馬秉政 宋巖 陳天慶 侯浩南

摘? 要：為了進(jìn)一步改進(jìn)紅棗采摘機(jī)的機(jī)械效率，針對人工采收效率較低，設(shè)計(jì)了一款效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、造價(jià)低廉且具有良好推廣應(yīng)用價(jià)值的收棗裝置，在一定程度上提高了紅棗的摘采效率，減少人工使用成本。

關(guān)鍵詞：大棗;裝置;推廣

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）09-0045-02

Abstract： In order to further improve the mechanical efficiency of jujube picking machine， a jujube harvesting device with high efficiency， simple structure， convenient use， low cost and good popularization and application value was designed for manual harvesting efficiency. To a certain extent， the picking efficiency of jujube was improved and the cost of manual use was reduced.

Keywords： jujube; device; popularization

當(dāng)今，我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面已經(jīng)邁入機(jī)械化、智能化時(shí)代。我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化行業(yè)的規(guī)模越來越大，種類也越來越齊全，但在小規(guī)模種植特別是采摘過程中面臨著更大的困難和挑戰(zhàn)。紅棗的主要產(chǎn)區(qū)在我國黃河流域的山東、河北、河南、山西、陜西五省，2015年，紅棗種植區(qū)域增加到22個(gè)省區(qū)市，紅棗采摘工作量巨大，需要借助機(jī)器人手段進(jìn)一步提高效率和保證質(zhì)量。因此，農(nóng)業(yè)科學(xué)家針對當(dāng)前紅棗摘采機(jī)器人進(jìn)行了優(yōu)化改造，提高紅棗的摘采效率。為進(jìn)一步設(shè)計(jì)和改進(jìn)當(dāng)今摘采機(jī)器人，設(shè)計(jì)了一款新型的轉(zhuǎn)齒梳刷式收棗裝置，并對紅棗摘采機(jī)器人的現(xiàn)狀和不足進(jìn)行了分析。

1 紅棗采摘研究現(xiàn)狀

紅棗這一紅色產(chǎn)品，已越來越受世人青睞，我國西北農(nóng)業(yè)地區(qū)，大量種植紅棗經(jīng)濟(jì)作物，供人們鮮食或加工成干果， 目前僅我國新疆地區(qū)種植面積已達(dá)600萬畝，全國約2000萬畝，且種植面積今后將有增無減。我國果農(nóng)收獲紅棗主要依靠人工手摘、借助云梯或直接用竹竿（木棍）敲下來，這幾種人工采摘的方式，缺點(diǎn)很明顯，費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)力。一方面，人工手摘容易劃傷身體，竹竿敲擊落到地面上的棗又會(huì)因?yàn)槭艿阶矒簦馐艿綋p傷，容易腐爛，而且落在地面上，也不衛(wèi)生。另一方面，人工采摘的效率低，且近年來人工成本逐年增加。因此，設(shè)計(jì)一臺(tái)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、造價(jià)低廉的收棗裝置尤為重要。

現(xiàn)有的技術(shù)中，新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究了4YS-24型紅棗收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，主要依據(jù)機(jī)械振動(dòng)的果實(shí)脫落的原理，即由機(jī)械手（震動(dòng)頭）抓住樹干，通過震動(dòng)，搖落果實(shí)。其振動(dòng)由偏心機(jī)構(gòu)產(chǎn)生，傳動(dòng)方式為液壓傳動(dòng)。塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院研究了氣吸式紅棗收獲機(jī)，該機(jī)主要由吸管、風(fēng)機(jī)、三通管道、分選管道、收集框、機(jī)架、集雜袋等組成。但是4YS-24價(jià)格昂貴，在推廣上具有很大的難度，氣吸紅棗收獲機(jī)在理論上能對紅棗進(jìn)行很好的收集清選，但需要人工操作，步驟繁雜，自動(dòng)化程度較低。張合安設(shè)計(jì)的一種雙向摘棗器，雖然避免了人工采摘時(shí)被劃傷的風(fēng)險(xiǎn)，但依舊主要依靠人工操作，沒能降低人工成本，采摘效率提高的程度相對較小。

根據(jù)目前現(xiàn)狀，紅棗摘采機(jī)仍存有一定的缺陷，使得紅棗摘采機(jī)摘采技術(shù)停留于目前現(xiàn)狀。

國外設(shè)備比較成熟，但價(jià)格相對較昂貴，而且紅棗采摘周期不長，制約了紅棗摘采機(jī)器人的工作時(shí)間，因此機(jī)器設(shè)備的利用率相對較低，并且紅棗摘采機(jī)器人主要是針對廣大農(nóng)民，因此，需要較高的可操作性以及安全可靠性，才能更好的為果農(nóng)使用。在紅棗摘采機(jī)器人的推廣過程中，只有當(dāng)使用機(jī)器人的成本低于果農(nóng)人工成本時(shí)，果農(nóng)才可能會(huì)選用機(jī)器人進(jìn)行工作，因此，成本太高也成為制約紅棗摘采機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵性因素。

為此，針對現(xiàn)有收棗裝置存在的缺陷，設(shè)計(jì)一款新型收棗裝置，將人類從繁瑣的勞務(wù)中解放出來，提高工作效率已經(jīng)成為市場的需求。

2 轉(zhuǎn)齒梳刷式收棗裝置工作原理

本裝置是毛刷式收棗裝置，裝置底部為背架，背架上套有背帶，背架底部有兩個(gè)普通輪子和一個(gè)萬向輪。因此，本裝置既可由人工背著進(jìn)行作業(yè)，也可在地面上滑行進(jìn)行作業(yè)，使得裝置可適應(yīng)各種復(fù)雜的地形。在裝置滑行作業(yè)時(shí)，使用者既可以通過萬向輪調(diào)整方向，又可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)剎車。轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸能夠?qū)崿F(xiàn)上方裝置方向的任意調(diào)節(jié)。使用者可以通過調(diào)節(jié)扭動(dòng)開關(guān)方便、舒適地調(diào)節(jié)拉桿長度，并在萬向軸的上面加螺絲可以手握桿可以拆卸，并在收集裝置下加收集管，從而滿足更多的實(shí)際需求，體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)理念。本裝置采用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力來源，利用齒輪嚙合將電極的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到中心旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得裝置運(yùn)行。減速器通過齒數(shù)少的齒輪嚙合齒數(shù)多的大齒輪，從而達(dá)到減速的目的。當(dāng)輪齒盤低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相鄰兩組毛刷接觸到棗時(shí)，因棗的直徑小于轉(zhuǎn)齒盤的間距，不同轉(zhuǎn)軸上兩根相鄰的毛刷便會(huì)把棗刷落，并且可以使棗葉和細(xì)枝條通過此間距。此外，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)齒盤的組數(shù)本裝置可以根據(jù)紅棗的大小對紅棗進(jìn)行分類。毛刷具有良好的韌性，且表面硬度相對金屬材料更低，對棗的表面損害較小。整個(gè)裝置通過蓄電池提供能量。

3 紅棗采摘推廣價(jià)值

棗樹在我國大面積經(jīng)濟(jì)栽培主要在山東，河北，河南，山西，陜西五省的黃河流域，近年來安徽、甘肅、湖南、湖北發(fā)展很快。由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特色農(nóng)業(yè)的建立，棗樹種植成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一條新的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，棗樹產(chǎn)業(yè)已呈現(xiàn)出區(qū)域化布局、規(guī)?；l(fā)展、多種栽培模式盡顯其效的新格局。各地根據(jù)自己不同的情況確立了不同的棗樹種植面積，為農(nóng)民增加了經(jīng)濟(jì)收入。隨著棗樹種植面積的增加，其機(jī)械化作業(yè)在棗樹的栽培中的重要性逐漸顯現(xiàn)?？梢灶A(yù)見到，再過幾年，新種植的果樹進(jìn)入盛果期后，水果采收作業(yè)將會(huì)出現(xiàn)因勞動(dòng)力短缺、采收不及時(shí)，而直接影響果品質(zhì)量和造成大量損失的問題。

本產(chǎn)品可以成為棗農(nóng)在大棗采收過程中的一大助力，減少人工工作部分，降低大棗收獲成本，提高工作效率，適應(yīng)性廣。與現(xiàn)有其他大棗收獲機(jī)械相比，成本較低，操作簡單，便于維護(hù)，推廣使用價(jià)值很高。

目前我國對紅棗采摘機(jī)器人的研究還處于初級階段，而且采摘機(jī)器人的工作性能還需要進(jìn)一步完善，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，我國的紅棗摘采機(jī)器人的技術(shù)水平一定會(huì)更上一層樓，為我國的農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的發(fā)展提供更加廣闊的平臺(tái)。

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