一種柑橘采摘器的研究與設計

韓佳斌 蘇倩 安昱銘

摘 要：目前山地丘陵的水果采摘主要是使用采果剪手工采摘，存在采摘效率低、勞動強度大和高枝水果易掉落造成的內外傷，影響果品的外觀等弊端。在廣泛調研的基礎上設計了一款簡易水果采摘裝置，包括驅動結構、控制系統、定位結構、切割裝置、收集裝置、伸縮桿六大部分。最終實現了高效率采摘高位水果的目標，且使用簡單，成本較低，適合于大面積推廣。

關鍵詞：水果采摘;驅動;定位;切割;收集

中圖分類號：S225.93 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.03.007

1 研究背景

我國是農業大國，果樹業是農業的重要組成部分，果樹產值在我國農業種植中僅次于糧、蔬菜居第三位。據農業部統計，2003年全國果樹總面積943.67 hm2，總產量7551.5萬t，皆居世界第一，且人均占有量48 kg以上。其中柑橘產量1345萬t，占世界柑桔總產量的13%，居世界第三位，近20年來產量增長了8.43倍，是全球柑橘產量增長幅度最大的主產國。而在水果的生產作業中，收獲采摘是整個生產中最耗時、最費力的一個環節，需投入的勞力約占整個種植過程的50%～70%。目前國內水果的采摘作業還比較傳統，仍需要爬樹或者借助梯子，然后再通過人工手持剪刀進行采摘。這種方式的勞動量大、危險性高、繁瑣且效率低，所以需要開發一種結構簡單、便于攜帶、采摘效率高的簡易采摘水果裝置，減輕人力負擔。

2 采摘器的提出與思路

基于目前水果采摘效率普遍偏低的現狀，站在果農的立場，結合水果采摘中存在的諸多問題以及機械設計的基本原理，主要的設計思路是：

（1）結構簡單，體型小，便于攜帶，方便果農在果園操作;

（2）在水果采摘過程中，能夠保證裝置對水果不造成損傷;

（3）對作品各結構分配合理，各部分強度滿足要求，整體舒適美觀。

3 采摘頭的設計

本設備是依靠電機快速旋轉帶動刀片切割果柄進行采摘的。由于高處采摘存在定位困難的問題，設備設置了網罩式結構，網罩式結構由上下兩花瓣式平面即上鏤空板和下殼體以及中間螺柱連接，并用螺母固定。采摘時，通過將待采摘水果的果柄卡進瓣狀結構的鏤空板間隙中進行定位，定位卡槽數為12個，當果柄進入間隙中間，與高速旋轉的刀片相互接觸時，即可切斷果柄，完成采摘。電機置于下側端打孔的柱體中，三根導線穿過孔分別進入套筒帽上的三個小孔，伸縮桿內部為空心，是導線穿過與伸縮桿把手部的驅動裝置連接的通道（如圖所示）。

5 結論

此款柑橘采摘器具有如下特點：（1）以電機驅動、刀片旋轉切割的方式，對人力要求較小，采摘效率高;（2）采摘頭上鏤空板和帶殼體的下鏤空板用螺柱連接，便于刀片和電機的換取;（3）機、電、控一體化設計，結構緊湊，易于攜帶;（4）裝置生產成本低廉，售價較低，具有較強推廣價值。

參考文獻：

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