水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)的設(shè)計(jì)

周濤

摘要：本文主要介紹水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)采摘水果以及高處樹(shù)枝修剪，收集網(wǎng)保證水果質(zhì)量，外表不被傷害。水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)操作方便，便于攜帶，可以達(dá)到提高水果采摘效率的目的。

關(guān)鍵詞：水果采摘;高處樹(shù)枝修剪;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

生活水平的不斷提高，人們對(duì)水果需求量十分龐大，我國(guó)是水果生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)。然而目前在水果采摘方面大部分果農(nóng)仍以傳統(tǒng)的手工采摘為主，低處的果實(shí)采摘方便，但高處的果實(shí)必須借助于人字梯或者其他外力因素才能采摘。由于果實(shí)分布的隨機(jī)性，采摘十分困難。傳統(tǒng)采摘浪費(fèi)了人力、物力和時(shí)間，且果園地面一般不平整，梯子架設(shè)不穩(wěn)，會(huì)有一定的安全隱患。此外，在采摘水果時(shí)，操作不當(dāng)極易造成水果質(zhì)量的損傷。同時(shí)，現(xiàn)有的水果采摘裝置不具有伸縮功能，無(wú)法根據(jù)實(shí)際情況伸長(zhǎng)與縮短。不具有照明功能，無(wú)法夜間作業(yè)，采摘時(shí)無(wú)法確定剪切的部分是否在果梗處。功能單一，無(wú)法修剪樹(shù)枝。

水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)則是為解決以上問(wèn)題而設(shè)計(jì)。水果采集及高處樹(shù)枝修剪機(jī)，經(jīng)過(guò)不斷的創(chuàng)新，綜合市場(chǎng)上的現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行比對(duì)以及改良，研發(fā)出最終的產(chǎn)品。本產(chǎn)品可以伸縮進(jìn)行水果采摘，同時(shí)可以剪除多余的樹(shù)枝，增加果實(shí)光照，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。同時(shí)具有照明功能，可適用于夜間摘果，可以準(zhǔn)確地進(jìn)縮行剪枝，產(chǎn)品上附帶的風(fēng)扇裝置可以吹動(dòng)遮擋采摘果實(shí)視線的枝條以及樹(shù)葉，為采摘提供了便利。

1.水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)的設(shè)計(jì)

1.1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了滿足高處水果采摘設(shè)備操作簡(jiǎn)單，輕巧方便的特點(diǎn)。水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)設(shè)備包括手柄、伸縮桿、電機(jī)、風(fēng)扇扇葉、LED燈、罩體、修剪裝置以及收集裝置;手柄固定在伸縮桿的一端，電機(jī)固定在伸縮桿的另一端，收集裝置安裝在伸縮桿上;電機(jī)與轉(zhuǎn)軸相連，風(fēng)扇扇葉與修剪裝置依次安裝在轉(zhuǎn)軸上;電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)風(fēng)扇扇葉與修剪裝置同步旋轉(zhuǎn);罩體罩在電機(jī)與風(fēng)扇扇葉外部，LED燈安裝在罩體上。本設(shè)備可伸長(zhǎng)與縮短，可根據(jù)實(shí)際情況伸長(zhǎng)與縮短，方便采摘。具有照明功能，夜間采摘時(shí)可辨別果實(shí)的具體位置。設(shè)有修剪裝置，可對(duì)高處的樹(shù)枝進(jìn)行修剪，同時(shí)還可避免損傷水果與果樹(shù)，保證水果產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2外觀及功能

產(chǎn)品外觀十分簡(jiǎn)約，方便攜帶收納，操作簡(jiǎn)單。在功能上，為了解決市面現(xiàn)有產(chǎn)品的一些設(shè)計(jì)痛點(diǎn)，以及滿足用戶的需求，本產(chǎn)品在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)可采集高處水果，并可根據(jù)果樹(shù)的高度自由調(diào)節(jié)設(shè)備對(duì)水果進(jìn)行采摘，并且采摘的同時(shí)保證水果的品質(zhì)。此外，產(chǎn)品附有照明功能，即使在光線暗時(shí)用戶仍可以進(jìn)行作業(yè)，產(chǎn)品設(shè)有風(fēng)扇裝置，可吹動(dòng)遮擋果實(shí)的樹(shù)葉，便于確定果梗的位置，方便采摘。

1.3結(jié)構(gòu)組成

如圖1所示，該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)主要以手柄1、伸縮桿2、電機(jī)3、風(fēng)扇扇葉4、LED燈5、轉(zhuǎn)軸6、固定套筒7、連接套筒8、雙刃刀片9、圓盤(pán)鋸片10、卡箍11、罩體15、以及收集裝置等組成。

伸縮桿2為現(xiàn)有產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)與伸縮拖把的拖把桿相同，其中部設(shè)有固定套筒7與連接套筒8，伸縮桿2伸長(zhǎng)或縮短后，通過(guò)固定套筒7與連接套筒8螺紋連接固定手柄1安裝在伸縮桿2的一端，電機(jī)3固定在伸縮桿2的另一端，收集裝置安裝在伸縮桿2上;電機(jī)3與轉(zhuǎn)軸6相連，風(fēng)扇扇葉4與修剪裝置依次安裝在轉(zhuǎn)軸6上;電機(jī)3帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸6旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)風(fēng)扇扇葉4與修剪裝置同步旋轉(zhuǎn);罩體15罩在電機(jī)3與風(fēng)扇扇葉4外部，LED燈5安裝在罩體15上

修剪裝置包括雙刃刀片9與圓盤(pán)鋸片10。雙刃刀片9或圓盤(pán)鋸片10通過(guò)螺栓固定在轉(zhuǎn)軸6的端部。雙刃刀片9為兩片條形的雙刃刀片，雙刃刀片可以修剪細(xì)小高處樹(shù)枝，還可以鋸斷果梗，采摘水果。圓盤(pán)鋸片10為圓盤(pán)形，周邊均布鉤形鋸片，可用于修剪高處危枝與粗壯的樹(shù)枝。雙刃刀片9或圓盤(pán)鋸片10通過(guò)螺栓固定在轉(zhuǎn)軸6的端部，便于更換，采摘水果與修剪細(xì)小高處樹(shù)枝采用雙刃刀片9，修剪高處危枝與粗壯的樹(shù)枝時(shí)更換為圓盤(pán)鋸片10。

收集裝置包括卡箍11、固定架12與收集網(wǎng)13。收集網(wǎng)13為網(wǎng)兜結(jié)構(gòu)，收集網(wǎng)13固定在固定架12上，卡箍11套在伸縮桿2上，固定架12與卡箍11通過(guò)螺栓連接，并通過(guò)螺栓將卡箍11固定在伸縮桿2上。

風(fēng)扇扇葉為現(xiàn)有產(chǎn)品，片數(shù)為3片，為規(guī)則性的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以便能夠產(chǎn)生均勻和穩(wěn)定的風(fēng)源。在風(fēng)扇扇葉4的外部安裝有罩體，對(duì)風(fēng)扇扇葉4起到保護(hù)作用，避免樹(shù)葉掉落在風(fēng)扇扇葉4上。罩體15端部設(shè)有圓形安全網(wǎng)14，LED燈5為環(huán)形，環(huán)繞在安全網(wǎng)14外部。

2.水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)特色

與市面現(xiàn)有采摘技術(shù)相比，該水果采摘裝置具有以下特色：

（1）本產(chǎn)品設(shè)有伸縮桿，可根據(jù)果樹(shù)高度進(jìn)行伸長(zhǎng)與縮短，使得采摘裝置在采摘不同高度的水果時(shí)，都能夠極其方便、靈活，既保證了作業(yè)人員的安全，又降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）本產(chǎn)品設(shè)有LED燈，具有照明功能，可以夜間或者光線暗的情況下進(jìn)行采摘，并且夜間采摘時(shí)可辨別果實(shí)的具體位置，確定剪切的部分是否在果梗處。

（3）本產(chǎn)品設(shè)有收集裝置，果實(shí)沿掉落至收集網(wǎng)內(nèi)，收集網(wǎng)不會(huì)對(duì)水果造成損傷，保證水果產(chǎn)品質(zhì)量。

（4）為了解決枝條樹(shù)葉遮擋果子造成無(wú)法精準(zhǔn)定位采集水果的問(wèn)題，本產(chǎn)品設(shè)有風(fēng)扇，可將樹(shù)葉吹散，便于確定果梗的位置。

（5）本產(chǎn)品也可用于高處樹(shù)枝的修剪

3.水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)使用方式

該產(chǎn)品用戶可直接抓取手柄進(jìn)行使用，伸縮桿可以自動(dòng)伸縮，實(shí)現(xiàn)人站在地上進(jìn)行高處果實(shí)的采摘與枝葉的修剪，風(fēng)扇可用于于吹走遮擋視線的枝條或枝葉，便于修剪，LED燈更是方便于夜間的照明進(jìn)行采集，采集下來(lái)的水果可直接落入收集裝置，實(shí)現(xiàn)果實(shí)的回收。

4.水果采摘及高處樹(shù)枝修剪機(jī)的市場(chǎng)前景

中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，始終把農(nóng)業(yè)的發(fā)展放在首要位置，農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)有著十分重要的影響。隨著科技的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，現(xiàn)代化的科技產(chǎn)品也在不斷地向著農(nóng)業(yè)這一領(lǐng)域進(jìn)軍，利用科技的力量推動(dòng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)的發(fā)展將在未來(lái)幾年實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化與精確化。國(guó)家大力扶持農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展，隨著國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持、農(nóng)民人均收入的增長(zhǎng)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，我國(guó)在農(nóng)機(jī)行業(yè)發(fā)展方面前景良好。

如今農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)面雖然已有許多助農(nóng)的科技產(chǎn)品，但在果樹(shù)種植業(yè)等方面，尤其是在水果采摘方面仍以傳統(tǒng)的手工采摘為主。傳統(tǒng)方式的采摘，不僅具有一定的危險(xiǎn)性，而且采摘過(guò)程中及其容易造成水果受損，對(duì)農(nóng)戶造成損失。

水果采摘及高處修剪機(jī)使用方便，有效幫助果樹(shù)種植戶節(jié)省時(shí)間，減輕工作量，并能保證水果的質(zhì)量，市場(chǎng)前景較為廣闊。

5.結(jié)論

水果采摘是一個(gè)季節(jié)性較強(qiáng)的工作。為了滿足果農(nóng)的需求，該文針對(duì)當(dāng)前水果高空采摘困難且具有一定的危險(xiǎn)性等問(wèn)題，設(shè)計(jì)的水果采摘及高處修剪裝置。水果采摘及高處樹(shù)枝修剪這一裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶操作方便，果園、山地、丘陵等多種環(huán)境生長(zhǎng)的高大喬木水果樹(shù)，且采摘單果個(gè)頭較大的硬質(zhì)水果時(shí)都能適用，并且保證水果的質(zhì)量。使用該水果采摘及高處修剪裝置不僅能節(jié)省時(shí)間、降低采摘人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還能避免安全事故，提高采摘的效率，又能保證水果質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益，具有很好的實(shí)用意義。