Устройство для бережного съема плодов с деревьев

Устройство для бережного съема плодов с деревьев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к ручному специальному садовому инструменту для сбора урожая, в частности к простым устройствам для ручного съема плодов, преимущественно яблок, с верхней части кроны плодового дерева.

Известен лепестковый плодосъемник, имеющий чашевидную приемную емкость, закрепленную посредством втулки на конце шеста (см. книгу «Механические помощники садовода и огородника», автор-составитель А.Ф.Зипер. М.: ООО «Издательство ACT»; Донецк: «Сталкер», 2004 г., стр.36). В верхней части стенки приемной емкости выполнены продольные захватывающие прорези, расположенные равномерно по окружности входного окна емкости и образующие стилизованные «лепестки». Ширина прорезей выбирается такой, чтобы обеспечить свободное прохождение плодоножки срываемого плода. Известный плодосъемник отличается предельной простотой конструкции и серийно выпускается отечественными промышленными предприятиями, например, ОАО «Мехинструмент» г.Павлово, Нижегородская область (см. сайт Интернета «http://www.mehtool.ru»).

Однако конструкция известного плодосъемника с точки зрения аккуратности съема и сохранности собранных плодов имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, вертикальное расположение прорезей приемной емкости обеспечивает захват только тех плодов, у которых плодоножки располагаются на ветках горизонтально или наклонно под небольшим углом. Для отделения плодов, висящих на вертикально расположенных плодоножках, сборщику после заведения плода внутрь приемной емкости приходиться перемещать плодосъемник шестом по горизонтали из стороны в сторону. Как правило, это вызывает осыпание соседних плодов на землю, то есть их повреждение, а плоды, размещаемые в приемной емкости, отделяются вместе с плодовыми ветками, что вызывает снижение урожайности дерева в последующие годы. Во-вторых, возможно повреждение плодов при их контакте с жесткими «лепестками» плодосъемника и с жесткими стенками приемной емкости. В-третьих, при наклоне шеста во время отделения плода или во время опускания плодосъемника не исключены случаи потери плодов и их повреждения при ударе о землю.

Наиболее близким, принятым за прототип, является устройство для ручного сбора плодов с деревьев, содержащее приемный бункер с входным окном и наклонным дном, закрепленный на бункере захват с зубьями, смежные боковые кромки которых параллельны, и втулку для шеста, соединенную с бункером посредством шарнира с фиксатором положения бункера относительно втулки (см. патент РФ №2159533, кл. A01D 46/24, опубл. 2000 г., бюл. №33). Для осуществления надежного захвата плодоножки плода при любом произвольном ее расположении (горизонтальном, наклонном или вертикальном) захват с зубьями имеет дугообразную форму, причем верхняя точка дуги захвата располагается над центральной частью бункера, а концы дуги - по его сторонам. По отношению к плоскости входного окна бункера зубья, располагаемые по дуге захвата, направлены параллельно, а плоскость дуги захвата - перпендикулярно. Для сохранения высокого качества снимаемых плодов на каждый зуб захвата может быть надета упругая и легкодеформируемая трубка, на дно бункера положена пластина из мягкого материала, а ребро входного окна приемного бункера с внутренней стороны защищено слоем эластичного материала.

Известно, что плоды, в частности яблоки, будут хорошо храниться только в том случае, если они сняты с дерева аккуратно, без повреждения воскового налета на кожице, без ударов о землю или о другие твердые предметы, без соударений между собой и без вдавливающего воздействия твердых частей плодосъемника. Плоды нельзя пересыпать из емкости в емкость, их следует осторожно перекладывать. В большинстве случаев повреждающие воздействия при сборе плодов оказываются визуально незаметными. При проведении испытаний и при эксплуатации образцов известного устройства для ручного сбора плодов были отмечены следующие недостатки конструктивного характера. Во-первых, плоды после отделения от ветки могут получать повреждения за счет их соударений при накоплении в приемном бункере устройства. Во-вторых, при сборе плодов в труднодоступных местах кроны наблюдались случаи преждевременного отделения выбранных для съема плодов и их падения мимо бункера. Это происходило при случайном контакте наружной части бункера со спелыми плодами, для которых требуемое усилие отделения от ветки имеет незначительную величину. Упавшие мимо бункера плоды получают повреждение при ударе о землю и не подлежат длительному хранению.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение вероятности повреждения плодов при их съеме с дерева, за счет уменьшения или исключения влияния указанных недостатков известного устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для бережного съема плодов с деревьев, содержащем приемный бункер с входным окном и наклонным дном, закрепленный над бункером дугообразный захват с зубьями, так что концы дуги захвата располагаются по сторонам бункера, а верхняя точка дуги - над его осевой линией, причем зубья располагаются по дуге захвата, имеют параллельные боковые кромки и направлены перпендикулярно плоскости дуги захвата, и втулку для шеста, соединенную с бункером посредством шарнира с фиксатором выбранного положения бункера относительно втулки, плоскость входного окна бункера расположена по отношению к плоскости дуги захвата, проходящей по основаниям зубьев, под углом больше 90°, а внутри приемного бункера на пересечении с плоскостью дуги захвата закреплен гаситель скорости плодов с наклонной контактной поверхностью. При этом гаситель скорости плодов выполнен в виде полосы из тканого материала.

Общими признаками заявляемого изобретения и известного устройства для ручного сбора плодов с деревьев является наличие приемного бункера с входным окном и наклонным дном, закрепленного над бункером дугообразного захвата с зубьями, так что концы дуги захвата располагаются по сторонам бункера, а верхняя точка дуги - над его осевой линией, причем зубья располагаются по дуге захвата, имеют параллельные боковые кромки и направлены перпендикулярно плоскости дуги захвата, и втулки для шеста, соединенной с бункером посредством шарнира с фиксатором выбранного положения бункера относительно втулки.

Новыми существенными признаками в заявляемом изобретении являются:

- плоскость входного окна бункера расположена по отношению к плоскости дуги захвата, проходящей по основаниям зубьев, под углом больше 90°;

- внутри приемного бункера на пересечении с плоскостью дуги захвата закреплен гаситель скорости плодов с наклонной контактной поверхностью;

- гаситель скорости плодов выполнен в виде полосы из тканого материала.

На основании практических наблюдений известно, что величина усилия отделения плодов от веток зависит от направления приложения силового воздействия на его плодоножку. Так для горизонтальных и наклонных плодоножек плодов наименьшее усилие отделения плода образуется при воздействии на плодоножку вверх, а для вертикальных плодоножек - в одну из сторон и далее вверх. При работе плодосъемниками, у которых накопительная емкость приближена или совмещена с устройствами захвата и отделения плодов, повреждения плодов, препятствующие их длительному хранению, могут возникать по различным причинам:

а) из-за неудобного, ненадежного захвата произвольно расположенных плодоножек плодов или самих плодов. При этом, во-первых, возникает необходимость в дополнительных манипуляциях плодосъемником, что увеличивает вероятность случайного касания соседних плодов или сотрясения веток. При достаточной спелости плодов они осыпаются на землю и повреждаются. Во-вторых, падение на землю выбранного к снятию плода может быть вызвано за счет непреднамеренного соприкосновения с наружной частью приемной емкости или другими частями плодосъемника;

б) из-за падения плодов мимо накопительной емкости на землю после их отделения от ветки захватным устройством плодосъемника;

в) из-за механического воздействия на плоды твердых частей плодосъемника при захвате плода или плодоножки, при скользящем ударе о внутреннее ребро приемной емкости и при взаимодействии с дном приемной емкости;

г) из-за соударений плодов при их накоплении в приемной емкости.

Совокупность общих существенных признаков заявляемого изобретения и известного устройства обеспечивает надежный захват плодоножек плодов при любом произвольном их расположении и возможность нажатия зубьями захвата на плодоножку в оптимальном направлении для уменьшения усилия отделения плода от ветки. Это уменьшает интенсивность сотрясения соседних веток и осыпание с них спелых плодов на землю, что увеличивает количество снятых и пригодных для хранения плодов. Возможные повреждения плодов из-за механического воздействия твердых частей устройств могут быть исключены известными способами, например, путем защиты твердых частей слоем эластичного материала.

Совокупность новых существенных признаков в заявляемом изобретении сообщает заявляемому устройству для бережного съема плодов следующие преимущества. Наклон плоскости входного окна по отношению к плоскости дуги захвата на угол больше 90° улучшает доступ плодов к входному окну бункера и к зубьям захвата, что способствует уменьшению количества потерянных и поврежденных плодов от непреднамеренных контактов с устройством. Наличие в приемном бункере гасителя скорости плодов позволяет исключить повреждающие соударения плодов в процессе их накопления в емкости бункера. Таким образом, совокупность общих и новых существенных признаков в заявляемом устройстве позволяет полностью устранить причины, вызывающие повреждение плодов в процессе их снятия с дерева, и в полном объеме выполнить требования процесса аккуратного съема плодов, предназначенных для закладки на хранение.

На фиг.1 показан общий вид устройства для бережного съема плодов с деревьев; на фиг.2 - то же, аксонометрия, на фиг.3 - вид А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б - Б на фиг.1; на фиг.5 - разрез В - В на фиг.1; на фиг.6 - общий вид устройства с бункером большой вместимости.

На фиг.1 и фиг.6 принято обозначение:

α - угол между плоскостью входного окна приемного бункера и плоскостью дуги захвата, проходящей через основания зубьев.

Устройство содержит приемный бункер 1 с входным окном 2, дугообразный захват 3 с зубьями 4, втулку 5 для шеста 6, соединенную с бункером 1 посредством шарнира, который в рассматриваемом примере практического исполнения устройства образован с помощью скобы 7 бункера и винта 8. Фиксация выбранного положения бункера 1 относительно втулки 5 и шеста 6 осуществляется за счет силы трения, путем затяжки шарнирного соединения гайкой-барашком 9. Захват 3 закреплен обоими концами дуги над входным окном 2 бункера по его краям винтами 10, верхняя точка дуги располагается над осевой линией бункера 1. Плоскость входного окна 2 бункера 1 расположена по отношению к плоскости дуги захвата 3, проходящей через основания зубьев, под углом α больше 90°. В рассматриваемом примере исполнения устройства этот угол α выбран равным 120°. Зубья 4 располагаются по дуге захвата 3 перпендикулярно его плоскости и имеют параллельные смежные боковые кромки. Ширина зазоров между боковыми кромками соседних зубьев выбрана такой, чтобы обеспечить свободное прохождение по этим зазорам максимальной толщины плодоножек тех плодов, для съема которых предназначено устройство. С целью исключения возможности повреждения плодов зубья 4 покрываются слоем эластичного материала, например слоем пластизоля или резины. Возможно выполнение захвата 3 в виде сборной конструкции из прутка круглого или квадратного сечения с покрытием в виде надеваемых на зубья и тело захвата эластичных трубок.

В рассматриваемом примере практического исполнения устройства приемный бункер 1 содержит разомкнутый обруч 11, мешок 12 из ткани или другого легкодеформируемого материала, скобу 7, прокладку 13 из эластичного материала и гаситель 14 скорости падения отделенного от ветки плода. Обруч 11 вместе с закрепленной на нем прокладкой 13 заводится в месте размыкания 15 внутрь полости 16, образованной по периметру входного отверстия мешка 12, например методом прошивки. Гаситель 14 скорости плодов имеет наклонную контактную поверхность 17 и закреплен под зубьями 4 захвата 3 на пересечении с плоскостью дуги захвата, проходящей через основания зубьев.

Гаситель скорости выполняется в виде полосы из тканого материала. Дно приемного бункера 1 выполнено наклонным. Для небольшого бункера, рассчитанного на вмещение нескольких плодов, наклон дна выполняется в ту же сторону, что и наклон контактной поверхности 17 гасителя 14 скорости. Для более вместительного приемного бункера дно выполняется наклонным в обратную сторону.

При уборке плодов с деревьев для последующего хранения сначала собираются вручную плоды нижнего яруса кроны, затем плодосъемником - с верхней части кроны. Сбор плодов с помощью заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Выбрав позицию под деревом, сборщик предварительно устанавливает и фиксирует угол относительного положения бункера 1 и шеста 6 из расчета ориентировочно вертикального расположения плоскости дуги захвата 3 в месте нахождения снимаемого плода. Зубья 4 захвата 3 при этом оказываются направленными горизонтально. С помощью шеста 6 приемный бункер 1 устройства подводится к намеченному плоду снизу, так чтобы захват 3 оказался сзади плода. Далее, при небольшой подаче шеста на себя плодоножка плода заводится в один из зазоров между двумя соседними зубьями захвата, для плодоножек, расположенных вертикально, - между зубьями верхней части дуги захвата, для горизонтальных и наклонных плодоножек - между зубьями левой или правой сторон дуги захвата. Факт захода плодоножки в один из зазоров между зубьями дугообразного захвата сборщик отмечает по возникшему усилию натяжения плодоножки, передаваемому через шест, и визуально - по незначительному отклонению ветки с плодом. Отделение плода от ветки производится с минимальным усилием и без повреждения последней за счет оптимизации направления силового воздействия боковых кромок зубьев 4 на плодоножку. Практически это осуществляется путем перебора попыток воздействия на плодоножку в разных направлениях. В результате плодоножка отделяется от ветки легко, без сотрясения соседних веток, а значит без осыпания соседних спелых плодов на землю.

В отличие от известного устройства, принятого за прототип, при вертикальном ориентировании дуги захвата 3 плоскость входного окна 2 приемного бункера 1 наклонена по отношению к горизонтальной поверхности, а подводимая к плоду передняя часть бункера, образованная обручем 11, опущена ниже концов дуги захвата. При подведении захвата 3 к выбранному плоду указанный наклон плоскости входного окна 2 прежде всего способствует уменьшению вероятности случайного контакта плода с наружной частью бункера. Кроме этого, наклон плоскости входного окна 2 уменьшает заслоняющий эффект верхней части бункера 1 и улучшает возможности визуального контроля снизу за процессом подведения и связанные с ним возможности «безопасного» манипулирования устройством. Таким образом, расположение плоскости входного окна 2 бункера 1 по отношению к плоскости дуги захвата 3 под углом больше 90° приводит к уменьшению количества случаев преждевременного отделения снимаемых плодов от ветки и их повреждения из-за падения мимо бункера на землю.

После отделения от ветки плод падает в приемный бункер 1. Возможные удары плодов о ребро входного окна бункера с внутренней стороны смягчаются эластичной прокладкой 13. Возможность повреждения плодов при соударении с имеющимися в бункере ранее снятыми плодами уменьшается при помощи гасителя 14 скорости следующим образом. При падении плод соприкасается с наклонной поверхностью 17 гасителя 14 скорости и по его уклону скатывается под собственным весом в зону накопления бункера, которая располагается ниже гасителя скорости. Если приемный бункер имеет небольшую вместимость, то следующий снятый плод остается в зоне приема, то есть в месте расположения гасителя скорости. Взаимодействие этого плода с имеющимся в бункере ранее снятым плодом происходит при его скатывании по направлению к зоне накопления. С учетом первоначального гашения скорости падения гасителем 14 и с учетом торможения плода при скатывании стенками бункера 1 повреждения плодов при их соприкосновении не происходит. Для более вместительного приемного бункера плоды с гасителя 14 скорости перемещаются поочередно по наклонному дну бункера в обратную сторону (под гаситель 14 скорости), последовательно заполняя весь имеющийся объем бункера.

На основании изложенного можно сделать вывод, что заявляемая конструкция простого устройства для бережного съема плодов с деревьев позволяет снимать плоды с дерева аккуратно, без повреждения самих плодов и плодовых веточек, без повреждающих плоды ударов и соударений между собой и позволяет увеличить количество собираемых плодов для последующего хранения за счет уменьшения потерь, возникающих в процессе их съема с дерева.

1. Устройство для бережного съема плодов с деревьев, содержащее приемный бункер с входным окном и наклонным дном, дугообразный захват с зубьями, закрепленный над бункером так, что концы дуги захвата расположены по сторонам бункера, а верхняя точка дуги - над его осевой линией, причем зубья расположены по дуге захвата, имеют параллельные боковые кромки и направлены перпендикулярно плоскости дуги захвата, а также втулку для шеста, соединенную с бункером посредством шарнира с фиксатором выбранного положения бункера относительно втулки, отличающееся тем, что плоскость входного окна бункера расположена по отношению к плоскости дуги захвата, проходящей по основаниям зубьев, под углом больше 90°, а внутри приемного бункера на пересечении с плоскостью дуги захвата закреплен гаситель скорости плодов с наклонной контактной поверхностью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гаситель скорости плодов выполнен в виде полосы из тканого материала.