便捷式挂果采摘器研究报告

2021-01-16 08:39:16梁赛博杨林卜世超张诗行施洋王灏然朱炳坤西安石油大学机械工程学院
环球市场 2021年19期
关键词:刀头水果机械

梁赛博 杨林 卜世超 张诗行 施洋 王灏然 朱炳坤 西安石油大学 机械工程学院

一、引言

在实际生活中和有目的的调研活动后,我们都能感受到农业用具的机械化使得农民的经济效益和效率都有着显著的提升,比如在生产过程中,把北斗定位和大型种植机械结合之后,一个劳动力就能完成上千亩地的棉花种植和收割,效率是传统种植模式的百倍。同时在一些郊区的农业旅游地区,还能感受到人们沉浸在使用农业机械装置采摘的乐趣之中。但是市场上的一些现有的机械装置存在着许多不足:

一是含有自主行动功能的技术含量极高的类型,价格昂贵不适合丘陵地带小型果园;

二是基本属于纯机械式的,采摘器过于简单,而且效率低下。因此,设计新型的水果采摘器是必然的发展趋势。我们专攻农业水果采摘市场,既为果农提高了水果采摘效率,又使果农能够更加节省体力,以较小的劳动力换取最大化的价值;同时,又能凭借产品特色在不影响销售的情况下取得利润。

二、水果采摘国内外发展

(一)国外发展现状

早在20世纪40年达初期,以英国、美国、德国等国家为代表的西方国家就对水果采摘机械进行了研究并有所成果。20世纪四十年代末,美国设计制造出震动摇摆式机械,可以用来采摘胡桃、李子、杏等水果。哦,20世纪40年代中到 60年代末。水果采摘的研究都是围绕着震动摇摆式机械而发展。直到到了20世纪60年代末,人们发现这种机械并不适合采收要求完好率高的鲜食水果和储存水果。70年代就出现了各种依靠机械光学相结合的采摘机械。如气动剪、油锯等机械。

日本的果园种植地形类似于我国南方地形,许多在平地上使用的果园机械在丘陵地形上并不适用。因此日本在20世纪90 年代初开始研究陡坡地果园的机械化。该采摘车的轮距宽,重心低,故爬坡能力强;采用就地车轮正反转机构,故回转能力好;采用枢轴悬挂机构,因而使机体摆动小、行走稳定,适合在坡度15~30°的地区使用。

(二)国内发展现状

我国水果采摘器机械研究开始于20世纪70年代。先后研制出与手扶拖拉机配套的机械振动式山楂采摘器、手持电动开果器和气囊式采摘器。其中一部分采摘机械为人工作业的辅助机器。所以说此种机器能更好的保护果实不受到损伤。但其工作效率并未有显著提升。八十年代后,开始进行了研究和制造切割型的采摘器,果园采摘也从传统的人工使用剪刀采摘发展到利用现代机械装置进行水果采摘。而到九十年代后,水果产业发展迅速,中小型种植户带动了简易采摘器的发展,期间出现了许多的农机类发明。直到目前为止。我国的智能化。采摘机械还处于较早起步阶段,各大高校和科研所都在投入大量的人力,进行智能化采摘机械的研究和制造。

三、便捷式挂果采摘器介绍

(一)采摘部分

采摘部分由硬质材料构成,并且采用了动力切割式,动力启停由红外传感器控制,传感器与果柄形成闭环控制系统,自动切割自动停止。

(二)传输部分

采用软管材料,保证果品的质量。

(三)收集部分

采用人工背持式收集装置,其内设计了软性材料制成的双螺旋式管道,不但能有效减轻水果掉落时的损伤还可以充分利用空间。

(四)分类部分

采用螺旋轨道,内壁开有5个级别的尺寸大小不同的孔,由小到大排列,可将单果按尺寸大小进行分离。

(五)设备正确操作流程

开始工作前检查刀片是否完整且结实固定,检查结束后打开总开关。所有设备会按照设定程序,依次开始进入待机状态,当树枝挡住发光装置时,感光部分就会通过内在联系运行电机部分,电机启动之后会带动刀头转动,刀头会自动切割树枝。

全程只需将树枝放入感应位置,此后系列动作或按照程序完成,全过程较为简单实用,适合所有人使用。

在使用过程中,将果柄放入采摘器的光感应部分,机器正常运转后,所采摘的水果会进入人工背持式收集装置,其内设计了软性材料制成的双螺旋式管道,能有效减轻水果掉落时的损伤,最后水果进入采用螺旋轨道,内壁开有5个级别的尺寸大小不同的孔,由小到大排列,可将单果按尺寸大小进行分离的分类部分。全程方便迅速且不会对水果进行多次伤害,提高可操作性和经济效益。

四、存在问题

(一)全套设备过重

因为此水果采摘器有采摘部分、传输部分、分类部分、收集部分等多个部分。在设计和制造时是分工合作的方式,虽然是各个部分的重量控制的比较合理,但到完全组装后,四个部分的重量被一个人承担,重量还是有所超出。

(二)刀片和光感应部分为定制材料,后期维修更换困难

该采摘器与其他的采摘器相比,关键是起感应作用的管线感应器。由于材料比较特殊,并且配套服务在现有的配件市场并不完备,这使得机械在日常维护方面存在一定的难度。由于在采摘的过程中,采摘环境可能会存在暴晒、阴雨和其他极端的天气,再加上对其采摘工具的使用不熟练等因素,这无疑会提高采摘工具贴别是切割刀头的损伤,进而在采摘器日常维护和出现问题后的专业维修上提升了难度。

(三)因为是机械装备,操作存在不安全因素

因为设备有刀头切割部分,所以设备的不合理运用或者被没经过培训的人使用,刀头可能会割伤人体或者其他生物。

五、解决方法

(一)合理的减重设计

进一步学习有关结构设计课程,结合实际对各部分进行减重化设计,比如对不重要结构进行打孔打磨等处理。必要结构也可采用更轻或者强度更大的材料进行替换。

(二)完善售后,解决用户实际问题

建立健全售后服务,尊重客户,维护企业利益和保持良好客户关系。从农户购买到后期维护、维修等过程,都可以与厂家进行联系,进行实时维修。对易损部件如刀头部分,在用户购买时就提供成套刀头供用户购买。

(三)加强使用培训,减少安全隐患

对采摘机械进行优化,可以在刀头部分增加保护盖,防止非采摘时期机械对人体伤害。

在采摘机械较为危险部分,张贴危险勿动字样来标识提醒用户安全使用采摘器。每一次售卖之前,需要对购买者进行专业的指导,同时,还要到购买者所在地进行考察,如果存在不适当的操作,应该及时纠正。

六、结语

从20世纪70年代到现在,中国机械采摘机械实现了从无到有再到强,解决了因城镇化和人口老龄化带来的农村劳动力减少的问题,提高农业经济效益和降低了人工成本。几乎解决了农产品在耕地、播种、打药、采摘再到运输的所有低效率的问题。但随着科学技术发展,我们更希望能有更多的机械化智能化的设备加入农业机械领域。对果业乃至全国农业的进一步发展都有着积极贡献。

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