一種葉類采摘裝置設(shè)計(jì)*

孫宇婕，張善文

(揚(yáng)州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

0 引言

樹葉雖然外觀粗糙，但所含有的營養(yǎng)成分并不低，一些樹木的樹葉具有藥用、食用或飼料用途，或可作為生物化工原料用于提取具有一定經(jīng)濟(jì)價值的有效成分[1-3]。比如，銀杏葉就具有極高的藥用價值，對許多疾病的治療具有積極的作用，而目前銀杏葉采摘機(jī)械很少，人工采摘不僅效率低、危險系數(shù)高、浪費(fèi)嚴(yán)重，而且對母樹傷害大[4，5]。因此，有必要設(shè)計(jì)一種靈活方便、工作效率高的葉類采摘裝置。本文為提高葉類采摘裝置工作性能，設(shè)計(jì)了一種高枝葉類采摘裝置，并對其結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹。

1 葉類采摘裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

葉類采摘裝置主要由行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、采摘裝置和收集裝置四大部分組成，依次完成行走、升降、采摘、收集的功能，其總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1-行走機(jī)構(gòu)；2-升降機(jī)構(gòu)；3-采摘裝置；4-收集裝置

1.1 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖2為行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。行走機(jī)構(gòu)中包括桁架式車架1、車輪2和蓄電池儲存箱3。車輪2和蓄電池儲存箱3通過螺栓安裝在桁架式車架1上，蓄電池儲存箱3設(shè)置在桁架式車架1的底端。

1.2 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖3為升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。升降機(jī)構(gòu)中包括液壓缸1、折疊式支持腿2和升降臺3。折疊式支持腿2通過銷釘固定連接在桁架式車架上，液壓缸1通過銷釘安裝在兩側(cè)折疊式支持腿2內(nèi)部，升降臺3通過螺栓固定連接在折疊式支持腿2上。

1-桁架式車架；2-車輪；3-蓄電池儲存箱 1-液壓缸；2-折疊式支持腿；3-升降臺

1.3 采摘裝置設(shè)計(jì)

圖4為采摘裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。采摘裝置中包括第一擋板1、導(dǎo)軌2、第一氣缸3、第二氣缸4、樹枝勾5、第二擋板6、樹葉刷7、連接板8、軸承座9和電機(jī)10。第一擋板1通過螺栓固定安裝在升降臺上，導(dǎo)軌2固定設(shè)置在升降臺上，第一氣缸3通過螺栓固定安裝在第一擋板1上，第二氣缸4水平安裝在導(dǎo)軌2上與第一氣缸3固定相連，樹枝勾5安裝在第二氣缸4上，第二擋板6焊接在第一擋板1上，樹葉刷7安裝在第一擋板1上，連接板8通過螺栓固定安裝在第一擋板1上并通過軸承座9與樹葉刷7頂部軸相連，電機(jī)10安裝在升降臺底部與樹葉刷7底部軸相連。

1-第一擋板；2-導(dǎo)軌；3-第一氣缸；4-第二氣缸；5-樹枝勾；6-第二擋板；7-樹葉刷；8-連接板；9-軸承座；10-電機(jī)

1.4 收集裝置設(shè)計(jì)

圖5為收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。收集裝置中包括收集箱1、樹葉篩2、收集箱蓋3、吸葉管4、風(fēng)扇5、螺母6、上防塵板7、電機(jī)8、電機(jī)支架9和下防塵板10。收集箱1放在桁架式車架上，樹葉篩2安裝在收集箱1底部上方一定距離處，吸葉管4安裝在收集箱1與升降臺中間，收集箱蓋3放在收集箱1上，電機(jī)支架9通過螺栓固定安裝在收集箱蓋3底部，下防塵板10通過螺栓固定安裝在電機(jī)支架9上，電機(jī)8固定安裝在電機(jī)支架9上，風(fēng)扇5通過螺母6與電機(jī)8相連，上防塵板7通過螺栓固定安裝在收集箱蓋3頂端。

1-收集箱；2-樹葉篩；3-收集箱蓋；4-吸葉管；5-風(fēng)扇；6-螺母；7-上防塵板；8-電機(jī)；9-電機(jī)支架；10-下防塵板

2 葉類采摘裝置工作過程

葉類采摘裝置具體工作過程如下：如圖1所示行走機(jī)構(gòu)1完成裝置前后左右的移動，升降機(jī)構(gòu)2完成采摘裝置的上下移動，采摘裝置3與收集裝置4間通過吸葉管相連，采摘裝置3中第一氣缸傳遞水平于導(dǎo)軌的驅(qū)動力，第二氣缸傳遞垂直于導(dǎo)軌的驅(qū)動力，從而樹枝勾在第一氣缸和第二氣缸的作用下完成左右滑動和上下升降功能，通過樹枝勾將樹枝勾到樹葉刷中間，通過樹葉刷的連續(xù)相切旋轉(zhuǎn)，使得樹葉在扭力的作用下自然脫落，從第二擋板底部的錐形結(jié)構(gòu)中滑落至升降臺底部圓孔內(nèi)，通過吸葉管吸到收集裝置4中，完成葉片的采摘與收集。

3 結(jié)束語

為了提高葉類采收的工作效率、降低工作強(qiáng)度，提出了一種新型高枝樹葉采摘裝置，并對其結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了介紹。該葉類采摘裝置主要由行走機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、采摘裝置和收集裝置組成，工作原理清晰，具有靈活方便、結(jié)構(gòu)緊湊、工作效率較高等優(yōu)點(diǎn)。