便攜式水果采摘裝置的市場調(diào)研及設(shè)計思路

□孟凡雙

（廣東松山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東 韶關(guān) 512000）

1 水果采摘裝置市場現(xiàn)狀

市場上存在的水果采摘分兩大類。

（1）切割果枝采摘法。該方法對果樹傷害較大，采取的果實直接掉落至地上，很難保證采果的完好率，特別是比較嬌嫩的水果。

（2）套果拉拽采摘法。該方法只適用于堅韌或不宜損壞的水果，采摘效率低且對果樹造成的傷害大。多數(shù)便攜式水果采摘器要靠手動夾持，雙手不間斷地高強(qiáng)度勞動極大地制約了勞動效率。

韶關(guān)市水果種植面積較大，市場需求對水果生產(chǎn)拉動作用日益明顯，極大地調(diào)動了農(nóng)民生產(chǎn)的積極性，促進(jìn)了水果生產(chǎn)迅猛發(fā)展。九峰鎮(zhèn)自然條件優(yōu)越、資源稟賦，素有“水果基地”的美稱，水果種類繁多。2019年9月24日九峰鎮(zhèn)（黃金宗李）入選第九批全國“一村一品”示范村鎮(zhèn)名單。市場上水果采摘機(jī)械缺乏地域性且普適性差，不能適用于九峰種植戶地域環(huán)境與農(nóng)產(chǎn)品采摘，更不能很好地保護(hù)果樹和水果。要想保護(hù)果樹和果子，目前采取最多的是人工采摘，存在效率低、成本高、風(fēng)險大等問題。

2 水果采摘器市場調(diào)研

2.1 調(diào)研目的

近年來，脫貧攻堅一直是政府工作的重要內(nèi)容，在2020年政府工作報告中，脫貧攻堅依然是“三農(nóng)”領(lǐng)域高頻詞匯。

面對“三農(nóng)”問題，韶關(guān)市立足資源優(yōu)勢，發(fā)展區(qū)域農(nóng)業(yè)，希望能夠借助粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的“東風(fēng)”，抓住機(jī)遇，加快韶關(guān)發(fā)展速度。發(fā)展特色農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然要求。應(yīng)借助特色農(nóng)業(yè)助力韶關(guān)農(nóng)業(yè)發(fā)展，充分凸顯韶關(guān)作為粵港澳大灣區(qū)“菜籃子”生產(chǎn)及流通服務(wù)作用。

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，尤其是在快速發(fā)展的今天，知識日新月異，技術(shù)飛速發(fā)展，用科技改變生產(chǎn)，用工具提高效益，是促進(jìn)現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的有效路徑。農(nóng)產(chǎn)品種植、運輸倉儲、生產(chǎn)加工、分銷銷售等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)離不開技術(shù)發(fā)展。針對樂昌九峰果農(nóng)徒手采摘水果的落后現(xiàn)狀，市場上采摘工具缺乏，區(qū)域性、普適性不強(qiáng)的情況，急需創(chuàng)新采摘裝置，以適應(yīng)九峰山的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2.2 調(diào)研范圍

項目團(tuán)隊開展了長達(dá)兩年的基礎(chǔ)調(diào)研，對清遠(yuǎn)先進(jìn)的“英德電商模式”進(jìn)行了實地考察與借鑒。同時，深入樂昌市九峰鎮(zhèn)，對當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行了深入調(diào)查。

拜訪了九峰鎮(zhèn)人民政府、5個村和7戶種植戶，對當(dāng)?shù)卮迕襁M(jìn)行問卷抽樣調(diào)查。本次調(diào)研發(fā)放調(diào)查問卷1 320份，在經(jīng)過審查、匯總和分析后，共收回有效問卷1 200份。

2.3 市場調(diào)研情況

（1）九峰地處山區(qū)丘陵地帶，水果種植受限于山地地形。市場上存在的采摘機(jī)械普適性不強(qiáng)，操作簡便、靈活的機(jī)械采摘工具更適應(yīng)九峰鎮(zhèn)獨特的地貌。

（2）九峰鎮(zhèn)勞動力老齡化嚴(yán)重，種植經(jīng)營者大都50歲以上。青年返鄉(xiāng)經(jīng)營種植園和農(nóng)莊的不足0.5%。農(nóng)用勞動力年齡趨勢導(dǎo)致九峰水果種植與采摘仍處于手工作業(yè)階段，并未使用先進(jìn)技術(shù)提升產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量。復(fù)雜山地?zé)o疑給勞動生產(chǎn)增加了更多困難。

（3）水果采摘主要使用采果剪，僅限于地域距地面低于2 m灌木類果林，勞動強(qiáng)度大且效率低下。對高于2 m果樹需依靠木梯或木椅進(jìn)行人工采摘。大批量水果成熟時，效率低、成本高的手工采摘顯得力不從心，不僅易造成水果得不到及時采摘爛在樹上，同時在采摘過程中枝繁葉茂的果樹更易造成果農(nóng)的身體受傷。

（4）對九峰鎮(zhèn)農(nóng)戶走訪調(diào)研發(fā)現(xiàn)，有43%的果農(nóng)認(rèn)為當(dāng)?shù)匕l(fā)展特色農(nóng)業(yè)首先要解決的問題是技術(shù)支持。當(dāng)?shù)胤N植分散、種植戶規(guī)模較小，初中、小學(xué)文化水平占比90%以上。對農(nóng)戶來說，更加渴求易于操作的采摘工具。67.33%的果農(nóng)認(rèn)為采摘工具投入成本高，無力承擔(dān)，不會購買；85.26%的果農(nóng)認(rèn)為市場上的農(nóng)用采摘工具并不能適用當(dāng)?shù)丨h(huán)境。對采摘工具市場來說，能解決當(dāng)?shù)夭烧F(xiàn)狀的工具還處于空白[1]。

3 市場調(diào)研分析

隨著社會勞動成本的不斷增加，只有大型果園才有能力購買大型采摘機(jī)器。這種大型機(jī)器價格都很貴，中小型種植戶不得不面對采摘成本過高的問題。如何使果農(nóng)通過采用高效、低成本的水果采摘裝置在有限工作時間內(nèi)降低強(qiáng)度、提高效率，成為急需解決的問題。具備高效、經(jīng)濟(jì)、便攜、價格低廉等優(yōu)勢的采摘工具在市場上還處于空缺狀態(tài)，競爭者較少。市場上已出現(xiàn)的采摘器械相對落后，競爭力和普適性都不強(qiáng)[2-3]。

能夠適用于樂昌九峰地形地貌及果樹采摘環(huán)境的采摘裝置應(yīng)具備以下特點。①輕便安全，操作簡單，便于攜帶；②普適性強(qiáng)，適用于各種山區(qū)陡坡，高低不同的果樹；③價格低廉，能讓中小種植戶買得起；④效率高，采摘方便，智能化水平高；⑤節(jié)能環(huán)保，可持續(xù)性強(qiáng)；⑥用途多，能解決各種不同大小的水果采摘；⑦損傷小，采摘過程能保證水果質(zhì)量；⑧零件可更換；⑨避免“一采一放”弊端，實現(xiàn)一次多采[4-5]。

市場上亟待出現(xiàn)一種價格低廉、環(huán)保、可持續(xù)利用、便攜性強(qiáng)、采摘方便、智能化水平高的采摘工具。這種工具不僅可大大降低果農(nóng)的工作強(qiáng)度，提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，還能提高果農(nóng)整體收益，促進(jìn)水果業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為加快韶關(guān)經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量[6-7]。

4 水果采摘器設(shè)計思路

4.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

水果采摘器機(jī)械結(jié)構(gòu)主要有以下幾部分。①工作桿；②啟動器，主要包括控制剪刀、握把、閘線傳動3部分；③水果運輸裝置，主要包括水果收納袋、定滑輪、滑塊3部分；④采摘器，主要包括剪刀、U型缺口兩部分。

4.2 設(shè)計原理

該水果采摘器以長桿為主體，配有不同桿頭。長桿設(shè)計使產(chǎn)品足夠輕盈，且可通過調(diào)換不同桿頭采摘不同水果。在產(chǎn)品特定地方設(shè)置載具，并使用緩沖器解決運輸問題。據(jù)現(xiàn)場環(huán)境需求，對水果采摘器進(jìn)行伸縮，調(diào)整長度，可應(yīng)用于大中小型果園的水果采摘。相對于傳統(tǒng)采摘器，該款采摘器可實現(xiàn)一次多采，大大提高了采摘效率。

4.3 設(shè)計初期工程圖展示

水果采摘器工程圖及參數(shù)為：桿長2.5 m，運輸裝置2.2 m，承載重量2 kg，采摘器直徑10～20 cm，運輸框直徑25 cm，如圖1、圖2所示。

圖1 水果采摘器工程圖

圖2 水果采摘器頭部與手柄工程圖