便攜式水果采摘器的設(shè)計(jì)研究

1、便攜式水果采摘器的設(shè)計(jì)研究【摘要】本工程以帶柄類水果采摘為研究對(duì)象，在對(duì)目前類似機(jī)器的調(diào)查研究中，大多數(shù)都存在體型大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不方便攜帶、造價(jià)昂貴、本錢高等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)研究出了一款便攜的、采摘靈活的水果采摘機(jī)。此機(jī)器主要由采摘工作局部、控制局部以及其他結(jié)構(gòu)部件組成。當(dāng)電機(jī)工作起來(lái)時(shí)便會(huì)帶動(dòng)可移動(dòng)拖碗，讓拖碗合攏，讓刀片對(duì)果柄進(jìn)行切割，最終完成采摘。此機(jī)器不僅工作效率高，且本錢低、實(shí)用，并且也可用于其它果品的采摘。【關(guān)鍵詞】水果采摘;便攜;靈活高效中圖分類號(hào)：S225文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2457202112-0030-002DOI：10.19694/j ki.is

2、sn2095-2457.2021.12.013【Abstract】Thisprojecttakesfruitpickingwithhandleastheresearchobject.Intheinvestigationandresearchofsimilarmachines，mostofthemhavetheproblemsoflargesize，complexstructure，inconveniencetocarry，highcostandsoon.Tosolvetheseproblems，wedesignedanddevelopedaportableandflexiblefruithar

3、vester.Themachineismainlycomposedofpickingworkingpart，controlpartandotherstructuralparts.Whenthemotorworks，itwilldrivethemovablebowl，letthebowlclose，letthebladecutthefruithandle，andfinallycompletethepicking.Thismachinenotonlyhashighefficiency，lowcostandpracticality，butalsocanbeusedforpickingotherfru

4、its.【Keywords】Fruitpicking;Portable;Flexibleandefficient0引言水果采摘器的研究始于上世紀(jì)70年代末，國(guó)內(nèi)外專家通過(guò)近三十年的研究發(fā)表了大量的研究論文和報(bào)告，同時(shí)也相應(yīng)的開發(fā)了各種原型機(jī)。由于國(guó)內(nèi)機(jī)械化采收存在著效率不高、容易損傷果實(shí)及產(chǎn)量損失大等問(wèn)題。并且在水果產(chǎn)業(yè)中，并沒有針對(duì)水果采摘的機(jī)器出現(xiàn)，因此有必要研究一款專用于水果的采摘機(jī)。采摘作業(yè)質(zhì)量直接影響水果的儲(chǔ)存、加工和銷售，從而最終影響到水果的存儲(chǔ)、加工和銷售，從而最終影響市場(chǎng)價(jià)格和經(jīng)濟(jì)效益。但由于國(guó)內(nèi)水果的采摘作業(yè)環(huán)境和操作的復(fù)雜性，水果采摘的自動(dòng)化程度依然很低，目前國(guó)內(nèi)的水果采摘

5、作業(yè)根本上還是手工完成，并且高枝水果的采摘還帶有一定的危險(xiǎn)性，因此機(jī)械正在逐漸代替人們?cè)嫉膭陂_工具和原始的勞動(dòng)方法，而且現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正呈現(xiàn)著前所未有的開展?jié)摿Γ虼藨?yīng)應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)去分析、解決該類問(wèn)題。1整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理1.1整機(jī)結(jié)構(gòu)該便攜式水果采摘器主要由伸縮桿、步進(jìn)電機(jī)、活動(dòng)滑塊、可移動(dòng)桿、可移動(dòng)拖碗、以及刀片等部件組成。在需要采摘水果時(shí)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲杠使可移動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)拖碗合攏，刀片對(duì)果柄進(jìn)行切割。1.2工作原理水果如何夾持是一個(gè)很重要的問(wèn)題，如果夾的太松，在采摘水果的時(shí)候就會(huì)不順利;如果夾的太緊就會(huì)使果肉損傷。我們用兩個(gè)托碗來(lái)夾持固定水果以便于采摘。同時(shí)我們?cè)谕型胫蟹胖昧巳嵝院＞d，

6、不僅可以防止碰傷水果，同時(shí)也可以增大摩擦力使水果被夾持得更穩(wěn)。1.固定拖碗 2.固定桿 3.導(dǎo)軌 4.步進(jìn)電機(jī) 5.伸縮桿 6.電源及電路盒 7.活動(dòng)滑塊 8.絲杠 9.可移動(dòng)桿 10.可移動(dòng)拖碗1.可移動(dòng)拖碗 2.柔性海綿 3.固定拖碗2關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)2.1采摘斷柄裝置的設(shè)計(jì)安裝在可移動(dòng)托碗頂部的刀刃和刀槽在步進(jìn)電機(jī)動(dòng)力的帶動(dòng)下進(jìn)行合攏將果柄切斷，水果的果柄被切斷后，水果就留在拖碗中。托碗橫向移動(dòng)的速度在0.03m/s左右，這樣在采摘水果的過(guò)程中可以對(duì)要切割的果柄位置進(jìn)行小范圍調(diào)整。

7、1.刀刃 2.刀槽2.2傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)整個(gè)裝置當(dāng)需要采摘水果時(shí)，由步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力。步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲杠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而使得可移動(dòng)桿在導(dǎo)軌上左右移動(dòng)。來(lái)拖動(dòng)拖碗的開合，對(duì)果柄進(jìn)行切割。3采摘力確實(shí)定假設(shè)水果的直徑為，夾緊塊的反作用力為f2，摩擦力為f，摩擦因數(shù)為，水果重力為G。由平衡條件得式中f2果實(shí)對(duì)夾持塊的反作用力。夾緊機(jī)構(gòu)與水果相接觸的那一側(cè)可以貼上一層海綿，海綿與水果的摩擦因數(shù)取0.5，取G=1.47N，那么F2=0.8N，即F20.8N當(dāng)那么能保證水果不會(huì)掉下。實(shí)驗(yàn)說(shuō)明對(duì)水果直徑方向壓縮2mm所需的力大于0.8N，因此水果直徑方向變化2mm而不會(huì)損傷其果肉，那么可以采用限定這個(gè)壓縮量用于采摘。4總結(jié)水果是我們健康的保護(hù)傘，我們?cè)谔暨x水果時(shí)一定會(huì)挑選不磕不碰的新鮮水果，該水果采摘機(jī)正是契合了這兩點(diǎn)，既能保護(hù)果子在采摘時(shí)不受磕碰，又能不損傷果樹。此機(jī)器不僅僅可以用于香梨、蘋果的采摘，還可應(yīng)用于其他與水果同體積外形的水果，使用范圍還是比較廣的，因此市場(chǎng)前景較為可觀。【參考文獻(xiàn)】【1】便攜電動(dòng)式水果采摘機(jī)設(shè)計(jì)N.中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2021-1.【2】便攜電動(dòng)式水果采摘機(jī)設(shè)計(jì)J.南方農(nóng)業(yè)，2021，9.【3】農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)區(qū)域農(nóng)業(yè)的影響J.貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021，4.【4】水果采收機(jī)械的現(xiàn)狀與開展J.廣東