楊登杰，張存猛，朱代根，楊燦宇，陳 琴

(西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通學(xué)院，云南 昆明 655024)

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研究與設(shè)計(jì)

伸縮式銀杏葉采摘器的設(shè)計(jì)

楊登杰，張存猛，朱代根*，楊燦宇，陳 琴

(西南林業(yè)大學(xué)機(jī)械與交通學(xué)院，云南 昆明 655024)

銀杏樹(shù)是一種古老的植物，在我國(guó)分布廣泛，銀杏葉具有極高的藥用價(jià)值，對(duì)許多疾病的治療具有積極的作用。目前銀杏葉采摘機(jī)械很少，人工采摘不僅效率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，而且危險(xiǎn)系數(shù)高。為解決銀杏葉采摘問(wèn)題，設(shè)計(jì)了這種伸縮式銀杏葉采摘器，其根據(jù)平面機(jī)構(gòu)原理對(duì)銀杏葉進(jìn)行采摘，再由儲(chǔ)葉器收集采摘下的銀杏葉，該伸縮式銀杏葉采摘器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。

伸縮桿；支撐桿；采摘器；儲(chǔ)葉器

銀杏樹(shù)又稱(chēng)白果樹(shù)，屬裸子植物，銀杏葉為銀杏科植物銀杏的干燥葉，有較高的藥用價(jià)值[1]。銀杏葉的開(kāi)發(fā)利用始于20世紀(jì)30年代，研究發(fā)現(xiàn)，銀杏葉還有較高的營(yíng)養(yǎng)成分，內(nèi)含蛋白質(zhì)、糖、維生素等，銀杏葉中的蛋白質(zhì)可以和大豆中的蛋白質(zhì)相媲美，是一種很好的食品添加劑[2]，對(duì)銀杏葉化學(xué)成分最早開(kāi)始研究的學(xué)者是中西香兒，在20世紀(jì)20年代他們就從中分離出了多種黃酮類(lèi)物質(zhì)[3]。

科學(xué)采摘銀杏葉對(duì)保持銀杏葉的質(zhì)量有至關(guān)重要的作用，銀杏黃酮是治療心腦血管疾病的良藥。采摘銀杏葉，再?gòu)闹刑崛〕鲢y杏黃酮是目前獲得銀杏黃酮的主要途徑，每年的10月份是銀杏葉黃酮含量最高的季節(jié)，所以應(yīng)集中在此時(shí)間內(nèi)進(jìn)行銀杏葉的采摘[4]。

銀杏葉雖具有很高的藥用價(jià)值，但長(zhǎng)期以來(lái)缺乏有效的采摘機(jī)械，我國(guó)大部分地區(qū)仍使用竹竿敲打的方式采摘，這種采摘方法不僅效率低，還容易出現(xiàn)采摘事故，而且對(duì)母樹(shù)的傷害也非常大[5]。當(dāng)前已有的專(zhuān)利產(chǎn)品雖在一定程度上提高了銀杏葉的采摘效率，但缺乏收集裝置，采摘下的銀杏葉仍需人工收集[6-8]。為解決銀杏葉的采摘問(wèn)題，提高采摘率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)了這種伸縮式銀杏葉采摘器。

1 采摘器的工作原理

伸縮式銀杏葉采摘器結(jié)構(gòu)如圖1所示，其利用的是平面連桿機(jī)構(gòu)的原理，由推桿控制伸縮筒內(nèi)的支撐桿進(jìn)行折疊運(yùn)動(dòng)，同時(shí)控制采摘器的張合對(duì)銀杏葉進(jìn)行采摘。采摘時(shí)無(wú)需人工拉拽，采摘人員只需一手控制采摘筒，一手控制推桿，利用支撐桿的折疊和采摘器的張合便可將銀杏葉和銀杏樹(shù)枝分離，分離后的銀杏葉依靠重力落入儲(chǔ)葉器中，儲(chǔ)葉器裝滿(mǎn)后可將銀杏葉送至收集處，然后再繼續(xù)采摘。

圖1 伸縮式銀杏葉采摘器結(jié)構(gòu)1.活動(dòng)連接點(diǎn)；2、7.伸縮桿；3.采摘筒；4.推桿；5、6.固定支撐桿；8.支撐桿；9.采摘器；10.儲(chǔ)葉器

2 采摘器各部分設(shè)計(jì)

2.1 采摘部分設(shè)計(jì)

采摘器的采摘部分結(jié)構(gòu)如圖2所示，其主要由推桿、采摘筒、伸縮桿、支撐桿和采摘器構(gòu)成，采摘筒內(nèi)的固定支撐桿和采摘筒為固定連接，主要作用是對(duì)伸縮桿起支撐作用，同時(shí)把伸縮桿的活動(dòng)范圍限制在采摘筒內(nèi)。推桿和采摘筒之間采用活動(dòng)連接，推桿可以圍繞連接點(diǎn)在采摘筒內(nèi)做推拉運(yùn)動(dòng)。

圖2 采摘部分結(jié)構(gòu)

伸縮桿與支撐桿的連接全部采用活動(dòng)連接，當(dāng)推桿向外拉時(shí)，支撐桿在連桿作用下伸張，此時(shí)伸縮桿之間的距離變小，伸縮桿便在固定支撐桿上做上下運(yùn)動(dòng)，伸縮桿在支撐桿的帶動(dòng)下伸長(zhǎng)，采摘器開(kāi)始閉合，慢慢地扣緊銀杏樹(shù)枝。推桿向前推，支撐桿折疊，銀杏葉和銀杏樹(shù)枝分離，在此過(guò)程中隨著采摘器處銀杏葉的增多，采摘器在支撐桿的帶動(dòng)下逐漸張開(kāi)，以確保采摘下來(lái)銀杏葉的完整性。

2.2 儲(chǔ)葉部分設(shè)計(jì)

儲(chǔ)葉器和采摘筒之間的連接如圖3所示，儲(chǔ)葉器位于采摘筒的下方，兩者之間為固定連接，儲(chǔ)葉器呈半圓形，且和采摘筒同心。儲(chǔ)葉器的一端沒(méi)有遮擋物，便于銀杏葉倒出。儲(chǔ)葉器不僅收集采摘下的銀杏葉，而且還為采摘器的采摘起導(dǎo)向作用。采摘時(shí)，由于伸縮桿處于折疊狀態(tài)，可以把儲(chǔ)葉筒的左端對(duì)準(zhǔn)要采摘的銀杏葉，之后用推桿控制采摘器進(jìn)行采摘。

圖3 采摘筒和儲(chǔ)葉器的連接

3 小結(jié)

伸縮式銀杏葉采摘器將采摘和收集合并為一個(gè)工作過(guò)程，利用平面連桿機(jī)構(gòu)的原理進(jìn)行采摘，在一定程度上減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1] 王浴生，鄧文龍，薛春生.中藥藥理與應(yīng)用[M].2版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2000.

[2] 何健.銀杏葉的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥房，2011，22(15)：1434-1436.

[3] 王飛娟.銀杏葉中黃酮化合物的研究進(jìn)展[J].西北藥學(xué)雜志，2010(2)：155-156.

[4] 孫宏，雪梅.銀杏果葉的科學(xué)采摘方法[J].科技致富向?qū)В?997(9)：43-44.

[5] 姚建林.銀杏葉采收和銀杏樹(shù)的保護(hù)[J].安徽林業(yè)，1997(2)：17-17.

[6] 唐本興.銀杏葉采摘器：中國(guó)，CN201220606750.X[P].2013-05-15.

[7] 郭志越，王偉，莊煜，等.基于SolidWorks的農(nóng)業(yè)信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].森林工程，2015，31(4)：92-97.

[8] 雷倩，楊永發(fā).便攜式變徑球形刺梨采摘器的設(shè)計(jì)[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備，2017，47(3)：26-28.

(責(zé)任編輯 張雅芳)

Design of A Telescopic Ginkgo Biloba Picker

YANG Deng-jie，ZHANG Cun-meng，ZHU Dai-gen*，YANG Can-yu，CHEN Qin

(College of Mechanical and Transportation，Southwest Forestry University，Kunming Yunnan 655024，China)

Ginkgo trees are ancient plants，widely distributed in China，and ginkgo leaves have a extremely high medicinal value，with a positive role in the treatment of many diseases.Currently，there is little Ginkgo Biloba picking machinery，and manual picking involves low efficiency，easy waste and high danger coefficient.In order to solve the Ginkgo Biloba picking issue，a telescopic Ginkgo Biloba picker is designed for picking Ginkgo Biloba based on its plane mechanism principle，with a leaf storing device to collect the ginkgo leaves picked.This telescopic Ginkgo Biloba picker features a simple structure and easy operation.

telescopic rod；support rod；picker；leaf storing device

2017-04-13

西南林業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(K16011)

楊登杰(1993- )，男，山東臨沂人，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)林業(yè)機(jī)械化，E-mail：1579348629@qq.com。

*通訊作者：朱代根(1979-),男,云南昆明人，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，碩士，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)及原理的教學(xué)和科研工作，E-mail：84080561@qq.com。