一种可换采摘头水果采摘器设计

姚佳

摘 要：为了解决现有水果采摘器功能单一、效率不高的问题，设计了一种可换采摘头水果采摘器，该水果采摘器可更换两种采摘头，方便抓取不同类型水果；采摘杆伸缩方便灵活，可进行不同高度水果采摘；具有果实收集和计数功能，方便果实的后期整理等特點。该水果采摘器结构简单，操作快捷，便于携带，实现了采摘收集计数一体化，可用于小型果园的水果采摘。

关键词：可换采摘头 多功能 水果采摘器 便携

中图分类号：S225.93 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（b）-0121-02

1 设计背景及意义

随着社会经济的发展，在我国广大的农村地区种植着各种各样的水果，这些水果的大量生产，提高了人民的生活质量，但水果的采摘一直是困扰果农的一个问题。我国水果种植地形复杂，虽有很多大型的水果采摘机械研究问世，应用范围有限，基本上是以人工采摘为主，存在效率低下、劳动量大以及易造成果实损伤的问题，针对这些问题，人们设计研发了各种水果采摘器，来满足广大果农对水果采摘器的需求。

当前国内的水果采摘器大致可以分为下面几类：（1）纯机械式采摘器；（2）刀片剪切果柄式采摘器；（3）电动控制采摘器。这3种水果采摘器有各自优缺点，纯机械式水果采摘器原理是利用手柄控制拉线从而控制采摘头，一般采摘头上面有固定的手爪，将水果固定后利用人力将水果拽下，但是存在容易拽断树枝和损伤水果的问题，且操作不便，效率也很低，比较适合小量的水果采摘[1]。刀片剪切式是通过手柄控制拉线从而控制刀片，利用刀片的剪切将水果柄剪切断，剪下的水果掉入收集水果装置中，但利用刀片剪切采摘容易损伤水果，不适合多汁易损类水果的采摘。电动控制式采摘器主要是由电动机驱动具有切剪功能的机械构件，电路元件装在剪切机构上，在有水果进入剪切机构时能完成水果柄的剪切，使水果脱离果树，此类产品技术先进，但是制造成本较高，操作不便，维护成本也较高，对于一般的水果采摘实用性不强[2]。

基于以上分析，本文设计了一款可换采摘头式水果采摘装置，具有采摘头换接方便、长度伸缩自如、可收集计数、成本低等特点，适用于农村小型果园的水果采摘。

2 可换采摘头水果采摘器的结构设计

本文设计的可换采摘头水果采摘器包含三大功能模块，设计图如图1所示，整个可换采摘头水果采摘器结构由剪动头（核心部分）、铝合金伸缩管、伸缩定位按钮、塑料手柄等组成。可以方便实现采摘头的更换和手柄长度的调节以及对果实进行计数，使用很方便。

该可换采摘头水果采摘器的结构设计简单，剪刀头锋利耐用；铝合金伸缩杆握杆舒适、结构轻巧携带起来省力方便，定位按钮可以对采摘器进行定位伸缩、长度调节、按下锁扣拉出伸缩管即可操作非常便捷，塑料手柄运用了防滑设计，握感非常舒适。各个尺寸如下：总长度：134cm；伸长后长度：170cm；剪刀头长度：8.5cm；强力三头抓长度：20cm；水果采摘器总重：1kg。下面具体介绍主要的功能模块。

2.1 转换头模块

这个模块是整个采摘器的核心，在水果采摘过程中起主导作用，当我们需要采摘表皮容易受到伤害的水果和小型水果时，就可以采用图2左边的采摘头。当我们需要采摘表皮比较不容易受到伤害的水果和大型水果时就可以采用图2右边的采摘头。当然不管是哪一个采摘头都是在一个手柄上面通过换采摘头实现两种采摘功能。实现了一柄多用。

2.2 伸缩模块

这个模块也是在采摘过程中必不可少的一部分，在采摘高树水果时有时会遇到果树太高的尴尬场面，我们设计的采摘器在铝合金伸缩管中含有伸缩铝片和弹簧组成的拉动装置，在采摘水果的过程中只需要对准水果，如果发现果树太高可以按下伸缩定位按钮使采摘器加长，最后轻轻按压手柄使剪动刀闭合实现水果的采摘，当不用时可以将水果采摘器收缩，携带起来非常方便，如图3所示。

2.3 计数模块

这个模块也是在采摘过程中的一个附加模块，它主要解决果农在日常操作时得计数问题，果实采摘后通过通道进入收集装置中，如图4所示，在收集箱下部放置一个触发式计数器开关，使果实掉落时受到重力的作用从而碰撞并按压它进行计数，从箱子外的计数器可以看出数值，在采摘的同时对果实进行了计数，提高了采摘效率。

3 主要创新点

该可换采摘头水果采摘器有以下创新点。

（1）在普通的单一水果采摘器基础上增添了转换头功能，方便快捷、成本低，实现了一柄多用。

（2）将固定笨拙的摘果器变成了灵活具有伸缩功能的多功能水果采摘器。

（3）果实收集功能与计数功能一体，提高了采摘效率。

4 结语

本文设计了一款可换采摘头式水果采摘装置，具有采摘头换接方便、长度伸缩自如、可收集计数、成本低等特点。

本文的设计解决了农村果园水果人工采摘中存在的问题，产品设计实用，插装方便，成本低。本设计具备很强的发展前景，在材料和结构上进一步优化设计，整个性能可以提高很多，将来可以设计加上一些附加功能，如增加水果的称重功能，可进一步提高产品的竞争力。

参考文献

[1] 熊文凯，顾晔，王伟雄.一种柑橘采摘器的设计探讨[J].南方农机，2018，49（9）：78-79.

[2] 马质璞，张抗，谭骥，等.一种新型单果采摘器的设计[J].机械设计与制造，2017（5）：252-255.