震荡式樱桃采摘机的结构设计

苗露 宋健 谢雷 张含 戴小林

摘 要：针对当前樱桃采摘机械化程度低的现状，我们设计了震荡式樱桃采摘机。本樱桃采摘机包括动力机构、传动机构、抓取机构。其中动力机构包括蓄电池、直流电机、减速器，传动机构包括同步带轮，偏心轴，轴承，连杆。抓枝器抓取樱桃树枝干，开启电源，电机转动，通过同步带轮带动偏心轴转动，杆端轴承连接连杆，实现连杆的高频往复运动从而将樱桃震荡落下。本设计的目的是提供一种结构简单、降低人工劳动强度、安全系数高、采摘效率高、制造成本低的震蕩式樱桃采摘机。

关键词：采摘机械；机电一体化；震荡；高效

一、研究背景

据中国园艺学会樱桃分会数据统计，2015年我国甜樱桃种植面积约20hm2，产量约80万吨。在樱桃成熟后的摘取工作非常繁琐，由于樱桃小而且易损坏且分布分散的特点，且樱桃树比较高大，在采摘的时候比较困难。目前，我国现有的适用于采摘樱桃的机械的制作成本较高，一般用户很少采用现有的樱桃采摘机，在樱桃成熟期时仍需要大量的人力，人力手工摘取樱桃，其工作效率十分低下，传统的人工采摘樱桃的效率仅为8kg/h左右，在市场的需求下不能够及时供给，并且市场的需求也在逐渐增加，并且在采摘过程中樱桃的破损较高；另外，由于樱桃树较为高大，采摘人员需要到较高的位置采摘樱桃，采摘人员易出现安全事故，威胁到人身安全。发展多了采收时劳动力跟不上，所以高效快速的采摘樱桃就有着极大的市场需求。因此，需要设计出一种设备，能够代替人力对樱桃进行摘取工作，减轻繁重的人力劳动。

二、震荡式樱桃采摘机的特点

文章所设计的震荡式樱桃采摘机为一种结构简单、降低人工劳动强度、安全系数高、采摘效率高、制造成本低的新型设备。一种震荡式樱桃采摘机，包括移动车、安装在移动车上的固定架、传动机构、动力机构和抓取机构。为适应樱桃果园地面环境，选用农用手推移动小车作为底盘，选用适合在沙壤地移动的胶轮，上加装电源模块，安装在移动车上的固定架采用工业铝材，固定架的下部安装动力机构，固定架的顶部安装传动机构和抓取机构，动力机构用于为传动机构和抓取机构提供动力动力装置，通过抓枝器手动夹紧樱桃树干，抓枝器上设有保护树干的减震垫，避免抓枝器在晃动树干时磨损树干，并且电机调节减速器控制连杆的直线往复运动的速度，从而控制震荡果树的频率，在达到快速采摘目的的同时还能够保护果树，降低了人工劳动强度，另外，采用减速器与电机制作的动力机构，其制作成本低。此设计最大的特点是简单机械结构与电力系统的配合设计，采摘装置的电机带动同步带轮从而使偏心轴带动连杆实现高频往复运动达到震荡效果。

三、 震荡式樱桃采摘机的主要结构

如图1所示，1为移动车；2为固定架；3为电机；4为减速器；5为轴承座；6为偏心轴承；7为同步带轮；8为轴；9为杆端轴承；10为连杆；11为导轨；12为抓枝器；13为抓枝座；14为手爪；15为支撑板；16为连接件；17为直角固定座；18为万向轮。

移动车1上设有48V的蓄电池电源，蓄电池为直流电机3供电，将抓枝器12固定在合理高度的树干处，抓枝器12与树干贴合抓紧，直流电机3开始运转，电机3转动通过与同步带轮7的轴连接从而带动同步带轮7转动，利用偏心轴承6将轴8与连杆10连接起来后，使连杆10进行直线往复运动，连杆10的下方设置有导轨11，在连杆10进行直线往复运动时，连杆10在导轨11上往复滑动，降低对连杆10的磨损，与连杆10固定连接的抓枝器12在连杆10的带动下进行直线往复运动，从而达到晃动树干的作用，使得樱桃从果树上掉落，方便樱桃的采摘。

四、结语

目前水果采摘机械正趋于机械化，自动化，智能化，该装置采用机电一体化的设计方式，灵活方便，易于操作在快速采摘的同时又保护了果树，解决了现在规模性种植樱桃，采摘效率低下的问题，填补了我国在采摘樱桃领域的小型辅助机械的空白，符合当前农业现状和社会发展的需求

参考文献：

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