季海龍 王玉勤 許洋洋 孫其龍 武海峰

（巢湖學(xué)院機(jī)械與電子工程學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

水果含有豐富的營養(yǎng)，具有促進(jìn)消化、降低膽固醇、補充維生素等保健作用。但是，水果的采摘和收集對果農(nóng)來說是一件耗時的工作，雇傭大量的勞動力必然會導(dǎo)致果農(nóng)的利益達(dá)不到最大化。因此，大多數(shù)果農(nóng)會從市場上購買摘果器進(jìn)行采果。但是，傳統(tǒng)的摘果器存在許多問題，如不能采摘不同高度的水果，采摘水果和收集水果不能同步進(jìn)行等。為此，本文設(shè)計了一種電動的、高效率的摘果工具。

1 電動摘果機(jī)的設(shè)計思路

1.1 傳統(tǒng)摘果機(jī)存在的問題

傳統(tǒng)摘果器雖然能夠在一定程度上幫助果農(nóng)解決一些生產(chǎn)問題，但是本身存在的問題急需解決。傳統(tǒng)摘果器主要存在以下問題：①只能實現(xiàn)采摘水果，不能實現(xiàn)收集水果；②采摘過程需要果農(nóng)反復(fù)按壓手柄，消耗體力；③操作復(fù)雜繁瑣，每次采摘結(jié)束均需收桿；④采摘過程可能會損傷水果。

1.2 新型摘果機(jī)設(shè)計思路

電動摘果機(jī)主要由支撐桿、采摘部分、收集部分組成。伸縮桿共4根，作為手柄的一根伸縮桿內(nèi)含有電源和按鈕開關(guān)［1］。采摘部分由凸輪機(jī)構(gòu)和一對弧腔形刀具組成，凸輪機(jī)構(gòu)帶動刀具做剪切運動從而切斷水果的莖［2］。收集部分由緩沖網(wǎng)和儲果籃組成，緩沖網(wǎng)一端通過掛扣連接在采摘部分，一端與儲果籃相連，緩沖網(wǎng)起到保護(hù)水果的作用［3］。電動摘果機(jī)三維圖如圖1所示。

圖1 電動摘果機(jī)三維結(jié)構(gòu)圖

2 電動摘果機(jī)的技術(shù)指標(biāo)

2.1 采摘部分結(jié)構(gòu)設(shè)計

采摘部分的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其核心機(jī)構(gòu)是凸輪機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)與2個S形弧形刀具裝配在一起，2個弧形刀具通過銷釘銷接在一起，有一彈簧分別連接在2個弧形刀具的底端。當(dāng)電機(jī)帶動凸輪轉(zhuǎn)動時，此時一個弧形刀具將會做間歇擺動，2個弧形刀具就形成類剪刀工作的運動［4］?；⌒蔚毒叩囊粋?cè)邊設(shè)有8個掛孔，4個掛孔焊接在刀具支架上，4個掛孔是弧形刀具的轉(zhuǎn)孔。緩沖網(wǎng)上有8個掛扣，通過掛扣可以把緩沖網(wǎng)連接在弧形刀具上。

2.2 收集部分結(jié)構(gòu)設(shè)計

收集部分結(jié)構(gòu)如圖3所示，由緩沖網(wǎng)和儲果籃組成，緩沖網(wǎng)一端和采摘部分連接在一起，另一端和儲果籃連接在一起。采摘部分把水果切斷，水果就會順著緩沖網(wǎng)進(jìn)入儲果籃內(nèi)。顧名思義，緩沖網(wǎng)的作用就是緩沖保護(hù)水果。儲果籃上設(shè)有2個搬運手柄，方便搬運。

圖2 采摘部分結(jié)構(gòu)圖

圖3 收集部分結(jié)構(gòu)圖

2.3 支撐桿結(jié)構(gòu)設(shè)計

支撐桿結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由4個伸縮桿組成，用戶可以通過調(diào)整伸縮桿的長度，來采摘不同高度的水果。伸縮桿1內(nèi)設(shè)有摘果機(jī)電源，尾端設(shè)有電源開關(guān)，伸縮桿1外設(shè)有一層防滑皮革。伸縮桿4一端焊接在采摘部分，伸縮桿直徑依次遞減，依次內(nèi)嵌安裝。

圖4 收集部分結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)語

本文設(shè)計的電動摘果機(jī)能有效地解決傳統(tǒng)摘果機(jī)存在的問題，該電動摘果機(jī)操作簡單，電動摘果機(jī)在使用時只需按壓電源開關(guān)，采摘部分即可開始工作，用戶可根據(jù)不同的水果高度來調(diào)節(jié)伸縮桿，以實現(xiàn)采摘，而采摘好的水果會順著緩沖網(wǎng)進(jìn)入儲果籃內(nèi)。該電動摘果機(jī)的弧形刀具在采摘時能有效避免損傷水果。同時，用電機(jī)帶動摘果機(jī)工作，減少了果農(nóng)的體力消耗，工作更持久。另外，采摘裝置和收集裝置連接在一起，大大提高了采摘水果的效率，避免了反復(fù)收桿。該摘果機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、效率高，具有一定的市場應(yīng)用價值。

［1］陳作模，葛文杰.機(jī)械原理［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［2］陳立德.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［3］劉鴻文.材料力學(xué)Ⅰ［M］.5版.北京：高等教育出版社，2010.

［4］朱冬梅，湯北瀾，何建英.畫法幾何及機(jī)械制圖［M］.北京：高等教育出版社，2008.