4SZD型山地电动酸枣收获机的设计与试验

张亚振 陈林 张秀平 徐志杰

（河北省农业机械化研究所有限公司 河北 石家庄 050051）

我国北方酸枣一般以野生居多，树形小，但由于树枝上有很多的刺，不利于采摘。北方酸枣的主要用途是取酸枣仁入药，对果皮及果肉的完整性要求并不高[1]。一般会采取将树枝打落后人工捡拾的方法，作业效率低，人工成本高。目前国内已经有平原大田种植酸枣树作业的震动式、气吸式采摘机械，大大提高了采摘效率，但不适用于山区、丘陵地带及大型机械无法进入的地块作业[2]。4SZD型山地电动酸枣收获机对于满足现阶段山地酸枣收获的需求、提高山地酸枣收获机械化程度具有重要意义。

1 整机布局与工作原理

4SZD型山地电动酸枣收获机为手扶式收获机，主要结构是由集料器、集料箱、车体、打枣器等组成，如图1所示。

集料器位于集料箱的上方，可以收展，能够将酸枣树上掉落的酸枣进行收集。车体位于集料箱的下方，借助驱动电机可将安装在车体上的小轮带动整机进行驱动行走。打枣器挂在车体旁，方便被工作人员拿起使用。

酸枣收获机的工作原理：启动机具的驱动电机，将机具行驶至所需收获的酸枣树下；再控制聚拢状态下的集料器展开，将树干抱紧；工作人员手持打枣器对酸枣树的树枝进行抽打，将酸枣打落至集料器上并滑落至集料箱中；待收完后收拢集料器，便可离开该酸枣树，完成整个工作过程。

图2 集料器的局部示意图（图1中局部A放大）

2 关键部件的设计

2.1 集料器的设计。集料器是整个酸枣收获机中十分重要的部件，是实现酸枣收集并导向至集料箱的关键部件。设计的集料器通过一根轴固定在集料箱的上方，主要结构是由收展套、收展布、收展杆、支撑杆、固定杆、带有弧形滑轨的收展盘、推拉杆及推拉杆的牵引组件等组成，如图2所示。

收展杆上设置有树干夹，收展杆与推拉杆之间借助铰接杆连接并形成曲柄连杆机构；固定杆固定于收展盘的最后端；支撑杆处于收展杆和固定杆之间，对收展布起辅助支撑的作用；收展盘包括套设于收展套外侧的内盘、外盘，外盘借助支架与集料箱连接，弧形滑轨是设置在内盘上的；收展杆和支撑杆的下端均分别与各自对应的收展套相连并可沿固定轴上转动，还可沿收展盘中的弧形滑轨自由滑动。收展杆、支撑杆、固定杆的上端均呈倾斜向上的状态，并与收展布连接；收展盘的外盘借助支架固定在集料箱上，弧形滑轨处于内盘上，收展杆和支撑杆穿过弧形滑轨并搭接于外盘上。这样可通过推拉杆控制收展杆带动收展布和支撑杆张合。

收展布聚拢状态下，收展杆朝向车体的后侧，拉动推拉杆，收展杆带动收展套沿固定轴旋转，并在弧形滑轨中滑移，张开过程中收展杆又分别带动收展布的两端沿弧形导轨相向滑动，收展布逐渐展开，展开时收展布对支撑杆形成沿弧形导轨滑动的驱动力，支撑杆的收展套同时也沿固定轴旋转，收展布完全张开后，收展杆、支撑杆及固定杆均对收展布进行支撑，使收展布形成一个呈上大下小倒置的伞状，这样便于大范围收集从酸枣树上落下的酸枣，并将收集的酸枣聚拢在收展布的底部便于滑落至集料箱中，收展盘的内盘与外盘之间的空隙形成集料器向集料箱落料的落料口；收展布收合的过程中，收展杆分别带动收展布的两端向后旋转，收展布堆叠对支撑杆形成挤压，推动支撑杆的收展套沿固定轴旋转，直至收展布完全收合。

两收展杆相向旋转，收展杆上的树干夹将树干抱紧，树干夹内壁上设置有橡胶板，不仅能够增加树干夹与树干的抱紧力度，还避免了树干夹与树干硬接触造成树干损伤，同时由于橡胶板的弹性使得树干夹可抱紧不同粗细的树干，提高适用范围。树干夹抱紧树干时，收展布两端贴合，收展布两端分别设有配套的粘贴布或磁铁，两端贴合时利用粘贴布或磁铁对收展布的两端进行固定。收展布上还设有布套，布套与收展杆、固定杆、支撑杆配套设置，便于收展布的拆卸。

2.2 打枣器的设计。主要结构是由带有把手的打枣杆、电动机、位于打枣杆端部与电动机的动力轴连接的转轴及一组设置于转轴上的软橡胶棒等组成，电动机靠近打枣杆的把手，如图3所示。

打枣时工作人员手持打枣杆的把手，打开电动机的开关，电动机驱动转轴旋转，转轴上的软橡胶棒对酸枣树的树枝进行抽打，将酸枣打落至收展布上。

图3 打枣器的结构示意图

3 试验结果

在机具设计过程中，通过实验室的试验测试，进行了两轮的改进，并于2019年10月在赞皇县北赵峪村进行实收检验，收获重量308 kg，试验对摘果率、破损率及生产效率情况进行了测定，并与人工收获进行了对比，结果如表1所示。

表1 试验结果

4 结论

设计的4SZD型山地电动酸枣收获机整机轻便、体积小，可在山地、丘陵等地带行走，采摘时通过牵引组件控制推拉杆的推拉即可实现集料器中收展布的张合，操作快捷、方便，实现了酸枣收获的半自动化，有助于酸枣收获工作效率的提高。