奚秀芳 韋紅美 蔣瑜 奚秀鳳

（1.廣西農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530007；2.百色職業(yè)學(xué)院，廣西 百色市 533000；3.南寧市良慶區(qū)那平小學(xué)，廣西 南寧 530000）

目前，水果的采摘主要還是依靠人工。人工采摘所需的成本在水果的整個生產(chǎn)成本中所占的比例相當大，且高枝水果的采摘還帶有一定的危險性。菠蘿是著名熱帶水果之一，在我國主要生長于廣東、海南、福建、廣西、云南等地，多集中在低丘陵地或者平地。菠蘿的莖短，葉多數(shù)，蓮座式排列，劍形，長40-90cm，寬4-7cm，頂端漸尖，全緣或有銳齒，果實生長于頂端。鑒于菠蘿的這種特點，人工采摘所需裝備要求更高?，F(xiàn)有的菠蘿采摘裝置均為大型裝置，裝置不方便攜帶，且大都不可拆卸組裝，價格也昂貴、操作困難，只適合有條件的大型菠蘿種植戶或者公司引進。而對于沒有條件配備菠蘿采摘裝置的農(nóng)戶，目前還是使用手工采摘的方式，手工采摘困難，需要彎腰使用刀割并用手抓取菠蘿，帶有銳齒的菠蘿株葉和果實容易劃傷人，且長久工作，腰部酸痛［1］，手部起繭疼痛，不利于菠蘿采摘高效、省力和快速進行。鑒于菠蘿采摘存在的種種問題，本文設(shè)計了一種采摘菠蘿裝置，該裝置是定位于一般種植戶，該裝置結(jié)構(gòu)簡單，小型、輕便、靈活、造價低，適合平地和山地使用，是一款經(jīng)濟實用的采摘裝置，與傳統(tǒng)的手工勞作相比省時省力。

1 裝置總體設(shè)計

裝置的總體設(shè)計主要包括采摘網(wǎng)、具有防掉功能的采摘剪刀裝置、除雜枝裝置、操作裝置四大構(gòu)件，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 整體俯視圖

1.1 采摘剪刀裝置

采摘剪刀［2］裝置由采摘剪刀圖2組成，主要起剪斷菠蘿桿徑的作用，為了能擋住菠蘿，把剪刀口的另一端加工成面積在剪刀合攏時面直徑略大于采摘網(wǎng)（1）直徑，起防止菠蘿掉下的作用（如圖3所示）。

圖2 采摘剪刀裝置仰視圖

圖3 具有防掉功能的采摘剪刀裝置俯視圖

兩片采摘剪刀中間通過螺栓活動連接，兩片剪刀的操作部分中間裝有彈簧，在彈簧力的作用下可自動張開采摘剪刀，以達到人工省力的目的，通過張開和合攏兩片剪刀，達到剪切斷菠蘿桿徑的目標，實現(xiàn)菠蘿的采摘。采摘剪刀裝置兩片剪刀口邊做有固定環(huán)（202），內(nèi)設(shè)有橡膠帶，橡膠帶長度等于固定環(huán)（202）到固定扣一（203）之間長度，且等于兩片剪刀合攏時固定環(huán)（202）到固定扣二（204）的長度。當使用采摘裝置時，橡膠帶置于固定環(huán)（202）與固定扣一（203）之間，當不使用采摘裝置時，橡膠帶置于固定環(huán)（202）與固定扣（204）之間，避免剪刀發(fā)生誤動作合攏誤傷到人。

把圖2 所示采摘剪刀加工成圖3 所示具有防掉功能的采摘剪刀裝置（3），在采摘剪刀口另一端做成防掉左板（301）和防掉右板（302），左板（301）和右板（302）合攏時面直徑略大于采摘網(wǎng)（1）直徑。

1.2 操作裝置

操作裝置（如圖4 所示）是雙手握住的部分，用于對采摘剪刀的張開和合攏的控制，且操作裝置設(shè)為可升降（如圖5 所示）的功能，以實現(xiàn)不同高度的人使用該采摘裝置。

圖4 操作裝置

圖5 升降裝置

操作裝置（4）可進行升降，升降結(jié)構(gòu)如圖5 所示，底端兩側(cè)均固定連接設(shè)有安裝孔（402），操作裝置（4）頂端一側(cè)固定連接設(shè)有控制器（401），即開關(guān)，用于控制除雜枝裝置（5）的小馬達，操作裝置（4）的安裝孔（402）和帶有防掉功能的采摘剪刀裝置（2）操作部分安裝孔（201）通過螺栓固定連接，如圖1 所示。

1.3 采摘網(wǎng)裝置

采摘網(wǎng)的作用是把菠蘿置于里面，當采摘剪刀剪斷菠蘿桿徑時，采摘網(wǎng)擋住菠蘿，不讓菠蘿掉下。采摘網(wǎng)裝置如圖6 所示。采摘網(wǎng)（1）開口端一側(cè)接出一安裝桿，與操作裝置（4）連接位置部分的一個小方形小孔鑲嵌，使得采摘網(wǎng)（3）不會旋轉(zhuǎn)。

圖6 采摘網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

1.4 除雜枝裝置

除雜枝裝置（5）頂端固定連接設(shè)有旋轉(zhuǎn)板（501），旋轉(zhuǎn)板（501）兩端固定連接設(shè)有刀片（502），旋轉(zhuǎn)板（501）中間下表面活動連接設(shè)有小型馬達（503），小型馬達（503）底端固定連接設(shè)有安裝塊（504），安裝塊（504）底端固定連接設(shè)有固定孔（505），且與采摘網(wǎng)（1）頂端固定孔（505）通過螺釘活動連接，在安裝塊（504）處留有兩個孔，用于給小馬達插上電源；除雜枝裝置如圖7 所示。簡言之，除雜枝裝置固定在采摘網(wǎng)上方，由小馬達帶動兩邊裝有刀片的旋轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)動，帶動刀片旋轉(zhuǎn)，以達到除雜枝的功能，小馬達的開關(guān)置于操作裝置的把手上。

圖7 除枝裝置

2 裝置安裝

將具有防掉功能的采摘剪刀裝置操作部分安裝孔（201）與操作裝置（4）底端兩側(cè)的安裝孔（402）通過螺栓固定連接；操作裝置（4）連接位置部分的一個小方形小孔與采摘網(wǎng)（1）的一端桿（3）鑲嵌，且均為方形，使得采摘網(wǎng)（3）不會旋轉(zhuǎn)；除雜枝裝置（5）安裝在采摘網(wǎng)（1）頂端，將安裝孔（504）卡入安裝槽（101）內(nèi)，將安裝孔（504）旋入安裝槽（101）一側(cè)，在用螺釘穿過固定孔（505）固定除雜枝裝置（5），小馬達的開關(guān)設(shè)在操作裝置的（401）位置上；當菠蘿果樹樹枝不茂盛或者萎枯，雜草也不阻擋采摘時，可扭松螺釘把除雜枝裝置拆下來。采摘剪刀操作端裝置有具有升降功能的操作裝置，操作裝置的把手上裝有除雜枝裝置的控制開關(guān)。

3 工作原理

在進行菠蘿采摘時，給小型馬達（503）插上電源，把橡膠從固定扣二（204）取下，置于固定扣一（203）位置上，在彈簧力作用下，具有防掉功能的采摘剪刀（2）和操作裝置（4）張開，雙手緊握操作裝置（4）兩端，按下控制器（401），即開關(guān)，小型馬達（503）轉(zhuǎn)動，拖動旋轉(zhuǎn)板（501）旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)板（501）帶動兩端刀片（502）旋轉(zhuǎn)進行雜枝剪切，使裝置放到指定采摘位置不受阻礙，再將采摘網(wǎng)（1）罩在菠蘿上方，將操作裝置（4）合攏，具有防掉功能的采摘剪刀（2）同時合攏，使具有防掉功能的采摘剪刀（2）將菠蘿桿徑剪斷，且擋住菠蘿，不讓菠蘿掉下，然后把整個采摘裝置移動到指定位置（如收集框），松開操作裝置，采摘剪刀在彈簧力的作用下自動張開，使菠蘿掉落到指定位置上，實現(xiàn)采摘功能。在不使用裝置時，將橡膠帶從固定扣一（203）上取下，固定到固定扣二（204）上，使采摘剪刀（2）閉合，不易傷人。

4 小結(jié)

菠蘿采摘是生產(chǎn)中的一個非常重要的環(huán)節(jié)，但目前我國的菠蘿采摘機械化程度不高，且種植地形地貌不一，導(dǎo)致我國菠蘿采摘工作主要還是依靠人工完成［3，4］，作業(yè)勞動強度大，作業(yè)質(zhì)量難以保證。本文的便攜式菠蘿采摘裝置總體設(shè)計方案，裝置結(jié)構(gòu)簡單，小型、輕便、靈活、容易操作，造價低，適合在不同的地貌類型使用，為一般農(nóng)戶實現(xiàn)便攜、高效的菠蘿采摘提供了可能。同時，該裝置也可用于其他植株果蔬，比如西蘭花的采摘等。