一種可換采摘頭水果采摘器設計

姚佳

摘 要：為了解決現有水果采摘器功能單一、效率不高的問題，設計了一種可換采摘頭水果采摘器，該水果采摘器可更換兩種采摘頭，方便抓取不同類型水果；采摘桿伸縮方便靈活，可進行不同高度水果采摘；具有果實收集和計數功能，方便果實的后期整理等特點。該水果采摘器結構簡單，操作快捷，便于攜帶，實現了采摘收集計數一體化，可用于小型果園的水果采摘。

關鍵詞：可換采摘頭 多功能 水果采摘器 便攜

中圖分類號：S225.93 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（b）-0121-02

1 設計背景及意義

隨著社會經濟的發展，在我國廣大的農村地區種植著各種各樣的水果，這些水果的大量生產，提高了人民的生活質量，但水果的采摘一直是困擾果農的一個問題。我國水果種植地形復雜，雖有很多大型的水果采摘機械研究問世，應用范圍有限，基本上是以人工采摘為主，存在效率低下、勞動量大以及易造成果實損傷的問題，針對這些問題，人們設計研發了各種水果采摘器，來滿足廣大果農對水果采摘器的需求。

當前國內的水果采摘器大致可以分為下面幾類：（1）純機械式采摘器；（2）刀片剪切果柄式采摘器；（3）電動控制采摘器。這3種水果采摘器有各自優缺點，純機械式水果采摘器原理是利用手柄控制拉線從而控制采摘頭，一般采摘頭上面有固定的手爪，將水果固定后利用人力將水果拽下，但是存在容易拽斷樹枝和損傷水果的問題，且操作不便，效率也很低，比較適合小量的水果采摘[1]。刀片剪切式是通過手柄控制拉線從而控制刀片，利用刀片的剪切將水果柄剪切斷，剪下的水果掉入收集水果裝置中，但利用刀片剪切采摘容易損傷水果，不適合多汁易損類水果的采摘。電動控制式采摘器主要是由電動機驅動具有切剪功能的機械構件，電路元件裝在剪切機構上，在有水果進入剪切機構時能完成水果柄的剪切，使水果脫離果樹，此類產品技術先進，但是制造成本較高，操作不便，維護成本也較高，對于一般的水果采摘實用性不強[2]。

基于以上分析，本文設計了一款可換采摘頭式水果采摘裝置，具有采摘頭換接方便、長度伸縮自如、可收集計數、成本低等特點，適用于農村小型果園的水果采摘。

2 可換采摘頭水果采摘器的結構設計

本文設計的可換采摘頭水果采摘器包含三大功能模塊，設計圖如圖1所示，整個可換采摘頭水果采摘器結構由剪動頭（核心部分）、鋁合金伸縮管、伸縮定位按鈕、塑料手柄等組成?？梢苑奖銓崿F采摘頭的更換和手柄長度的調節以及對果實進行計數，使用很方便。

該可換采摘頭水果采摘器的結構設計簡單，剪刀頭鋒利耐用；鋁合金伸縮桿握桿舒適、結構輕巧攜帶起來省力方便，定位按鈕可以對采摘器進行定位伸縮、長度調節、按下鎖扣拉出伸縮管即可操作非常便捷，塑料手柄運用了防滑設計，握感非常舒適。各個尺寸如下：總長度：134cm；伸長后長度：170cm；剪刀頭長度：8.5cm；強力三頭抓長度：20cm；水果采摘器總重：1kg。下面具體介紹主要的功能模塊。

2.1 轉換頭模塊

這個模塊是整個采摘器的核心，在水果采摘過程中起主導作用，當我們需要采摘表皮容易受到傷害的水果和小型水果時，就可以采用圖2左邊的采摘頭。當我們需要采摘表皮比較不容易受到傷害的水果和大型水果時就可以采用圖2右邊的采摘頭。當然不管是哪一個采摘頭都是在一個手柄上面通過換采摘頭實現兩種采摘功能。實現了一柄多用。

2.2 伸縮模塊

這個模塊也是在采摘過程中必不可少的一部分，在采摘高樹水果時有時會遇到果樹太高的尷尬場面，我們設計的采摘器在鋁合金伸縮管中含有伸縮鋁片和彈簧組成的拉動裝置，在采摘水果的過程中只需要對準水果，如果發現果樹太高可以按下伸縮定位按鈕使采摘器加長，最后輕輕按壓手柄使剪動刀閉合實現水果的采摘，當不用時可以將水果采摘器收縮，攜帶起來非常方便，如圖3所示。

2.3 計數模塊

這個模塊也是在采摘過程中的一個附加模塊，它主要解決果農在日常操作時得計數問題，果實采摘后通過通道進入收集裝置中，如圖4所示，在收集箱下部放置一個觸發式計數器開關，使果實掉落時受到重力的作用從而碰撞并按壓它進行計數，從箱子外的計數器可以看出數值，在采摘的同時對果實進行了計數，提高了采摘效率。

3 主要創新點

該可換采摘頭水果采摘器有以下創新點。

（1）在普通的單一水果采摘器基礎上增添了轉換頭功能，方便快捷、成本低，實現了一柄多用。

（2）將固定笨拙的摘果器變成了靈活具有伸縮功能的多功能水果采摘器。

（3）果實收集功能與計數功能一體，提高了采摘效率。

4 結語

本文設計了一款可換采摘頭式水果采摘裝置，具有采摘頭換接方便、長度伸縮自如、可收集計數、成本低等特點。

本文的設計解決了農村果園水果人工采摘中存在的問題，產品設計實用，插裝方便，成本低。本設計具備很強的發展前景，在材料和結構上進一步優化設計，整個性能可以提高很多，將來可以設計加上一些附加功能，如增加水果的稱重功能，可進一步提高產品的競爭力。

參考文獻

[1] 熊文凱，顧曄，王偉雄.一種柑橘采摘器的設計探討[J].南方農機，2018，49（9）：78-79.

[2] 馬質璞，張抗，譚驥，等.一種新型單果采摘器的設計[J].機械設計與制造，2017（5）：252-255.