震蕩式櫻桃采摘機的結構設計

苗露 宋健 謝雷 張含 戴小林

摘 要：針對當前櫻桃采摘機械化程度低的現狀，我們設計了震蕩式櫻桃采摘機。本櫻桃采摘機包括動力機構、傳動機構、抓取機構。其中動力機構包括蓄電池、直流電機、減速器，傳動機構包括同步帶輪，偏心軸，軸承，連桿。抓枝器抓取櫻桃樹枝干，開啟電源，電機轉動，通過同步帶輪帶動偏心軸轉動，桿端軸承連接連桿，實現連桿的高頻往復運動從而將櫻桃震蕩落下。本設計的目的是提供一種結構簡單、降低人工勞動強度、安全系數高、采摘效率高、制造成本低的震蕩式櫻桃采摘機。

關鍵詞：采摘機械；機電一體化；震蕩；高效

一、研究背景

據中國園藝學會櫻桃分會數據統計，2015年我國甜櫻桃種植面積約20hm2，產量約80萬噸。在櫻桃成熟后的摘取工作非常繁瑣，由于櫻桃小而且易損壞且分布分散的特點，且櫻桃樹比較高大，在采摘的時候比較困難。目前，我國現有的適用于采摘櫻桃的機械的制作成本較高，一般用戶很少采用現有的櫻桃采摘機，在櫻桃成熟期時仍需要大量的人力，人力手工摘取櫻桃，其工作效率十分低下，傳統的人工采摘櫻桃的效率僅為8kg/h左右，在市場的需求下不能夠及時供給，并且市場的需求也在逐漸增加，并且在采摘過程中櫻桃的破損較高；另外，由于櫻桃樹較為高大，采摘人員需要到較高的位置采摘櫻桃，采摘人員易出現安全事故，威脅到人身安全。發展多了采收時勞動力跟不上，所以高效快速的采摘櫻桃就有著極大的市場需求。因此，需要設計出一種設備，能夠代替人力對櫻桃進行摘取工作，減輕繁重的人力勞動。

二、震蕩式櫻桃采摘機的特點

文章所設計的震蕩式櫻桃采摘機為一種結構簡單、降低人工勞動強度、安全系數高、采摘效率高、制造成本低的新型設備。一種震蕩式櫻桃采摘機，包括移動車、安裝在移動車上的固定架、傳動機構、動力機構和抓取機構。為適應櫻桃果園地面環境，選用農用手推移動小車作為底盤，選用適合在沙壤地移動的膠輪，上加裝電源模塊，安裝在移動車上的固定架采用工業鋁材，固定架的下部安裝動力機構，固定架的頂部安裝傳動機構和抓取機構，動力機構用于為傳動機構和抓取機構提供動力動力裝置，通過抓枝器手動夾緊櫻桃樹干，抓枝器上設有保護樹干的減震墊，避免抓枝器在晃動樹干時磨損樹干，并且電機調節減速器控制連桿的直線往復運動的速度，從而控制震蕩果樹的頻率，在達到快速采摘目的的同時還能夠保護果樹，降低了人工勞動強度，另外，采用減速器與電機制作的動力機構，其制作成本低。此設計最大的特點是簡單機械結構與電力系統的配合設計，采摘裝置的電機帶動同步帶輪從而使偏心軸帶動連桿實現高頻往復運動達到震蕩效果。

三、 震蕩式櫻桃采摘機的主要結構

如圖1所示，1為移動車；2為固定架；3為電機；4為減速器；5為軸承座；6為偏心軸承；7為同步帶輪；8為軸；9為桿端軸承；10為連桿；11為導軌；12為抓枝器；13為抓枝座；14為手爪；15為支撐板；16為連接件；17為直角固定座；18為萬向輪。

移動車1上設有48V的蓄電池電源，蓄電池為直流電機3供電，將抓枝器12固定在合理高度的樹干處，抓枝器12與樹干貼合抓緊，直流電機3開始運轉，電機3轉動通過與同步帶輪7的軸連接從而帶動同步帶輪7轉動，利用偏心軸承6將軸8與連桿10連接起來后，使連桿10進行直線往復運動，連桿10的下方設置有導軌11，在連桿10進行直線往復運動時，連桿10在導軌11上往復滑動，降低對連桿10的磨損，與連桿10固定連接的抓枝器12在連桿10的帶動下進行直線往復運動，從而達到晃動樹干的作用，使得櫻桃從果樹上掉落，方便櫻桃的采摘。

四、結語

目前水果采摘機械正趨于機械化，自動化，智能化，該裝置采用機電一體化的設計方式，靈活方便，易于操作在快速采摘的同時又保護了果樹，解決了現在規模性種植櫻桃，采摘效率低下的問題，填補了我國在采摘櫻桃領域的小型輔助機械的空白，符合當前農業現狀和社會發展的需求

參考文獻：

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