水果采摘装置的设计研究与应用推广

朱洪辉 霍英杰

摘要：随着时代的发展，现代农业向着机械化的时代发展，机械正在逐渐代替人们原始的劳动工具和原始的劳动方法，而且现代农业正呈现着前所未有的发展潜力，机械化的农业时代具有效率高、安全、便捷的特点。很多果农他们用自己朴实的劳动为现代大城市的人们培育了大量的优质水果，但是一直以来在很多地方，人们还用着原始的人工采摘方法，现代的大型采摘机器又太过昂贵，人们在考虑自己的经济利益的同时不得不放弃机械采摘的高效率方法。鉴于大多数农民不能承受大量的经济压力，从而设计简易的水果采摘机，方便农民采摘水果，也提高了农民的工作效率。

关键词：水果采摘装置、机械设计、水果采摘机、机械化、自动化

一、水果采摘装置介绍

现在市面上的水果采摘机品种繁多，已申请专利的有二十个左右，每个产品有各自的特点，价格也大相径庭，人们有很多的选择余地;电动、手动、自动的，但是大多数体积都比较笨重，人本在采摘过程中有不适应感。简易水果采摘机的原理很简单，和剪刀的原理是相同的杠杆原理。人们用手里的手柄就可以简单的采摘果树高处的水果，结构简单，容易操作，安全舒适，可以实现不同高度和不同大小水果的采摘，而切还可以执行水果套袋任务，同时把执行机构的支架用作喷洒农药的支撑结构，实现了多用途。如果投放市场可以成为果农的好选择。该简易水果采摘机也有不足的地方，结构简单，是非自动的。如果人们举着时间过长会有疲劳酸痛的感觉，而且水果在输送带里面可能会有擦伤，损坏水果造成不必要的经济的损失。

该水果采摘机最大的特点就是简易、方便、便宜、该水果采摘机结构简单，其中包括操作手柄，工作杆，反弹弹簧，执行机构架，手柄架，执行采摘刀片，水果运送带。其中执行机构架和运动杆是可伸缩杆，用以满足不同高度的采摘任务。当果农驱动操作手柄的时候，根据杠杆原理，可驱使执行采摘刀片进行剪切，水果被剪切后，顺着用棉质材料制成的水果运送带掉进水果筐里面。棉质的水果运送带可保证水果表面不受摩擦，从而保证了水果的质量和质地。

通过简易水果采摘机可以实现简单方便地采摘任务，而且要实现不同高度的水果采摘任务;对于不同大小的水果也要有不同的水果采摘口来适应不同大小水果的采摘，为保证水果鲜美和不被昆虫破坏，该采摘机在换掉说过采摘刀片的时候，可以实现水果套袋;换上农药喷头的时候还可以实现高位水果喷洒农药的完成。当设计更多到头的时候可以实现不同水果用一种机器采摘，真正实现多用途，提高农民的工作效率和现代农业的机械化程度。

与以前的水果采摘机相比，该型水果采摘机有简单、容易操作、价格便宜、用途较多，机器采摘对水果的损伤小，机器材质都用塑料制成，轻便，采摘效率高而且到头等可以进行二次更换，产品的利用率提高。

二、设备工作原理及设计图

1、工作原理及工作原理图：

该水果采摘机结构简单，其中包括操作手柄，工作杆，反弹弹簧，执行机构架，手柄架，执行采摘刀片，水果运送带。其中执行机构架和运动杆是可伸缩杆，用以满足不同高度的采摘任务。当果农驱动操作手柄的时候，根据杠杆原理，可驱使执行采摘刀片进行剪切，水果被剪切后，顺着用棉质材料制成的水果运送带掉进水果筐里面。棉质的水果运送带可保证水果表面不受摩擦，从而保证了水果的质量和质地。当果农把采摘刀片更换为套袋装置，便可以进行水果的套袋工作，方便快捷，效率高。同时果农也可以用采摘机的执行架作为支架进行农药喷洒工作，综上所诉，该简易型水果采摘机实现了农业生产中的不同工作的集中化。

N=3，     ph=4   所以：该执行机构的自由度为：f=3x3—2x4=1

即该机构具有唯一的运动方式一般水果树的高度在3—4米之间，所以该机构操作杆的长度也应该设置在该高度范围左右，又由于執行杆和支撑杆都市可伸缩杆，所以该产品的正常状态下的长度为1米左右。这两个杆设置为四个短节，拉长后可达到果树的高度。对于水果运送带，由于它必须通到地面且为防止与地面发生严重的碰撞，所以运送带要比执行杆长1米左右，即就是运送带在5米左右的长度。到头的直径要比一般水果大，设置为12cm左右即可。

三、应用前景及效益分析

大中小型果园的水果采摘，对于苹果、桃子、鸭梨、杏、李子等类球形水果的采摘，水果树木高大，高位水果不易采摘，人工采摘费时费力的情况下，均可使用该简易型水果采摘机。

本项目如制作成产品，其制作成本主要有：

1.根据产品可能的外形尺寸，定制出产品的基础结构。市场价约600元。

2.零部件机加工，市场价约600元

3.标准件购买费用，市场价约300元

综上，单个作品成本可控制在1500元以内，效益较为可观。

参考文献：

[1]徐斌，便携式水果分级采摘器的原理及应用。内蒙：《现代农业科技》2007年第13期

[2]卢伟; 宋爱国; 蔡健荣; 孙海波; 陈晓颖，采摘机器人结构设计及运动学算法。东南大学学报（自然科学版），2011年1月。