季海龙 王玉勤 许洋洋 孙其龙 武海峰

（巢湖学院机械与电子工程学院，安徽 巢湖 238000）

水果含有丰富的营养，具有促进消化、降低胆固醇、补充维生素等保健作用。但是，水果的采摘和收集对果农来说是一件耗时的工作，雇佣大量的劳动力必然会导致果农的利益达不到最大化。因此，大多数果农会从市场上购买摘果器进行采果。但是，传统的摘果器存在许多问题，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进行等。为此，本文设计了一种电动的、高效率的摘果工具。

1 电动摘果机的设计思路

1.1 传统摘果机存在的问题

传统摘果器虽然能够在一定程度上帮助果农解决一些生产问题，但是本身存在的问题急需解决。传统摘果器主要存在以下问题：①只能实现采摘水果，不能实现收集水果；②采摘过程需要果农反复按压手柄，消耗体力；③操作复杂繁琐，每次采摘结束均需收杆；④采摘过程可能会损伤水果。

1.2 新型摘果机设计思路

电动摘果机主要由支撑杆、采摘部分、收集部分组成。伸缩杆共4根，作为手柄的一根伸缩杆内含有电源和按钮开关［1］。采摘部分由凸轮机构和一对弧腔形刀具组成，凸轮机构带动刀具做剪切运动从而切断水果的茎［2］。收集部分由缓冲网和储果篮组成，缓冲网一端通过挂扣连接在采摘部分，一端与储果篮相连，缓冲网起到保护水果的作用［3］。电动摘果机三维图如图1所示。

图1 电动摘果机三维结构图

2 电动摘果机的技术指标

2.1 采摘部分结构设计

采摘部分的结构如图2所示，其核心机构是凸轮机构，凸轮机构与2个S形弧形刀具装配在一起，2个弧形刀具通过销钉销接在一起，有一弹簧分别连接在2个弧形刀具的底端。当电机带动凸轮转动时，此时一个弧形刀具将会做间歇摆动，2个弧形刀具就形成类剪刀工作的运动［4］。弧形刀具的一侧边设有8个挂孔，4个挂孔焊接在刀具支架上，4个挂孔是弧形刀具的转孔。缓冲网上有8个挂扣，通过挂扣可以把缓冲网连接在弧形刀具上。

2.2 收集部分结构设计

收集部分结构如图3所示，由缓冲网和储果篮组成，缓冲网一端和采摘部分连接在一起，另一端和储果篮连接在一起。采摘部分把水果切断，水果就会顺着缓冲网进入储果篮内。顾名思义，缓冲网的作用就是缓冲保护水果。储果篮上设有2个搬运手柄，方便搬运。

图2 采摘部分结构图

图3 收集部分结构图

2.3 支撑杆结构设计

支撑杆结构如图4所示，主要由4个伸缩杆组成，用户可以通过调整伸缩杆的长度，来采摘不同高度的水果。伸缩杆1内设有摘果机电源，尾端设有电源开关，伸缩杆1外设有一层防滑皮革。伸缩杆4一端焊接在采摘部分，伸缩杆直径依次递减，依次内嵌安装。

图4 收集部分结构图

3 结语

本文设计的电动摘果机能有效地解决传统摘果机存在的问题，该电动摘果机操作简单，电动摘果机在使用时只需按压电源开关，采摘部分即可开始工作，用户可根据不同的水果高度来调节伸缩杆，以实现采摘，而采摘好的水果会顺着缓冲网进入储果篮内。该电动摘果机的弧形刀具在采摘时能有效避免损伤水果。同时，用电机带动摘果机工作，减少了果农的体力消耗，工作更持久。另外，采摘装置和收集装置连接在一起，大大提高了采摘水果的效率，避免了反复收杆。该摘果机结构简单、效率高，具有一定的市场应用价值。

［1］陈作模，葛文杰.机械原理［M］.北京：高等教育出版社，2006.

［2］陈立德.机械设计基础［M］.北京：高等教育出版社，2001.

［3］刘鸿文.材料力学Ⅰ［M］.5版.北京：高等教育出版社，2010.

［4］朱冬梅，汤北澜，何建英.画法几何及机械制图［M］.北京：高等教育出版社，2008.