郭新宇，黃海斌，陳義杰，崔高楠，王 飛

（寧波工程學院，浙江 寧波 315211）

1 總體結構設計及工作原理

便攜式剪夾一體草莓采摘器主要由齒輪齒條傳動機構、剪夾機構、刀頭旋轉機構等幾部分組成。完成草莓采摘裝置需完成四個動作：手指按壓手壓桿，主動齒輪帶動從動齒輪轉動，完成一次動作；從動齒輪順時針轉動，齒條在換向桿上往后運動，當擠壓彈簧到達某一極限值時，拉動換向桿運動；換向桿向后運動，壓動連桿往兩邊張開，推動上下兩刀片，完成一次剪切；最后松開手推桿，各構件回復到初始位置。裝置模型如圖1所示：

圖1 裝置制作實物

1.1 齒輪齒條傳動機構

齒輪齒條傳動機構主要由齒輪、手壓桿卡扣、復位彈簧、手壓桿、齒條等組成。其功能是提供剪切草莓機構的原動力并完成裝置動力的傳遞?？紤]到使用該裝置時，四指用力更加省力，將手壓桿設計成與刀片同一側。手壓桿卡扣作為一個輔助零件，主要作用是幫助該裝置的復原，用來保證刀具在不工作時保持常閉狀態(tài)，起安全保護作用。為了使手壓桿在按壓至極限狀態(tài)時能夠及時恢復至初始狀態(tài)，在手壓桿尾部設置了復位彈簧作為輔助恢復動力，方便裝置的復原。

1.2 剪夾機構

剪夾機構主要由刀片、刀片支座、連桿等組成，其作用是實現(xiàn)刀片的剪切運動，并能夠對草莓的根莖進行夾取。考慮草莓莖的直徑大概在1-2mm之間，在設計刀片間凹槽的間隙時選取0.5mm，當剪下草莓時，利用設計凹槽夾住草莓的根莖，確保草莓不會掉落。

1.3 刀頭旋轉機構

刀頭旋轉機構主要由換向桿、連桿、換向卡扣、刀筒、彈簧等組成，主要實現(xiàn)刀片的旋轉，以滿足不同使用者的剪切習慣，同時方便剪切不同位置的草莓。使用者只需輕輕旋轉換向卡扣，就會帶動刀筒組件、連桿及換向桿旋轉，實現(xiàn)刀頭的360o旋轉。

2 試驗結果與工作成果

2018年4月 15日在杭州灣草莓種植園對該裝置進行了現(xiàn)場采摘次試驗，本次試驗的結果理想，圖2為草莓現(xiàn)場采摘實驗。

圖2 草莓現(xiàn)場采摘實驗

2.1 草莓采摘器試驗結果和成果

人工采摘草莓時，果農一般采用剪刀或手直接摘取，但是存在的問題就是草莓果肉易被破壞，并且長時間摘取后手易疲勞，該裝置在采摘過程中可以夾住草莓莖部，達到保護果肉的效果。試驗表明該方法效果非常好，完全滿足草莓采摘的要求，并且該裝置目前已獲得浙江省大學生機械設計競賽一等獎1項、并授權專利1項。

3 結語

本作品具有操作方便、結構簡單、成本低廉、方便小巧、安全可靠等優(yōu)點，此外還可隨身攜帶，該裝置的刀頭設計可以360°旋轉，實現(xiàn)了各種角度生長草莓的采摘工作，刀片處設計的凹槽，確保草莓在剪下時不會直接掉落，從而保證了草莓的成品質量，有效的解決了用剪刀和手直接采摘時出現(xiàn)的問題，非常適合廣大的草莓種植戶以及采摘草莓的游客使用。