可调速金银花采摘机的设计分析与创新

河南省交通高级技工学校　池现荣

可调速金银花采摘机的设计分析与创新

河南省交通高级技工学校池现荣

金银花的采摘是金银花整个种植行业的难题，尤其是人力成本上升的今天，该调速金银花采摘机较好地解决了金银花手工采摘效率低的难题，有着广阔的市场前景和社会效益。

调速；金银花采摘机；分析与创新

1　引言

金银花具有清热解毒的作用，被广泛应用于中药材、饮料、化妆品、保健品中，也是广大农民致富的项目。金银花在花微黄未开时采摘，此时长约10～25毫米，直径约1～2毫米，上部较下部柔软、粗大，有淡淡的清香，花期约1～2天，实物图片如下图。若错过采摘时期的金银花，其药性和经济价值大大下降，所以金银花采摘是金银花收获的重要环节。目前，全国各地的种植户主要是人力采摘，随着中国人力成本的上升，金银花的成本二分之一是人力成本，这也是制约金银花扩大种植面积和价格较高的原因之一，也有一些种植户通过研制各种类似于吸尘器原理的采摘机，以提高采摘效率，但效果不甚理想，也未能推广应用，主要存在于机器采摘过程中，金银花受伤或切断的约占30%，整体色泽发乌，效率不高。本人通过研究金银花的实际采摘过程并亲自实践，结合现有机器的缺陷，新研制变速金银花采摘机。

2　行业现状与背景

人力进行金银花采摘需要以下几个过程：识别花—抓花—传送到袋—从袋取出。由于人有复杂的神经控制系统，抓花的力度能根据花的直径大小自由控制，所以人采摘的质量是机器无法比拟的，但人从识别花—抓花—传送到袋，这个过程可以用机器代替并批量作业，并且效率高于人，所以金银花采摘机重点从这个过程研制。

3　调速采摘机的的结构特性及原理

此变速金银花采摘机分为以下几个部分：充电器、电池、开关、调速器、花箱、风扇、输送管、电机、刚性电缆、吸头、抓手、筛花网板等，每部分工作特性及原理：

充电器：给电池充电。

电池：给电机提供电力。

开关：控制机器开与关。

调速器：根据花的密度和质量，对电机调速。

花箱：临时储存花。

风扇：抽风，形成负压，将花从吸头到花箱。

输送管：从吸头到花箱的通道。

电机：提供动力，传递给刚性电缆。

刚性电缆：将电机提供的动力传递到主齿轮上。

吸头：将花从枝上抓下来。

以上最重要的部分是吸头，由橡胶转轴、轴承、齿轮、花盒、筛花板等部分组成，该吸头各部分的工作特性及原理：

橡胶转轴：6个转轴由不锈钢材料制成，上有定位台阶和定位扁。将转轴固定在橡胶模具上，通过压力机高温高压，使用高抗撕硅橡胶，制成圆形转轴。该圆柱内硬、外软，类似于人手指头。

轴承：橡胶转轴两端装有轴承，橡胶转轴可灵活转动。

齿轮：转轴上装有齿轮，齿轮带动橡胶轮转动。

花盒：临时储存所采的花。

筛花板：由多个网格组成，左右移动，将花和叶分开，使叶不进入吸盒。

整个工作过程：充电器给锂电池充电—锂电池提供电源—电机旋转—调速器变速—动力线传送动力到转动主轴—6对齿轮啮合转动—3组吸轴相对旋转—带动金银花和叶子贴进筛花板—筛花板左右移动—金银花进入花盒—风扇旋转形成负压—金银花通过输送管进入背箱—打开箱盖取出。

4　项目推广前景

该变速金银花采摘机虽处于样机试制但已基本代替金银花手工采摘，效率相当于2～3倍人力，已在遂平金银花基地试用。因塑料模具费用投入较大，部分部件使用现有物品改制，未能批量生产。如年批量生产2000台，每台估价约1500元如按照当地人均日工资60元每天，每天可节约120元，15天左右即可收回成本最主要是解决了劳动力短缺问题。

5　创新点、效果归纳

该采摘设备原理并不复杂，但要达到人工的采摘质量有一定难度，经过多次调整橡胶转轴直径、橡胶型号、筛花板与转轴间距、电机转速、转轴之间间隙、筛花板移动距离等部件关系，基本可代替人工采摘金银花，高于其它采摘机的效率和质量。现在机器是样机研制，因塑料模具投入较大，部分部件使用现在物品改制，外观、质量、效率仍有一定的改进空间，争取通过不断完善和改进，达到人手的采摘质量，效率同倍于3～5人。

6　结论

金银花的采摘是金银花整个种植行业的难题，尤其是人力成本上升的今天，该变速金银花采摘机较好地解决了金银花手工采摘效率低的难题，此设备目前仍处于样机试制阶段，因塑料模具投入较大，部分部件使用现有物品改制，未批量生产随着研制投入的加大，在听取种植人员的试用意见后，不断完善和改进，将会逐步提升外观、质量和效率。产品定型批产后，成本下降，将会在整个金银花采摘行业使用有着广阔的市场前景和社会效益。

［1］陈军.中药金银花质量控制研究［M.中国中医药出版社，2012，08.

池现荣，1973年生，河南确山人，讲师，研究方向：机械设计与制造的教学科研。