浅析 手持式水果采摘器

朱江

营口理工学院 辽宁省营口市 115100

摘要：针对果农对于较高果树采摘困难，当前主要利用凳梯高空作业，危险性高，工作效率低的特点，提出此工具研发，大大提高采摘效率，节约人工成本。在日常生活中，水果采摘对于果农来说是一大难题，人工采摘虽然灵活性较高，但其成本也较高。而当前国内同类采摘器大致可以分为：一、机械手式采摘器；二、电动控制采摘器、三、刀片切柄式采摘器； 针对以上三种水果采摘器做以如下分析：机械手式水果采摘器原理是利用手柄控制拉线进而控制摘头，摘头上手抓固定水果后利用人力将水果拽下，但是凭借人力容易拽断树枝并损伤水果，且操作不便。对于电控制采摘器主要是把由电动机（或电磁力）催动具有切（剪）功能的机械构件和控制该构件动作的是电路元件装置在无盖容器上，在有水果进入容器时能完成水果蒂的切（剪）动作，使水果脱离果树。此产品虽利用先进技术，但是制造成本较高，操作不便，实用性不强。然而刀片式主要是通过手柄控制拉线以控制刀片，利用刀片将水果柄剪切断，剪下的水果利用刀片下端的网兜接收水果，或是让水果顺着摘杆滑下接收水果。同时本设计采用人体仿生手臂，增加支撑杆等辅助装置，一举改变了采摘设备“头重脚轻”的弊端，大幅提高了采摘效率，操作方便、省力，有着广泛的应用前景。

关键词：手持式；水果采摘；机械；效率

1 作品内容简介

在农村生产的生活中，水果采摘不便利问题一直未得到合理有效的解决。本设计提出一种单人手持式水果采摘器（如图1所示），较为有效的解决了采摘不方便的问题。

2 研究背景及意义

机械手式水果采摘器原理是利用手柄控制拉线进而控制摘头，摘头上手抓固定水果后利用人力将水果拽下，但是凭借人力容易拽断树枝并损伤水果，且操作不便。对于电控制采摘器主要是把由电动机（或电磁力）催动具有切（剪）功能的机械构件和控制该构件动作的是电路元件装置在无盖容器上，在有水果进入容器时能完成水果蒂的切（剪）动作，使水果脱离果树。此产品虽利用先进技术，但是制造成本较高，操作不便，实用性不强。

本新型采摘器设计的目的是为了在地面上就可以进行水果的采摘，无需再通过爬树采摘水果，提升了水果采摘时的效率，并使果农的工作环境更加安全。 基本思路是：由一手则推动摘杆上的支撑杆滑块，通过支撑杆来确定切刀角度，另一手握紧摘杆把手以通过手闸将水果与树枝分离，达到采摘水果的目的。

3.1方案确定

在设计该装置时，首要考虑的是装置功能的实现，即切刀的实用性和有效性。经过测试，首先传动装置的连续性；根据制造装置的材料的特性，摘杆、滑块等部件需设计为最优值，既能达到省力的效果，又能保证传动无阻；实现了装置高效便捷的功能。

3.2装置的整体效果图及组成

在确定设计方案以后，根据产品的功能进行了采摘装置的设计，最终得到的采摘器装配图如图所示。

单人手持式水果采摘器装配图

1、手闸 2、下杆 3、支撑杆滑块 4、连接杆

5、上杆 6、支撑杆 7、金属圈 8、支撑杆

3.3装置的原理

单人手持式水果采摘器的工作原理为:当推动支撑杆滑块时，调上杆移动，改变切刀的角度，当确定角度后，转动支撑杆滑块上的固定旋钮固定角度，抓握手闸，通过线带动主动刀片，将水果与树枝分离，使得水果落入由金属圈所支撑的网袋中，并传输到地面。滑动滑块，使滑块的在下杆运动，通过固定旋钮固定所需的角度。

通过抓握下杆的手闸带动由摘杆上的传送装置将动力传达至弹簧，带动联动装置使主动刀工作旋转。

当水果与树枝分离后将通过由金属圈支撑起的网袋传送到地面。

4.1 设计创新点

1）此设计结合人体手臂结构，实现弯折，操作简单，使用灵活。

2）此装置增加了支撑杆，既省力，又大幅提升了采摘效率。

3）此装置可将水果直接运输至地面，增加了采摘的连续性。

4）可以根据水果大小安装不同规格的网袋，可适用于绝大部分品种的水果采摘。

4.2 前景分析

本采摘器通过滑块控制摘杆的角度，同时通过摘柄上的操纵把手控制拉线以控制摘头切刀，摘取水果。切刀将被压紧的弹簧弹回原位，完成采摘全过程。本作品采用手柄控制切刀和滑块控制上杆与切刀的角度，且可以根据水果种类更换网袋，达到一器多用的实用性、经济性目的，并采用弹簧来达到切刀自动复位的效果，与同类产品相比具有明显的优势。本产品适用于大规模的采摘水果，具有操作方便、灵活，不损伤水果、省时省力的特点，很大程度上提高了劳动效率。鉴于本产品的各种优点，较于市场上此类产品本产品功能更加完善，实用性更强，更经济，方带，加工成本低廉，可根据国标做出不同的规格，可在人们生产生活中得到广泛应用。推知本产品定会在水果采摘器领域占有优势。

参考文献：

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[5] 王季琨、沈中伟、刘锡珍．机械制造工艺学[M]．天津：天津大学出版社，2004

[6] 上海金属切削技术协会．金属切削手册[M]．上海：上海科学技术出版社，1984

作者简介：朱江（1985-09-19），男，汉族，籍贯：辽宁省营口市，当前职务：金工实训员，当前职称：机械工程师，学历：本科，研究方向：机械自动化 机床类