达65%，果肉脆，果皮薄，我国的冬枣采摘由六种方
式，第一种方式是直接用手从冬枣枝条上采摘，采摘效率低，劳动强度大，第二种方式是采
用采摘梳，由于冬枣是含水多、糖分高，采摘时冬枣位于采摘梳的两梳齿之间，动力带动梳
齿转动，通过拉拽将冬枣与果柄分离，冬枣果柄的抗拉强度远大于冬枣的抗拉断强度，更大
于果皮的耐挤破能力，果柄与冬枣分离时，冬枣的部分果皮或者果肉脱落，脱落处导致冬枣
养分流失，梳齿对冬枣果表面的挤压导致表皮受损，表面氧化，影响冬枣的品质，是一种破
坏性的采摘，第三种方式是气吸式，气流不能进入簇拥丛生的果实之间、即使气流量加大，
气吸式根本无法实现采摘，气吸式决定着气流式的采摘不能实现，第四种方式是夹持式，表
面产生相对运动，严重受损伤冬枣的表面，第五种方式是震动敲击式，冬枣下落过程中，受
重力的作用损伤外表面，第六种方式是偏心块震动采摘，是震动敲击式的一种变形。
发明内容
一种滚轮人工辅助非接触式冬枣采摘器，适合于浆果采摘，包括手柄、支撑杆、弹
簧、采摘器和收集袋，手柄上设有弹簧、支撑杆和采摘器，支撑杆与手柄铰接，旋转切刀在动
力的带动下旋转，旋转切刀在贴近冬枣枝条的外表面运动，切断冬枣的果柄和枝条上针刺，
冬枣的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿冬枣枝条表面的直线平行方
向运动，但旋转切刀的切割角度不变，通过旋转切刀的刀刃将冬枣的果柄切断，对冬枣果的
表面无挤压作用力。
其技术方案为：一种滚轮人工辅助非接触式冬枣采摘器，包括手柄、支撑杆、弹簧、
采摘器和收集袋，在手柄上固定安装弹簧、支撑杆和采摘器，支撑杆安装在手柄上，且与手
柄铰接，采摘器由滚轮、伸缩杆、弹簧、旋转切刀和收集袋组成，弹簧为压簧，伸缩杆一端与
滚轮联接，另一端贯穿弹簧和手柄上设置的通孔并与手柄联接，连杆一端通过螺栓固定在
伸缩杆上，连杆的另一端通过螺栓与旋转切刀联接，旋转切刀的刀刃呈梯形状，梯形状的长
底边贴近冬枣枝条的表面，梯形状的结构便于切削后果柄以及果针沿曲面抛洒，旋转切刀
转动时不因切削物粘附堆积，影响采摘效率进而损伤冬枣果，松开螺栓调节旋转切刀与冬
枣枝条的相对位置，在滚轮的外圆面上设有U形的凹槽，冬枣枝条的置于U形的凹槽中，田间
作业时，一只手握住要采摘的冬枣枝条，另一只手对采摘器的手柄施加压力，手柄克服弹簧
的压力绕支撑杆上的铰接点转动，带动滚轮和旋转切刀张开，将滚轮置于冬枣的枝条上，冬
枣枝条的嵌入滚轮的凹槽内，滚轮在冬枣枝条上滚动，当冬枣的枝条直径变化时，对滚轮施
加作用力，滚轮具有浮动仿形功能，压缩伸缩杆上设置的弹簧，进而带动旋转切刀运动，旋
转切刀始终贴近冬枣枝条的表面运动，与冬枣非接触，只与冬枣的果柄和冬枣枝条表面接
触，解除对手柄的施加压力，弹簧的作用力将滚轮固定在冬枣枝条上，打开电源开关，微型
直流调速电机带动旋转切刀旋转，人工辅助手柄，滚轮在冬枣枝条上转动，旋转切刀将冬枣
的果柄切断，冬枣落入收集袋中。
所述的一种滚轮人工辅助非接触式冬枣采摘器，滚轮和切刀成对设置，滚轮可错
位设置，不在同一条铅垂线上排列。
采用梳齿式采摘方式，首先，由于冬枣是含水多、糖分高，果皮脆，采摘时冬枣位于
采摘梳的两梳齿之间，采摘梳的梳齿与冬枣面面接触，梳齿与冬枣表面产生相互挤压力，且
冬枣在梳齿表面运动，损伤冬枣表面，损伤的冬枣表面氧化变黑，影响采摘质量和冬枣的商
品的品质，其次，冬枣果柄的抗拉力远远大于冬枣的抗拉力，冬枣果柄从冬枣上脱落过程
中，会对浆果冬枣产生撕拉力，导致冬枣与冬枣果柄连接处的果肉脱落，因冬枣是浆果，冬
枣果实中浆液流失，而一种滚轮人工辅助非接触式冬枣采摘器，能够实现变径采摘，切刀在
冬枣枝条的外表面运动，切断冬枣的果柄，果柄绝大部分留在果实上，冬枣果实不与切刀接
触，两者之间无相对运动，对冬枣表面无损伤，且果柄部分留在冬枣上，冬枣果实中浆液不
会流失，采摘后冬枣的色相好，现有的采摘技术无法实现，切刀的切割角度通过螺栓调整，
冬枣的枝条直径变化时，通过滚轮压缩弹簧，进而带动切刀沿冬枣枝条表面的直线平行方
向运动，但切刀的切割角度不变，只能通过切刀的尖端的刀刃将冬枣的果柄切断，对冬枣果
的表面无挤压作用力，是在冬枣枝条上的一种滚动非接触式采摘，结构不同，原理上不同，
滚轮和切刀也可采用单个设置，也可以两个组合在一起使用，灵活方便，另外，冬枣的果皮
薄，糖分高、水分含量高、易破裂，机械采摘难度较大，人工采摘效率低，不符合浆果实特性
的采摘方式，均造成破坏性采摘，即采摘刀沿枝条表面平行运动，将果柄切断，滚轮在枝条
上运动，实现变径采摘，其它形式的梳摘、柔性采摘、夹持采摘，均对冬枣的表面施加挤压
力，只能在一个平面上采摘，而气吸式采摘，气流不能进入簇拥丛生的果实之间、即使气流
量加大，气吸式根本无法实现采摘，气流难以将冬枣从坚韧的果柄上脱离，气流式决定着冬
枣的采摘不能实现，而敲击采摘或者偏心震动方式，冬枣受重力作用加速下落，冬枣果下落
后易造成表面损伤，敲击或者偏心震动损伤冬枣树的枝条，夹持式冬枣与加持物表面产生
相对运动，严重受损伤冬枣果的外表面，表面氧化影响冬枣商品品质，而本申请在向前运动
的同时，滚轮也同时能实现在枝条上旋转，实现360度切刀的旋转采摘，机器人的手指在采
摘方面无论如何也代替不了人，机器人的手指是由金属材料制成的多关节机构，没有形象
思维，只是执行机械动作，而果实的采摘没有规律的，不可能沿规定的程序执行，而人是有
思维和感知的动物，冬枣的生长年限不同，其果柄的抗拉强度不相同，机器人采摘无法辨别
冬枣树生长年龄，冬枣的生长位置，机器手与冬枣总会表面接触，产生夹持力，势必会造成
冬枣果实的表面损伤，这一点不容置疑，人工采摘可以用剪刀剪断冬枣的果柄，不直接与冬
枣果实的表面接触，机器人目前做不到，而本申请恰恰利用这一点，直接剪断果柄，切刀与
冬枣果实表面无接触，克服了对冬枣的挤压现象，机器人目前做不到，现有的技术方案与本
申请的技术方案原理上、结构上不同，细节决定技术方案的成败。
本发明具有以下优点。
1、体积小、重量轻，既适应于主干采摘，也适应于侧枝侧枝，操作方便。
2、采摘速度快，效率高，切刀沿冬枣枝条的表面运动，切断冬枣的果柄，滚轮具有
浮动仿形功能，实现变径运动，切刀倾斜设置，对冬枣果不产生挤压作用。
附图说明
图1 是本发明实施例的非接触式冬枣采摘器的结构示意图。
其中图中1、手柄 2、冬枣枝条 3、支撑杆 4、伸缩杆 5、弹簧 6、滚轮 7、旋转切刀
8、连杆 9、螺栓 。
具体实施方式
实施例。
一种滚轮人工辅助非接触式冬枣采摘器，包括手柄1、支撑杆3、弹簧5、采摘器和收
集袋，在手柄1上固定安装弹簧、支撑杆3和采摘器，支撑杆3安装在手柄1上，且与手柄1铰
接，采摘器由滚轮6、伸缩杆4、弹簧5、旋转切刀7和收集袋组成，弹簧5为压簧，伸缩杆4一端
与滚轮6联接，另一端贯穿弹簧5和手柄1上设置的通孔并与手柄1联接，连杆8一端通过螺栓
9固定在伸缩杆4上，连杆8的另一端通过螺栓9与旋转切刀7联接，旋转切刀7的刀刃呈梯形
状，梯形状的长底边贴近冬枣枝条2的表面，松开螺栓9调节旋转切刀7与冬枣枝条2的相对
位置，在滚轮6的外圆面上设有U形的凹槽，冬枣枝条2的置于U形的凹槽中，田间作业时，一
只手握住要采摘的冬枣枝条2，另一只手对采摘器的手柄1施加压力，手柄1克服弹簧5的压
力绕支撑杆3上的铰接点转动，带动滚轮6和旋转切刀7张开，将滚轮6置于冬枣的枝条上，冬
枣枝条2的嵌入滚轮6的凹槽内，滚轮6在冬枣枝条2上滚动，当冬枣的枝条直径变化时，对滚
轮6施加作用力，滚轮6具有浮动仿形功能，压缩伸缩杆4上设置的弹簧5，进而带动旋转切刀
7运动，旋转切刀7始终贴近冬枣枝条2的表面运动，解除对手柄1的施加压力，弹簧5的作用
力将滚轮6固定在冬枣枝条2上，打开电源开关，旋转切刀7旋转，人工辅助手柄1，滚轮6在冬
枣枝条2上转动，旋转切刀7将冬枣的果柄切断，冬枣落入收集袋中，一个冬枣枝条采摘完成
后，对手柄1施加压力，手柄1克服弹簧5的压力绕支撑杆3上的铰接点转动，带动滚轮6和旋
转切刀7张开，将冬枣采摘器从采摘完成的枝条拿走，重复上述工作过程，依次对其它冬枣
枝条的采摘。