韓佳斌 蘇倩 安昱銘

摘 要：目前山地丘陵的水果采摘主要是使用采果剪手工采摘，存在采摘效率低、勞動強度大和高枝水果易掉落造成的內(nèi)外傷，影響果品的外觀等弊端。在廣泛調(diào)研的基礎上設計了一款簡易水果采摘裝置，包括驅(qū)動結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、定位結(jié)構(gòu)、切割裝置、收集裝置、伸縮桿六大部分。最終實現(xiàn)了高效率采摘高位水果的目標，且使用簡單，成本較低，適合于大面積推廣。

關(guān)鍵詞：水果采摘;驅(qū)動;定位;切割;收集

中圖分類號：S225.93 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.03.007

1 研究背景

我國是農(nóng)業(yè)大國，果樹業(yè)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分，果樹產(chǎn)值在我國農(nóng)業(yè)種植中僅次于糧、蔬菜居第三位。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，2003年全國果樹總面積943.67 hm2，總產(chǎn)量7551.5萬t，皆居世界第一，且人均占有量48 kg以上。其中柑橘產(chǎn)量1345萬t，占世界柑桔總產(chǎn)量的13%，居世界第三位，近20年來產(chǎn)量增長了8.43倍，是全球柑橘產(chǎn)量增長幅度最大的主產(chǎn)國。而在水果的生產(chǎn)作業(yè)中，收獲采摘是整個生產(chǎn)中最耗時、最費力的一個環(huán)節(jié)，需投入的勞力約占整個種植過程的50%～70%。目前國內(nèi)水果的采摘作業(yè)還比較傳統(tǒng)，仍需要爬樹或者借助梯子，然后再通過人工手持剪刀進行采摘。這種方式的勞動量大、危險性高、繁瑣且效率低，所以需要開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、便于攜帶、采摘效率高的簡易采摘水果裝置，減輕人力負擔。

2 采摘器的提出與思路

基于目前水果采摘效率普遍偏低的現(xiàn)狀，站在果農(nóng)的立場，結(jié)合水果采摘中存在的諸多問題以及機械設計的基本原理，主要的設計思路是：

（1）結(jié)構(gòu)簡單，體型小，便于攜帶，方便果農(nóng)在果園操作;

（2）在水果采摘過程中，能夠保證裝置對水果不造成損傷;

（3）對作品各結(jié)構(gòu)分配合理，各部分強度滿足要求，整體舒適美觀。

3 采摘頭的設計

本設備是依靠電機快速旋轉(zhuǎn)帶動刀片切割果柄進行采摘的。由于高處采摘存在定位困難的問題，設備設置了網(wǎng)罩式結(jié)構(gòu)，網(wǎng)罩式結(jié)構(gòu)由上下兩花瓣式平面即上鏤空板和下殼體以及中間螺柱連接，并用螺母固定。采摘時，通過將待采摘水果的果柄卡進瓣狀結(jié)構(gòu)的鏤空板間隙中進行定位，定位卡槽數(shù)為12個，當果柄進入間隙中間，與高速旋轉(zhuǎn)的刀片相互接觸時，即可切斷果柄，完成采摘。電機置于下側(cè)端打孔的柱體中，三根導線穿過孔分別進入套筒帽上的三個小孔，伸縮桿內(nèi)部為空心，是導線穿過與伸縮桿把手部的驅(qū)動裝置連接的通道（如圖所示）。

5 結(jié)論

此款柑橘采摘器具有如下特點：（1）以電機驅(qū)動、刀片旋轉(zhuǎn)切割的方式，對人力要求較小，采摘效率高;（2）采摘頭上鏤空板和帶殼體的下鏤空板用螺柱連接，便于刀片和電機的換取;（3）機、電、控一體化設計，結(jié)構(gòu)緊湊，易于攜帶;（4）裝置生產(chǎn)成本低廉，售價較低，具有較強推廣價值。

參考文獻：

[1]劉天湖.一種機械化水果采摘收集運輸系統(tǒng)及方法：中國，10291292.6[P].2012-08-01.

[2]李東峰.多功能果實采摘器：中國，ZL03235643.9[P].2004-03-03.

[3]劉鴻文.材料力學[M].北京：高等教育出版社，1992.