一种摘枣机的设计

2019-07-01刘小瑞

吉林农业 2019年2期

摘要：目前，枣的采摘使用的是杆振采收，会使枣果实出现大量的粉碎性创伤，尤其果实表皮薄，质地酥脆的枣，即使有的没有破损，也不容易贮藏和长途运输。针对传统式采摘带来的众多不利因素，本文设计研究了一种摘枣机。该摘枣机主要由直流减速电动机、辅助闭合爪、采摘箱体、伸缩杆、传送软管、旋转梳齿、收集装置等部分构成。采摘时，通过调整伸缩杆来改变长度，利用按动伸缩杆手柄握把处的按钮来启动电机带动齿轮，进而带动旋转轴上系列裝置转动，再联合辅助闭合爪转下果子，完成采摘。该采摘器结构简单、成本低廉，具有较强的通用性和可操作性。适用于大面积摘枣，能顺利高效地采摘果实，极大地降低了劳动强度，提高了采摘效率。

关键词：辅助闭合爪;旋转梳齿;驱动装置

中图分类号：S225.93 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2019.02.010

在枣类生产作业中，收获采摘约占整个作业量的40%，枣的采摘作业是枣生产链中最耗时、最费力的一个环节，尤其是高空采摘，由于不能直接接触，必须靠辅助工具登高来完成，更增加了采摘的难度和危险性。与此同时，采摘作业质量还直接影响到产品的后续加工和储存，最终影响市场价格和经济效益，如何以低成本、高品质采摘冬枣，是生产环节中必须重视和考虑的问题。由于采摘作业的复杂性，目前国内冬枣采摘作业全部是手工完成。随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本也将提高。因此，发展机械化采摘技术，研究开发枣类采摘机械具有重要的现实意义[1]。

1 总体结构与工作原理

1.1 总体结构

该摘枣机由辅助摘枣闭合爪、闭合爪拉线控制部分、采摘箱体、旋转梳齿及其传动部分、直流减速电机、伸缩杆、握把、电源、传送管、收集装置等组成，如图1所示。

1.2工作原理

其中伸缩杆用以满足不同高度的采摘任务，当果农将枣类放入准箱体后，通过拉线控制辅助闭合爪闭合，同时按下电源按钮，电机带动旋转梳齿旋转，采摘枣子，落到箱体内，并通过传送管顺着滑入到收集装置中，从而完成采摘任务。该摘枣机便于携带，工作可靠，效率较高，且在采摘过程中能很好地保护枣子。

图1 摘枣机总体设计

2 主要结构设计

2.1采摘框的设计

采摘框在设计时应考虑质量轻、强度高、韧性好、易于加工、不对枣类水果质量产生影响的材质。基于上述考虑，采摘框设计为长约240mm、宽约240mm、高约260mm、壁厚8mm的方形箱体，材料选用ABS塑料并分为三部分组成，最上面部分主要连接辅助闭合爪，且在连接部分有防止闭合爪反弹的挡板，中间部分的一侧壁通过螺栓连接来固定蜗轮蜗杆直流电机箱体和安装旋转轴部分相关零件，最下面部分主要连接伸缩杆以及固定电机箱体，最上面箱体和中间箱体上有安装滚动轴承的结构，滚动轴承通过过盈配合、轴承挡圈通过紧定螺钉和24mm的带孔轴套通过A型平键和紧定螺钉安装在旋转轴上，上、中箱体采用直槽口和螺栓连接方式连接，中下箱体采用螺栓连接方式。

2.2辅助闭合爪的设计

闭合爪为了承受枝桠的反向拉力，以及拉枣的拉力，所以初选高强度、抗冲击且抗腐蚀性的碳纤维复合材料。考虑到成熟枣子的大小一般为20mm，所以爪子闭合时的间距设为15mm这可以有效避免树枝上枣子卡在闭合爪之间后反弹出来的情况，或者枣子直接卡在爪子间的情况，大大提高了果农的收获效率。

2.3旋转打枣梳齿

由于成熟的枣类水果大多数生长在树枝桠上，并不需要打枣梳齿用太大的力去将水果击落，但又必须考虑打枣梳齿有良好的固性及可靠性，所以采用工程塑料且打枣梳齿与旋转轴通过键槽和紧定螺钉连接，这样既保证了稳固性又提高了可靠性。

旋转轴直径为5mm的圆柱形，旋转轴只是起辅助和带动旋转打枣梳齿运动的作用，不需要特别硬的材质，塑料或者较轻的金属都可以。

3 结语

该摘枣机操作简便、可靠性高。使用方法简单，维修维护方便。该成品可以在各种不同条件下工作，如在不同的作业地形、不同大小的枣类水果等情形，该机械同样操作得心应手。

就目前来看，水果生产机械化程度较低，特别是采摘这一环节，人工采摘作业效率低、成本高，而且进入21世纪以来，人口老龄化问题日趋严重。因此，加大对枣类或者其他水果采摘机械的研究力度，对未来农业的发展具有很大的实用价值。

参考文献

[1]孙金华.冬枣采摘机的设计[J].农业机械，2014，（06）220-221.

[2]段洁利，陆华忠，王慰祖.等水果采收机械的现状与发展[J].广东农业科学，2012，39（16）：189-192.

[3]曾正明.实用有色金属材料手册[M].北京：机械工业出版社，2008：572-573.