赵树萍，贾 君，冯 琦

（西安交通工程学院，陕西 西安 710300）

目前我国果农采摘林果还是以人工采摘为主，常用竹竿将果实打落在地，再捡拾收集，效率低、劳动量大，采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%～50%[1]，如果不能及时采摘，还会导致经济上的损失。因此，林果自动清收装置的研究对提高清收效率、节省人工和提高果农的经济效益具有重要意义。

采摘机械主要有振摇式、撞击式和切割式3 种类型。其中，振摇式采摘机械多依靠偏心回转机构或往复式运动机构对果树树干或树枝进行振动[2]，最终实现果实的采摘。本文拟利用气缸的往复直线运动实现对果树树干或树枝的振动，并设计了相应的果实收集装置。

振摇式机械采摘装置主要是利用果树树干或树枝受到激振力的作用，使果实产生较大的惯性力而脱落。通过对果实振动力学的分析可知，在不损伤果树的前提下，振幅一定的情况下，选择合适的激振频率才能保证果实产生足够大的脱落惯性力，达到较好的采摘效果[3]。

本文所设计的振摇式清收装置主要针对高度在2.5～7 m，行距3 m 以上，树枝直径范围为50～100 mm 的果树。研究表明振幅为40 mm，气缸振动频率为10～15 Hz时采摘率较高，按照树枝直径比例计算得到所需激振力为5 100～5 490 N[4]。清收装置由清理装置和收集装置组成，清理装置使果实脱落，通过收集装置进行收集。

1 清理装置

清理装置整体结构如图1 所示，主要由振动机构与伸缩机构组成。工作时，首先通过支撑气缸的伸缩来调节机械伸缩杆的角度，直至合适位置，然后通过机械伸缩杆带动振动气缸以及振动勾具进行伸缩，直至勾住树枝，在振动气缸的作用下产生激振力从而使果实与树枝分离。……