摘要：目前，棗的采摘使用的是桿振采收，會(huì)使棗果實(shí)出現(xiàn)大量的粉碎性創(chuàng)傷，尤其果實(shí)表皮薄，質(zhì)地酥脆的棗，即使有的沒(méi)有破損，也不容易貯藏和長(zhǎng)途運(yùn)輸。針對(duì)傳統(tǒng)式采摘帶來(lái)的眾多不利因素，本文設(shè)計(jì)研究了一種摘棗機(jī)。該摘棗機(jī)主要由直流減速電動(dòng)機(jī)、輔助閉合爪、采摘箱體、伸縮桿、傳送軟管、旋轉(zhuǎn)梳齒、收集裝置等部分構(gòu)成。采摘時(shí)，通過(guò)調(diào)整伸縮桿來(lái)改變長(zhǎng)度，利用按動(dòng)伸縮桿手柄握把處的按鈕來(lái)啟動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)齒輪，進(jìn)而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸上系列裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，再聯(lián)合輔助閉合爪轉(zhuǎn)下果子，完成采摘。該采摘器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，具有較強(qiáng)的通用性和可操作性。適用于大面積摘棗，能順利高效地采摘果實(shí)，極大地降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了采摘效率。

關(guān)鍵詞：輔助閉合爪;旋轉(zhuǎn)梳齒;驅(qū)動(dòng)裝置

中圖分類(lèi)號(hào)：S225.93 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI編號(hào)： ? 10.14025/j.cnki.jlny.2019.02.010

在棗類(lèi)生產(chǎn)作業(yè)中，收獲采摘約占整個(gè)作業(yè)量的40%，棗的采摘作業(yè)是棗生產(chǎn)鏈中最耗時(shí)、最費(fèi)力的一個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是高空采摘，由于不能直接接觸，必須靠輔助工具登高來(lái)完成，更增加了采摘的難度和危險(xiǎn)性。與此同時(shí)，采摘作業(yè)質(zhì)量還直接影響到產(chǎn)品的后續(xù)加工和儲(chǔ)存，最終影響市場(chǎng)價(jià)格和經(jīng)濟(jì)效益，如何以低成本、高品質(zhì)采摘冬棗，是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中必須重視和考慮的問(wèn)題。由于采摘作業(yè)的復(fù)雜性，目前國(guó)內(nèi)冬棗采摘作業(yè)全部是手工完成。隨著人口的老齡化和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本也將提高。因此，發(fā)展機(jī)械化采摘技術(shù)，研究開(kāi)發(fā)棗類(lèi)采摘機(jī)械具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

1 總體結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 總體結(jié)構(gòu)

該摘棗機(jī)由輔助摘棗閉合爪、閉合爪拉線控制部分、采摘箱體、旋轉(zhuǎn)梳齒及其傳動(dòng)部分、直流減速電機(jī)、伸縮桿、握把、電源、傳送管、收集裝置等組成，如圖1所示。

1.2工作原理

其中伸縮桿用以滿足不同高度的采摘任務(wù)，當(dāng)果農(nóng)將棗類(lèi)放入準(zhǔn)箱體后，通過(guò)拉線控制輔助閉合爪閉合，同時(shí)按下電源按鈕，電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)梳齒旋轉(zhuǎn)，采摘棗子，落到箱體內(nèi)，并通過(guò)傳送管順著滑入到收集裝置中，從而完成采摘任務(wù)。該摘棗機(jī)便于攜帶，工作可靠，效率較高，且在采摘過(guò)程中能很好地保護(hù)棗子。

圖1 摘棗機(jī)總體設(shè)計(jì)

2 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1采摘框的設(shè)計(jì)

采摘框在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、韌性好、易于加工、不對(duì)棗類(lèi)水果質(zhì)量產(chǎn)生影響的材質(zhì)。基于上述考慮，采摘框設(shè)計(jì)為長(zhǎng)約240mm、寬約240mm、高約260mm、壁厚8mm的方形箱體，材料選用ABS塑料并分為三部分組成，最上面部分主要連接輔助閉合爪，且在連接部分有防止閉合爪反彈的擋板，中間部分的一側(cè)壁通過(guò)螺栓連接來(lái)固定蝸輪蝸桿直流電機(jī)箱體和安裝旋轉(zhuǎn)軸部分相關(guān)零件，最下面部分主要連接伸縮桿以及固定電機(jī)箱體，最上面箱體和中間箱體上有安裝滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)，滾動(dòng)軸承通過(guò)過(guò)盈配合、軸承擋圈通過(guò)緊定螺釘和24mm的帶孔軸套通過(guò)A型平鍵和緊定螺釘安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，上、中箱體采用直槽口和螺栓連接方式連接，中下箱體采用螺栓連接方式。

2.2輔助閉合爪的設(shè)計(jì)

閉合爪為了承受枝椏的反向拉力，以及拉棗的拉力，所以初選高強(qiáng)度、抗沖擊且抗腐蝕性的碳纖維復(fù)合材料?？紤]到成熟棗子的大小一般為20mm，所以爪子閉合時(shí)的間距設(shè)為15mm這可以有效避免樹(shù)枝上棗子卡在閉合爪之間后反彈出來(lái)的情況，或者棗子直接卡在爪子間的情況，大大提高了果農(nóng)的收獲效率。

2.3旋轉(zhuǎn)打棗梳齒

由于成熟的棗類(lèi)水果大多數(shù)生長(zhǎng)在樹(shù)枝椏上，并不需要打棗梳齒用太大的力去將水果擊落，但又必須考慮打棗梳齒有良好的固性及可靠性，所以采用工程塑料且打棗梳齒與旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)鍵槽和緊定螺釘連接，這樣既保證了穩(wěn)固性又提高了可靠性。

旋轉(zhuǎn)軸直徑為5mm的圓柱形，旋轉(zhuǎn)軸只是起輔助和帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)打棗梳齒運(yùn)動(dòng)的作用，不需要特別硬的材質(zhì)，塑料或者較輕的金屬都可以。

3 結(jié)語(yǔ)

該摘棗機(jī)操作簡(jiǎn)便、可靠性高。使用方法簡(jiǎn)單，維修維護(hù)方便。該成品可以在各種不同條件下工作，如在不同的作業(yè)地形、不同大小的棗類(lèi)水果等情形，該機(jī)械同樣操作得心應(yīng)手。

就目前來(lái)看，水果生產(chǎn)機(jī)械化程度較低，特別是采摘這一環(huán)節(jié)，人工采摘作業(yè)效率低、成本高，而且進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人口老齡化問(wèn)題日趨嚴(yán)重。因此，加大對(duì)棗類(lèi)或者其他水果采摘機(jī)械的研究力度，對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有很大的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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[2]段潔利，陸華忠，王慰祖.等水果采收機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，39（16）：189-192.

[3]曾正明.實(shí)用有色金屬材料手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：572-573.

[4]王春生.目前鮮棗貯藏產(chǎn)業(yè)發(fā)展中應(yīng)注意的問(wèn)題[J].保險(xiǎn)與加工，2002，（01）：1-2.

作者簡(jiǎn)介：劉小瑞，碩士，講師，研究方向：機(jī)械工程。