一種電動摘果機的設計

季海龍 王玉勤 許洋洋 孫其龍 武海峰

（巢湖學院機械與電子工程學院，安徽 巢湖 238000）

水果含有豐富的營養，具有促進消化、降低膽固醇、補充維生素等保健作用。但是，水果的采摘和收集對果農來說是一件耗時的工作，雇傭大量的勞動力必然會導致果農的利益達不到最大化。因此，大多數果農會從市場上購買摘果器進行采果。但是，傳統的摘果器存在許多問題，如不能采摘不同高度的水果，采摘水果和收集水果不能同步進行等。為此，本文設計了一種電動的、高效率的摘果工具。

1 電動摘果機的設計思路

1.1 傳統摘果機存在的問題

傳統摘果器雖然能夠在一定程度上幫助果農解決一些生產問題，但是本身存在的問題急需解決。傳統摘果器主要存在以下問題：①只能實現采摘水果，不能實現收集水果；②采摘過程需要果農反復按壓手柄，消耗體力；③操作復雜繁瑣，每次采摘結束均需收桿；④采摘過程可能會損傷水果。

1.2 新型摘果機設計思路

電動摘果機主要由支撐桿、采摘部分、收集部分組成。伸縮桿共4根，作為手柄的一根伸縮桿內含有電源和按鈕開關［1］。采摘部分由凸輪機構和一對弧腔形刀具組成，凸輪機構帶動刀具做剪切運動從而切斷水果的莖［2］。收集部分由緩沖網和儲果籃組成，緩沖網一端通過掛扣連接在采摘部分，一端與儲果籃相連，緩沖網起到保護水果的作用［3］。電動摘果機三維圖如圖1所示。

圖1 電動摘果機三維結構圖

2 電動摘果機的技術指標

2.1 采摘部分結構設計

采摘部分的結構如圖2所示，其核心機構是凸輪機構，凸輪機構與2個S形弧形刀具裝配在一起，2個弧形刀具通過銷釘銷接在一起，有一彈簧分別連接在2個弧形刀具的底端。當電機帶動凸輪轉動時，此時一個弧形刀具將會做間歇擺動，2個弧形刀具就形成類剪刀工作的運動［4］。弧形刀具的一側邊設有8個掛孔，4個掛孔焊接在刀具支架上，4個掛孔是弧形刀具的轉孔。緩沖網上有8個掛扣，通過掛扣可以把緩沖網連接在弧形刀具上。

2.2 收集部分結構設計

收集部分結構如圖3所示，由緩沖網和儲果籃組成，緩沖網一端和采摘部分連接在一起，另一端和儲果籃連接在一起。采摘部分把水果切斷，水果就會順著緩沖網進入儲果籃內。顧名思義，緩沖網的作用就是緩沖保護水果。儲果籃上設有2個搬運手柄，方便搬運。

圖2 采摘部分結構圖

圖3 收集部分結構圖

2.3 支撐桿結構設計

支撐桿結構如圖4所示，主要由4個伸縮桿組成，用戶可以通過調整伸縮桿的長度，來采摘不同高度的水果。伸縮桿1內設有摘果機電源，尾端設有電源開關，伸縮桿1外設有一層防滑皮革。伸縮桿4一端焊接在采摘部分，伸縮桿直徑依次遞減，依次內嵌安裝。

圖4 收集部分結構圖

3 結語

本文設計的電動摘果機能有效地解決傳統摘果機存在的問題，該電動摘果機操作簡單，電動摘果機在使用時只需按壓電源開關，采摘部分即可開始工作，用戶可根據不同的水果高度來調節伸縮桿，以實現采摘，而采摘好的水果會順著緩沖網進入儲果籃內。該電動摘果機的弧形刀具在采摘時能有效避免損傷水果。同時，用電機帶動摘果機工作，減少了果農的體力消耗，工作更持久。另外，采摘裝置和收集裝置連接在一起，大大提高了采摘水果的效率，避免了反復收桿。該摘果機結構簡單、效率高，具有一定的市場應用價值。

［1］陳作模，葛文杰.機械原理［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［2］陳立德.機械設計基礎［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［3］劉鴻文.材料力學Ⅰ［M］.5版.北京：高等教育出版社，2010.

［4］朱冬梅，湯北瀾，何建英.畫法幾何及機械制圖［M］.北京：高等教育出版社，2008.