可升縮剪切式多功能臍橙采摘器

熊震 胡瑞

摘要：為了解決贛州地區(qū)矮化密植臍橙采收作業(yè)存在的問題，針對目前臍橙的種植模式中的植物生長特點，本文設(shè)計了可升縮剪切式多功能臍橙采摘器，詳細闡述了采摘器結(jié)構(gòu)及工作原理，設(shè)計分析其關(guān)鍵部件，該裝置中收集籃、伸縮桿的連接結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固，并且在收集籃與伸縮桿之間還設(shè)有緩沖帶，能夠有效減緩二者之間的相互作用力，從而使本實用新型具有很好的穩(wěn)固性和耐沖擊能力該機器結(jié)構(gòu)嚴謹、適應(yīng)性強、采摘效率高、無需再額外請人在地面上接住果子，節(jié)約人工且更加安全，適用于密植種植園進行臍橙的采摘與收集。

關(guān)鍵詞：可升縮剪切式、臍橙采摘器、多功能、電動摘果刀

前言

在“鄉(xiāng)村振興”發(fā)展戰(zhàn)略下，贛南臍橙產(chǎn)業(yè)逐步占據(jù)著贛南人的主要收入位置[1]。但是，在實際的臍橙種植作業(yè)中，依然主要依靠傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式，工作量大、效率低、質(zhì)量難保證[2]。因此，以臍橙為對象研究一種臍橙采摘裝置，促進果業(yè)采摘自動化、智能化具有較大的意義。贛南臍橙年產(chǎn)量達百萬噸，原產(chǎn)地江西省贛州市已經(jīng)成為臍橙種植面積世界第一，年產(chǎn)量世界第三、全國最大的臍橙主產(chǎn)區(qū)[3-4]。在采摘臍橙時，往往需要兩人配合工作，其中一人借助電動摘果刀具將臍橙摘下，另一人手持容器在下面接住落下的臍橙，這樣不但浪費人工，并且容易砸到人有一定的危險性[5];且臍橙在過高的高度掉落在容器中產(chǎn)生的沖擊力較大，容易摔壞臍橙，并且人工手持容器在如此大沖擊力的作用下接住臍橙，手持容器的穩(wěn)定性以及容器的耐沖擊能力均不夠。

2.可升縮剪切式多功能臍橙采摘器結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

可升縮剪切式多功能臍橙采摘器包括套桿、伸縮桿和電動摘果刀具，伸縮桿上安裝了一個可隨著伸縮桿一起運動的收集籃以及電動摘果刀具構(gòu)成，收集籃的開口正對電動摘果刀具，電動摘果刀具安裝在伸縮桿遠離所述套桿的一端，收集籃外表面的一側(cè)與所述伸縮桿固定連接，收集籃設(shè)有一個開口，該開口正對所述電動摘果刀具。收集籃與伸縮桿之間通過多個螺栓與螺紋孔擰緊配合，通過兩塊柔性卡板卡接配合，使收集籃與伸縮桿的連接結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固，并且在收集籃與伸縮桿之間還設(shè)有緩沖帶，能夠有效減緩二者之的相互作用力，從而使其具有很好的穩(wěn)固性和耐沖擊能力。

2.2可升縮剪切式多功能臍橙采摘器結(jié)構(gòu)

一種可升縮剪切式多功能臍橙采摘器，包括套桿、伸縮桿和電動摘果刀具。伸縮桿活動插接在套桿的內(nèi)部，二者伸縮配合使用，電動摘果刀具安裝在伸縮桿遠離套桿的一端;端邊還設(shè)計有收集籃，收集籃外表面的一側(cè)與伸縮桿固定連接，收集籃設(shè)有一個開口，開口正對電動摘果刀具，收集籃在其與伸縮桿連接的位置設(shè)計了柔性卡板和緩沖帶，能夠有效減緩二者之間的相互作用力，從而使本實用新型具有很好的穩(wěn)固性和耐沖擊能力。一端同軸套接有把手、手上設(shè)有防滑紋。伸縮桿形狀相匹配的限位槽。

其工作原理：伸縮桿活動插接在套桿的內(nèi)部，電動摘果刀具安裝在伸縮桿遠離套桿的一端，伸縮桿可沿著套管做伸縮運動，從而使電動摘果刀具也可隨著伸縮桿進行伸縮調(diào)節(jié)，以摘取位于不同高度的臍橙，該種可升縮剪切式多功能臍橙采摘器還包括有收集籃，收集籃外表面的一側(cè)與伸縮桿固定連接，從而使收集籃也可隨著伸縮桿進行伸縮調(diào)節(jié)。

2.3新型收集籃結(jié)構(gòu)設(shè)計

收集籃由橫向桿和縱向桿交錯組合而成，伸縮桿嵌入在嵌入在收集籃外表面一側(cè)中部的兩根縱向桿之間，該兩根縱向桿的一端均開設(shè)有三個第二螺紋孔，每個第二螺紋孔內(nèi)均配套設(shè)置有一根所述螺栓;伸縮桿上的所述第一螺紋孔開設(shè)有六個，伸縮桿的兩側(cè)各分布有三個第一螺紋孔，分別對應(yīng)于兩根縱向桿上的三個第二螺紋孔，第一螺紋孔與第二螺紋孔同軸設(shè)置，并且二者通過螺栓螺紋連接在一起。

收集籃與伸縮桿之間通過多個螺栓與第一螺紋孔和第二螺紋孔相互擰緊配合，還通過兩塊柔性卡板將伸縮桿與收集籃牢牢卡接在一起，使收集籃與伸縮桿的連接結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)固，從而使收集籃在受到?jīng)_擊力時不易與伸縮桿出現(xiàn)松動甚至脫離，當收集籃在受到?jīng)_擊力時，緩沖帶能夠減緩收集籃給伸縮桿的擠壓力，從而有效減緩二者之間的相互作用力，進而使具有很好的穩(wěn)固性和耐沖擊能力。

2.4電池盒設(shè)計

電池盒呈兩端開口的長方體結(jié)構(gòu)，所述接線板的一端鉸接在所述電池盒底部開口的一側(cè)，另一端與所述電池盒底部開口的另一側(cè)活動連接，所述底蓋的截面呈L型，其遠離自身鉸接端的一端與所述接線板遠離自身鉸接端的一端的底部活動連接。

電池盒的底面鉸接有接線板，伸縮桿的外表面位于電池盒下方的位置鉸接有底蓋，電池盒的內(nèi)部位于接線板上方的位置固定安裝有支撐板，電池盒呈兩端開口的長方體結(jié)構(gòu)，接線板的一端鉸接在電池盒底部開口的一側(cè)，另一端與電池盒底部開口的另一側(cè)通過相互配合的卡頭以及卡槽活動連接在一起，底蓋的截面呈L型，其遠離自身鉸接端的一端與接線板遠離自身鉸接端的一端的底部通過相互配合的卡頭以及卡槽活動連接在一起，支撐板、接線板以及電池盒的內(nèi)壁之間構(gòu)成有空腔，底蓋與接線板之間也構(gòu)成有空腔，第一接線孔貫通該空腔，支撐板上貫通開設(shè)有兩個第二接線孔，接線板上固定貫穿設(shè)置有兩個接線柱。

結(jié)論

本裝置的機械結(jié)構(gòu)直接決定了機器人運動的靈活性和控制的復(fù)雜性，針對采摘作業(yè)對象的特點，設(shè)計簡單、緊湊、輕巧，采摘無損高效，節(jié)省勞動力成本且更加安全，顯著提高了降低生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效率。

參考文獻

[1]盧占軍，鐘八蓮，郭慧.贛南臍橙產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的探討[J].企業(yè)經(jīng)濟，2015（04）：149-152.

[2]王云霞.奉節(jié)縣：著力推廣林果機械為鄉(xiāng)村振興添措施[J].當代農(nóng)機，2019（08）：16-17.

[3]李志鵬，羅玉峰，石志新，等.臍橙采摘執(zhí)行器的設(shè)計與研究[J].機械傳動，2020，44（04）：67-73.

[4]刁俊明，曾憲錄，朱遠平，等.臍橙果實大小對果實感官品質(zhì)和可溶性固形物含量的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學，2015，42（23）：82-85.

[5]李玉桂.推廣果業(yè)機械助推臍橙產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].當代農(nóng)機，2013（07）：21.

基金項目

國家（江西省）大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項目（201635）;江西省教育廳項目（GJJ180960，GJJ180934）;江西省研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（YC2020-S633）;南昌工程學院研究生創(chuàng)新項目（YJSCX202006）。

通信作者：胡瑞