水果采摘裝置的設(shè)計研究與應(yīng)用推廣

朱洪輝 霍英杰

摘要：隨著時代的發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)向著機(jī)械化的時代發(fā)展，機(jī)械正在逐漸代替人們原始的勞動工具和原始的勞動方法，而且現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正呈現(xiàn)著前所未有的發(fā)展?jié)摿Γ瑱C(jī)械化的農(nóng)業(yè)時代具有效率高、安全、便捷的特點(diǎn)。很多果農(nóng)他們用自己樸實(shí)的勞動為現(xiàn)代大城市的人們培育了大量的優(yōu)質(zhì)水果，但是一直以來在很多地方，人們還用著原始的人工采摘方法，現(xiàn)代的大型采摘機(jī)器又太過昂貴，人們在考慮自己的經(jīng)濟(jì)利益的同時不得不放棄機(jī)械采摘的高效率方法。鑒于大多數(shù)農(nóng)民不能承受大量的經(jīng)濟(jì)壓力，從而設(shè)計簡易的水果采摘機(jī)，方便農(nóng)民采摘水果，也提高了農(nóng)民的工作效率。

關(guān)鍵詞：水果采摘裝置、機(jī)械設(shè)計、水果采摘機(jī)、機(jī)械化、自動化

一、水果采摘裝置介紹

現(xiàn)在市面上的水果采摘機(jī)品種繁多，已申請專利的有二十個左右，每個產(chǎn)品有各自的特點(diǎn)，價格也大相徑庭，人們有很多的選擇余地;電動、手動、自動的，但是大多數(shù)體積都比較笨重，人本在采摘過程中有不適應(yīng)感。簡易水果采摘機(jī)的原理很簡單，和剪刀的原理是相同的杠桿原理。人們用手里的手柄就可以簡單的采摘果樹高處的水果，結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，安全舒適，可以實(shí)現(xiàn)不同高度和不同大小水果的采摘，而切還可以執(zhí)行水果套袋任務(wù)，同時把執(zhí)行機(jī)構(gòu)的支架用作噴灑農(nóng)藥的支撐結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了多用途。如果投放市場可以成為果農(nóng)的好選擇。該簡易水果采摘機(jī)也有不足的地方，結(jié)構(gòu)簡單，是非自動的。如果人們舉著時間過長會有疲勞酸痛的感覺，而且水果在輸送帶里面可能會有擦傷，損壞水果造成不必要的經(jīng)濟(jì)的損失。

該水果采摘機(jī)最大的特點(diǎn)就是簡易、方便、便宜、該水果采摘機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，其中包括操作手柄，工作桿，反彈彈簧，執(zhí)行機(jī)構(gòu)架，手柄架，執(zhí)行采摘刀片，水果運(yùn)送帶。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)架和運(yùn)動桿是可伸縮桿，用以滿足不同高度的采摘任務(wù)。當(dāng)果農(nóng)驅(qū)動操作手柄的時候，根據(jù)杠桿原理，可驅(qū)使執(zhí)行采摘刀片進(jìn)行剪切，水果被剪切后，順著用棉質(zhì)材料制成的水果運(yùn)送帶掉進(jìn)水果筐里面。棉質(zhì)的水果運(yùn)送帶可保證水果表面不受摩擦，從而保證了水果的質(zhì)量和質(zhì)地。

通過簡易水果采摘機(jī)可以實(shí)現(xiàn)簡單方便地采摘任務(wù)，而且要實(shí)現(xiàn)不同高度的水果采摘任務(wù);對于不同大小的水果也要有不同的水果采摘口來適應(yīng)不同大小水果的采摘，為保證水果鮮美和不被昆蟲破壞，該采摘機(jī)在換掉說過采摘刀片的時候，可以實(shí)現(xiàn)水果套袋;換上農(nóng)藥噴頭的時候還可以實(shí)現(xiàn)高位水果噴灑農(nóng)藥的完成。當(dāng)設(shè)計更多到頭的時候可以實(shí)現(xiàn)不同水果用一種機(jī)器采摘，真正實(shí)現(xiàn)多用途，提高農(nóng)民的工作效率和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的機(jī)械化程度。

與以前的水果采摘機(jī)相比，該型水果采摘機(jī)有簡單、容易操作、價格便宜、用途較多，機(jī)器采摘對水果的損傷小，機(jī)器材質(zhì)都用塑料制成，輕便，采摘效率高而且到頭等可以進(jìn)行二次更換，產(chǎn)品的利用率提高。

二、設(shè)備工作原理及設(shè)計圖

1、工作原理及工作原理圖：

該水果采摘機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，其中包括操作手柄，工作桿，反彈彈簧，執(zhí)行機(jī)構(gòu)架，手柄架，執(zhí)行采摘刀片，水果運(yùn)送帶。其中執(zhí)行機(jī)構(gòu)架和運(yùn)動桿是可伸縮桿，用以滿足不同高度的采摘任務(wù)。當(dāng)果農(nóng)驅(qū)動操作手柄的時候，根據(jù)杠桿原理，可驅(qū)使執(zhí)行采摘刀片進(jìn)行剪切，水果被剪切后，順著用棉質(zhì)材料制成的水果運(yùn)送帶掉進(jìn)水果筐里面。棉質(zhì)的水果運(yùn)送帶可保證水果表面不受摩擦，從而保證了水果的質(zhì)量和質(zhì)地。當(dāng)果農(nóng)把采摘刀片更換為套袋裝置，便可以進(jìn)行水果的套袋工作，方便快捷，效率高。同時果農(nóng)也可以用采摘機(jī)的執(zhí)行架作為支架進(jìn)行農(nóng)藥噴灑工作，綜上所訴，該簡易型水果采摘機(jī)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的不同工作的集中化。

N=3， ? ? ph=4 ? 所以：該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的自由度為：f=3x3—2x4=1

即該機(jī)構(gòu)具有唯一的運(yùn)動方式一般水果樹的高度在3—4米之間，所以該機(jī)構(gòu)操作桿的長度也應(yīng)該設(shè)置在該高度范圍左右，又由于執(zhí)行桿和支撐桿都市可伸縮桿，所以該產(chǎn)品的正常狀態(tài)下的長度為1米左右。這兩個桿設(shè)置為四個短節(jié)，拉長后可達(dá)到果樹的高度。對于水果運(yùn)送帶，由于它必須通到地面且為防止與地面發(fā)生嚴(yán)重的碰撞，所以運(yùn)送帶要比執(zhí)行桿長1米左右，即就是運(yùn)送帶在5米左右的長度。到頭的直徑要比一般水果大，設(shè)置為12cm左右即可。

三、應(yīng)用前景及效益分析

大中小型果園的水果采摘，對于蘋果、桃子、鴨梨、杏、李子等類球形水果的采摘，水果樹木高大，高位水果不易采摘，人工采摘費(fèi)時費(fèi)力的情況下，均可使用該簡易型水果采摘機(jī)。

本項(xiàng)目如制作成產(chǎn)品，其制作成本主要有：

1.根據(jù)產(chǎn)品可能的外形尺寸，定制出產(chǎn)品的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。市場價約600元。

2.零部件機(jī)加工，市場價約600元

3.標(biāo)準(zhǔn)件購買費(fèi)用，市場價約300元

綜上，單個作品成本可控制在1500元以內(nèi)，效益較為可觀。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐斌，便攜式水果分級采摘器的原理及應(yīng)用。內(nèi)蒙：《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技》2007年第13期

[2]盧偉; 宋愛國; 蔡健榮; 孫海波; 陳曉穎，采摘機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及運(yùn)動學(xué)算法。東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011年1月。