一种枸杞自动折叠晾晒装置的创新设计

高秉祥

（甘肃民族师范学院物理与水电工程系，甘肃 合作 747000）

截至2020年，我国枸杞种植面积总量约13.3×105hm2，其中青海省种植面积最广，约4×104hm2，其次是甘肃省，约2.67×104hm2。其余，宁夏约2.33×104hm2，新疆约1.33×104hm2，内蒙古约1×104hm2，其他地区约2×104hm2。2011年—2020年，我国枸杞表观消费量不断扩大，截至2020年底我国枸杞表观消费量为42.85×104t，同比增长10.15%。近年来以枸杞为原料的精深加工产品成为高端食品与保健品消费市场的新宠，国外市场空间广阔，仅2021年第一季度枸杞出口量就达2 851 t。据了解，近年来在市场需求和地方政府产业政策扶持的带动下，枸杞种植面积和产量不断扩大，2020年我国枸杞产量为44.12×104t，2020年总出口量为1.28×104t[1]。

枸杞制干是安全优质枸杞生产过程中的一道重要环节，整个枸杞产区的制干水平还处于不均衡的发展阶段，80%左右的枸杞种植农户仍然采用的是自然晾晒[2]。自然晾晒把新采摘的枸杞子用碱水拌均匀，均匀摊放到枸杞盘中。“枸杞盘”是一种晾晒或烘烤枸杞子的专用工具，一般是用木条钉成长90 cm、宽60 cm的木框，在木框下方钉上窗纱，窗纱下方再钉一条横木[3]，见图1。

图1 现有枸杞自然晾晒方式Fig.1 The natural drying method of existing Lycium barbarum

枸杞制干中，枸杞盘要单个摆开，阴天下雨和每天晚上都要把枸杞盘摞起来，并及时用塑料薄膜盖好，防止枸杞子返潮，天晴后和第二天清晨要及时撤下塑料薄膜，防止因温度过高枸杞子变黑[3]。

1 装置组成及工作原理

针对“枸杞盘”的使用不方便、增大劳动量等问题和不足。文章所阐述的一种枸杞自动折叠晾晒装置，以实现枸杞自然晾晒过程的智能化管理，达到减轻枸杞种植户的劳动量，促进农业现代化、机械化、智能化进程。

1.1 装置组成

本文所阐述的一种枸杞自动折叠晾晒装置主要由控制系统、动力部分、伸缩部分、折叠部分、支撑部分4部分组成。其中控制系统由湿度传感器、光敏传感器、手动控制开关、控制器组成。控制系统简图见图3，动力部分由电源、电动推杆组成；伸缩部分由支撑杆、推杆a、推杆b组成；折叠部分由晒盘1、晒盘2、晒盘3、连杆a、连杆b组成；支撑部分由底座组成，可通过膨胀螺丝固定在地面或可固定在枸杞种植户院落的墙壁上。

图3 控制系统简图Fig.3 The control system diagram

结合枸杞自动折叠晾晒装置展开示意图（见图2）需要说明如下几点：2个电动推杆推杆9对称布置，运动状态同步；透明盖板6可采用亚克力板材质，尺寸应大于晒盘框架边界尺寸，可增加晾晒时晒盘的光照面积，降雨时防止雨水淋湿晒盘中的枸杞，从而防止枸杞霉变；晒盘1、晒盘2、晒盘3由角钢及衬条组成框架结构，框架上置窗纱网，可增加晒盘的透气程度；文章所阐述自动折叠装置展开后，晒盘3距离地面0.85 m，符合人体工程学设计要求，方便枸杞种植户查看枸杞晾晒情况；推杆a、推杆b的设计尺寸依据电动推杆伸缩的行程范围及主体尺寸而定；如有需要，支撑底座下方可增加移动转轮，方便折叠晾晒装置的移动。

图2 枸杞自动折叠晾晒装置展开示意图Fig.2 The deployment diagram of medlar automatic folding drying device

1.2 工作原理

在枸杞自然晾晒过程中，将枸杞平铺于晒盘1、晒盘2、晒盘3上，通过湿度传感器、光敏传感器传递信号至控制器，或可直接通过手动控制开关传递信号至控制器。控制器收到输入信号后，做出2种输出信号：一种是将晒盘展开，见图2；另一种是将晒盘折叠，见图4。当晒盘折叠时，电动推杆减小行程，带动推杆b绕支撑杆逆时针旋转，推杆a、推杆b、连杆c通过转动铰链连接，推动连杆c。晒盘1、晒盘2、晒盘3之间通过连杆a、连杆b连接，这属于平行四边形机构，通过连杆c的转动，带动整个平行四边机构运动，达到晒盘展开的效果;如果遇到降雨来临或光线过强，可通过温度传感器和光敏传感器检测信号，将信号输入至控制器。控制器输出信号，使电动推杆伸缩杆增加行程，带动推杆b绕支撑杆顺时针旋转，使晒盘1、晒盘2、晒盘3之间通过连杆a、连杆b组成的平行四边形机构进行折叠，折叠后可防止雨水淋湿枸杞霉烂；实现了枸杞自然晾晒的智能化控制。如需进行人工控制，只需要按需求操控手动控制开关即可。

图4 枸杞自动折叠晾晒装置折叠示意图Fig.4 The folding diagram of medlar automatic folding and drying device

2 设计优势

2.1 智能化程度高

本文阐述的枸杞自动折叠晾晒装置通过控制系统的控制与作用，可实现枸杞晒盘根据湿度、温度等因素的影响进行自动折叠与展开。

2.2 减轻劳动强度

可减轻枸杞种植户的劳动强度，不用因降雨、返潮等因素来回搬枸杞盘。

2.3 透气性良好

枸杞在晾晒过程中不宜翻动。若翻动使果肉受伤，晒干后即变黑，因此枸杞应直至晾干后才能收起[4]。文章阐述的枸杞自动折叠晾晒装置中的晒盘采用窗纱网，而晒盘展开后，晒盘1、晒盘2、晒盘3置于的空间位置相比现有“枸杞盘”通风量明显增加，透气性良好，从而加快枸杞的干燥速度。

2.4 用途广泛

文章阐述的枸杞自动折叠晾晒装置可用于如蘑菇、木耳多种农产品的晾晒。