一種摘棗機的設計

摘要：目前，棗的采摘使用的是桿振采收，會使棗果實出現大量的粉碎性創(chuàng)傷，尤其果實表皮薄，質地酥脆的棗，即使有的沒有破損，也不容易貯藏和長途運輸。針對傳統式采摘帶來的眾多不利因素，本文設計研究了一種摘棗機。該摘棗機主要由直流減速電動機、輔助閉合爪、采摘箱體、伸縮桿、傳送軟管、旋轉梳齒、收集裝置等部分構成。采摘時，通過調整伸縮桿來改變長度，利用按動伸縮桿手柄握把處的按鈕來啟動電機帶動齒輪，進而帶動旋轉軸上系列裝置轉動，再聯合輔助閉合爪轉下果子，完成采摘。該采摘器結構簡單、成本低廉，具有較強的通用性和可操作性。適用于大面積摘棗，能順利高效地采摘果實，極大地降低了勞動強度，提高了采摘效率。

關鍵詞：輔助閉合爪;旋轉梳齒;驅動裝置

中圖分類號：S225.93 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.02.010

在棗類生產作業(yè)中，收獲采摘約占整個作業(yè)量的40%，棗的采摘作業(yè)是棗生產鏈中最耗時、最費力的一個環(huán)節(jié)，尤其是高空采摘，由于不能直接接觸，必須靠輔助工具登高來完成，更增加了采摘的難度和危險性。與此同時，采摘作業(yè)質量還直接影響到產品的后續(xù)加工和儲存，最終影響市場價格和經濟效益，如何以低成本、高品質采摘冬棗，是生產環(huán)節(jié)中必須重視和考慮的問題。由于采摘作業(yè)的復雜性，目前國內冬棗采摘作業(yè)全部是手工完成。隨著人口的老齡化和農業(yè)勞動力的減少，農業(yè)生產成本也將提高。因此，發(fā)展機械化采摘技術，研究開發(fā)棗類采摘機械具有重要的現實意義[1]。

1 總體結構與工作原理

1.1 總體結構

該摘棗機由輔助摘棗閉合爪、閉合爪拉線控制部分、采摘箱體、旋轉梳齒及其傳動部分、直流減速電機、伸縮桿、握把、電源、傳送管、收集裝置等組成，如圖1所示。

1.2工作原理

其中伸縮桿用以滿足不同高度的采摘任務，當果農將棗類放入準箱體后，通過拉線控制輔助閉合爪閉合，同時按下電源按鈕，電機帶動旋轉梳齒旋轉，采摘棗子，落到箱體內，并通過傳送管順著滑入到收集裝置中，從而完成采摘任務。該摘棗機便于攜帶，工作可靠，效率較高，且在采摘過程中能很好地保護棗子。

圖1 摘棗機總體設計

2 主要結構設計

2.1采摘框的設計

采摘框在設計時應考慮質量輕、強度高、韌性好、易于加工、不對棗類水果質量產生影響的材質。基于上述考慮，采摘框設計為長約240mm、寬約240mm、高約260mm、壁厚8mm的方形箱體，材料選用ABS塑料并分為三部分組成，最上面部分主要連接輔助閉合爪，且在連接部分有防止閉合爪反彈的擋板，中間部分的一側壁通過螺栓連接來固定蝸輪蝸桿直流電機箱體和安裝旋轉軸部分相關零件，最下面部分主要連接伸縮桿以及固定電機箱體，最上面箱體和中間箱體上有安裝滾動軸承的結構，滾動軸承通過過盈配合、軸承擋圈通過緊定螺釘和24mm的帶孔軸套通過A型平鍵和緊定螺釘安裝在旋轉軸上，上、中箱體采用直槽口和螺栓連接方式連接，中下箱體采用螺栓連接方式。

2.2輔助閉合爪的設計

閉合爪為了承受枝椏的反向拉力，以及拉棗的拉力，所以初選高強度、抗沖擊且抗腐蝕性的碳纖維復合材料。考慮到成熟棗子的大小一般為20mm，所以爪子閉合時的間距設為15mm這可以有效避免樹枝上棗子卡在閉合爪之間后反彈出來的情況，或者棗子直接卡在爪子間的情況，大大提高了果農的收獲效率。

2.3旋轉打棗梳齒

由于成熟的棗類水果大多數生長在樹枝椏上，并不需要打棗梳齒用太大的力去將水果擊落，但又必須考慮打棗梳齒有良好的固性及可靠性，所以采用工程塑料且打棗梳齒與旋轉軸通過鍵槽和緊定螺釘連接，這樣既保證了穩(wěn)固性又提高了可靠性。

旋轉軸直徑為5mm的圓柱形，旋轉軸只是起輔助和帶動旋轉打棗梳齒運動的作用，不需要特別硬的材質，塑料或者較輕的金屬都可以。

3 結語

該摘棗機操作簡便、可靠性高。使用方法簡單，維修維護方便。該成品可以在各種不同條件下工作，如在不同的作業(yè)地形、不同大小的棗類水果等情形，該機械同樣操作得心應手。

就目前來看，水果生產機械化程度較低，特別是采摘這一環(huán)節(jié)，人工采摘作業(yè)效率低、成本高，而且進入21世紀以來，人口老齡化問題日趨嚴重。因此，加大對棗類或者其他水果采摘機械的研究力度，對未來農業(yè)的發(fā)展具有很大的實用價值。

參考文獻

[1]孫金華.冬棗采摘機的設計[J].農業(yè)機械，2014，（06）220-221.

[2]段潔利，陸華忠，王慰祖.等水果采收機械的現狀與發(fā)展[J].廣東農業(yè)科學，2012，39（16）：189-192.

[3]曾正明.實用有色金屬材料手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008：572-573.

[4]王春生.目前鮮棗貯藏產業(yè)發(fā)展中應注意的問題[J].保險與加工，2002，（01）：1-2.

作者簡介：劉小瑞，碩士，講師，研究方向：機械工程。