一種振動(dòng)式輕便冬棗采摘收集裝置設(shè)計(jì)

鹿賀偉，徐慧群，李 陽(yáng)，張建軍

(青島理工大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，青島 266525)

冬棗外形潤(rùn)滑有光澤，棗皮較脆，果肉豐富且質(zhì)鮮嫩而酥脆，冬棗中含有豐富的對(duì)人體有益的微量元素，這些微量元素是人體生長(zhǎng)發(fā)育和健康的重要保障[1]。冬棗的成熟期較晚，故冬棗采摘工作屬于典型季節(jié)性強(qiáng)和勞動(dòng)密集型工作[2]。冬棗種植中需及時(shí)劃鋤松土，使棗園土壤保持適宜的墑情，是提高后期冬棗產(chǎn)量和品質(zhì)的有效途徑之一[3]。一般棗園都要及時(shí)劃鋤松土，增強(qiáng)根系吸收水分中礦物質(zhì)養(yǎng)分的能力，而這也就導(dǎo)致了棗園土壤松軟，不能承載重型機(jī)械的進(jìn)入，在質(zhì)量方面限制了采摘收集機(jī)械的設(shè)計(jì)。

目前人工采摘依然是應(yīng)用最廣的一種采摘方式，但相比于機(jī)械采摘，人工采摘?jiǎng)趧?dòng)成本高且效率低下，不適用于大規(guī)模種植的高強(qiáng)度作業(yè)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)果實(shí)采摘機(jī)械的研究逐漸深入。劉錚等[4]針對(duì)青梅果實(shí)的采摘設(shè)計(jì)了具有五自由度機(jī)械臂采摘機(jī)器人；劉富成等[5]設(shè)計(jì)了可控制采摘力度的基于金屬涵道的負(fù)壓吸力蘋(píng)果采摘系統(tǒng)；王維信等[6]針對(duì)水果種植業(yè)采摘效率低下的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種以伺服電機(jī)和氣壓驅(qū)動(dòng)的平面連桿機(jī)構(gòu)和末端抓手組成的新型水果采摘器；李志鵬等[7]利用滑塊搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)了一種環(huán)抱吞咽式的臍橙采摘執(zhí)行器，進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和靜力學(xué)分析，并利用Adams軟件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真；程堂燦等[8]以RB03型六自由度機(jī)器人為研究對(duì)象，在MATLAB軟件的Robotics Toolbox平臺(tái)下，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與仿真，驗(yàn)證了其運(yùn)動(dòng)學(xué)正解和逆解的正確性。國(guó)外對(duì)于果蔬采摘機(jī)械的研究已經(jīng)發(fā)展到了對(duì)采摘機(jī)器人的深入研究，自1983年第1臺(tái)采摘機(jī)器人在美國(guó)誕生以來(lái)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，以日本為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家，相繼實(shí)驗(yàn)成功了多種果實(shí)采摘機(jī)器人。20世紀(jì)90年代，日本崗山大學(xué)NAOSHI Kondo等[9]在番茄采摘機(jī)器人上設(shè)計(jì)出了具有7個(gè)自由度的能夠制定采摘姿態(tài)的機(jī)械手。但對(duì)于冬棗果實(shí)來(lái)說(shuō)，機(jī)器人采摘并不適應(yīng)于大規(guī)模的運(yùn)用。

當(dāng)前，沒(méi)有能夠普遍適用于我國(guó)密集冬棗種植模式的機(jī)械出現(xiàn)，已有的技術(shù)，由于動(dòng)力問(wèn)題，以及體積質(zhì)量等因素的制約，并不能推廣實(shí)際應(yīng)用。為此，根據(jù)人工采摘和機(jī)械采摘的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合實(shí)地考察采集的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一種輔助人工的冬棗采摘收集裝置，具有輕便、成本低、易操作等優(yōu)點(diǎn)，能有效降低冬棗損傷率，提高采摘收集效率。

1 采摘收集裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 冬棗常規(guī)化種植間距及對(duì)裝置設(shè)計(jì)要求

根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)可知，冬棗樹(shù)干的高度一般為2～2.5 m，而枝葉上的有棗高度一般為2.5～3 m，主干無(wú)枝高度為0.3～0.4 m。冬棗的種植間距并沒(méi)有特別固定，但標(biāo)準(zhǔn)田中列間距為3 m，行間距為2～3 m，相近果樹(shù)的樹(shù)枝與樹(shù)枝之間存在交叉，且大部分冬棗種植間距與此類似。棗樹(shù)主干直徑100～140 mm，次級(jí)干直徑25～35 mm，三級(jí)干直徑8～12 mm，只有三級(jí)樹(shù)干上才生長(zhǎng)有冬棗果實(shí)。棗園中的土壤質(zhì)地較軟，不適合重型機(jī)械作業(yè)。

根據(jù)棗樹(shù)間距、棗樹(shù)枝干高度等對(duì)采摘收集裝置的要求可以總結(jié)如下：收集車的長(zhǎng)寬需適合，能夠自由進(jìn)出棗林，收集傘面的高度設(shè)置和展開(kāi)的寬度不能與鄰近棗樹(shù)產(chǎn)生干涉；采摘裝置的長(zhǎng)度要能夠兼顧近處和高處的果實(shí)；因棗園地質(zhì)較軟，收集采摘裝置整體重量需合理設(shè)計(jì)。

1.2 裝置整體構(gòu)造

1.2.1 采摘裝置構(gòu)造

根據(jù)采集的冬棗種植地?cái)?shù)據(jù)，綜合人工采摘和機(jī)械采摘的優(yōu)勢(shì)，既要考慮采摘效率，又要保障采摘的靈活性，設(shè)計(jì)了一種可伸縮振落輔助采摘爪，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖1可以看出，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)安裝于機(jī)械采摘爪殼體(1)內(nèi)部的后半部分，通過(guò)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)的輸出軸與偏心凸塊(2)直接連接，偏心凸塊隨著電機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)，從而起到將電機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)放大的作用，產(chǎn)生激振力，輔助采摘作業(yè)。采摘爪俯視結(jié)構(gòu)如圖2所示，3個(gè)采摘爪采摘齒安裝在機(jī)械采摘爪殼體的前方，其上有防滑套，防滑套之上加有成對(duì)的滾針軸承，可對(duì)采摘爪采摘齒起到軸向固定以及改變摩擦性質(zhì)，將冬棗果實(shí)原本與采摘齒之間的滑動(dòng)摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)闈L針軸承與果實(shí)的滾動(dòng)摩擦力，能起到減小摩擦力的作用從而保護(hù)冬棗果實(shí)。采摘爪伸縮裝置包括底部帶螺紋的鎖緊牙杯和下部帶螺紋的鎖緊外桿，通過(guò)伸縮裝置的固定和鎖緊，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)采摘爪裝置的伸長(zhǎng)和收縮。主要技術(shù)參數(shù)如表1示。

圖1 采摘結(jié)構(gòu)1—采摘爪殼；2—偏心凸塊；3—驅(qū)動(dòng)電機(jī)；4—前桿體；5—圓臺(tái)段；6—倒鉤型前端；7—凸臺(tái)；8—后桿體；9—外螺紋段；10—內(nèi)螺紋段；11—鎖緊片

圖2 采摘爪俯視12—防滑套；13—滾針軸承；14—采摘齒

表1 采摘桿主要技術(shù)參數(shù)

1.2.2 收集裝置構(gòu)造

結(jié)合國(guó)內(nèi)外資料，根據(jù)我國(guó)冬棗種植現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一種繩線拉伸式的傘面收集車，如圖3所示。該收集車由繩線拉伸式傘面收集裝置(19)、繩線拉伸式傘面(15)、連接推桿(16)、齒形縮緊裝置(17)、車體(18)組成?？紤]到控制車體質(zhì)量以適應(yīng)棗園軟質(zhì)土壤的情況，采用輕質(zhì)鋁合金金屬，且在撓度校核合格的情況下采用空心結(jié)構(gòu)。

圖3 收集裝置15—繩線拉伸式傘面；16—連接推桿；17—齒形鎖緊裝置；18—車體；19—繩線拉伸式傘面收集裝置；20—第1傘桿；21—第2傘桿；22—拉伸繩線；23—鎖緊前桿；24—后擋桿；25—前檔桿；26—第3傘桿；27—帶立式座軸承；28—第4傘桿；29—凹型槽；30—彈簧；31—推桿頭；32—鎖緊后桿；33—卡塊；34—斜塊

繩線拉伸式傘面收集裝置包括前箱體后部的前后檔桿(24，25)、拉伸繩線(22)、傘桿(20，21，26，28)、帶立式座軸承(27)、方形推桿頭(31)、扭簧(其中扭簧穿過(guò)傘桿，圖中認(rèn)為傘桿和扭簧一體，不予標(biāo)示)等部件。齒型鎖緊裝置(17)由鎖緊桿上的斜塊(34)和固定在墊板上的卡塊(33)組成，推桿由前方的推桿頭(31)、彈簧(30)、豎桿部分、鎖緊桿(23，32)連接部分組成。鎖緊桿連接部分采用圓形接觸面，較矩形接觸面，更方便于將推桿撥動(dòng)，從而使齒形鎖緊裝置的斜塊和卡塊脫離，實(shí)現(xiàn)傘面張開(kāi)狀態(tài)的解鎖。車體是由不同長(zhǎng)度的桿件進(jìn)行組裝焊接而成，材料采用6061型鋁合金，具有良好的焊接性能。齒型鎖緊裝置原理為在推桿被推到合適位置時(shí)與推桿頭處彈簧產(chǎn)生的彈力平衡，使車體固定在相應(yīng)位置，方便收集。主要技術(shù)參數(shù)如表2示。

表2 收集裝置主要技術(shù)參數(shù)

1.3 一次采收過(guò)程工作原理

采摘人員將采摘車前箱體的凹槽對(duì)準(zhǔn)棗樹(shù)樹(shù)干，推動(dòng)收集車，繩線拉伸式傘面收集裝置發(fā)生動(dòng)作。收集裝置中的拉伸繩線分為2股，每股分別控制2個(gè)可以轉(zhuǎn)過(guò)相同角度的傘桿，2股繩線前端分別纏繞在2個(gè)扭簧上，其中2個(gè)扭簧分別套在左端的前后傘桿上。繩線后端繞過(guò)前箱體內(nèi)部的左側(cè)的第1、第2豎直傘桿，穿過(guò)推桿前豎檔桿中的孔洞，繞過(guò)右側(cè)的前箱體內(nèi)部的第3、第4豎直傘桿，對(duì)右側(cè)對(duì)應(yīng)的前后傘桿上的扭簧進(jìn)行綁結(jié)和纏繞。當(dāng)收集車對(duì)準(zhǔn)棗樹(shù)樹(shù)干推動(dòng)時(shí)，與棗樹(shù)樹(shù)干直接接觸的方形推桿頭產(chǎn)生向后的位移，穿過(guò)推桿豎檔桿的拉伸繩線會(huì)被帶動(dòng)相應(yīng)的距離，從而拉動(dòng)纏繞在扭簧上的拉伸繩線，拉伸繩線帶動(dòng)套在傘桿上的扭簧產(chǎn)生扭力，將前后兩傘桿分別轉(zhuǎn)過(guò)105°和195°，實(shí)現(xiàn)傘面從閉合到展開(kāi)狀態(tài)動(dòng)作。

為維持傘面展開(kāi)的狀態(tài)，需要齒形鎖緊裝置發(fā)生動(dòng)作。齒型鎖緊裝置由鎖緊桿上的斜塊和固定在墊板上的卡塊組成，在推桿被后推到合適位置時(shí)，斜塊和卡塊相互卡緊，與推桿頭處彈簧產(chǎn)生的彈力平衡，使得車體固定在相應(yīng)位置，傘面保持在展開(kāi)狀態(tài)。至此完成傘面鎖緊動(dòng)作，下一步進(jìn)行冬棗采摘工作。

可伸縮振落輔助采摘爪的采摘收縮裝置包括底部帶螺紋的鎖緊牙杯和下部帶螺紋的鎖緊外桿。鎖緊牙杯內(nèi)部有凸臺(tái)，凸臺(tái)形狀為直角梯形；鎖緊外桿前部由4個(gè)鎖緊片組成，鎖緊片形狀與鎖緊牙杯內(nèi)部形狀相吻合，能夠利用壓力實(shí)現(xiàn)鎖緊片的變形與伸縮裝置的固定和鎖緊。在需要將采摘桿伸長(zhǎng)時(shí)，順時(shí)針擰動(dòng)鎖緊牙杯，使鎖緊牙杯和鎖緊外桿脫開(kāi)，調(diào)整采摘內(nèi)桿的位置，使其伸長(zhǎng)到所需要的長(zhǎng)度；隨后將鎖緊牙杯套入采摘內(nèi)桿，將鎖緊外桿旋入鎖緊牙杯中，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，卡緊使之固定，從而完成采摘爪的伸長(zhǎng)。最后打開(kāi)采摘爪前部的電機(jī)，偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)放大振動(dòng)產(chǎn)生激振力，即可進(jìn)行采摘作業(yè)，冬棗果實(shí)通過(guò)前部齒形結(jié)構(gòu)的掛落和振動(dòng)動(dòng)作從樹(shù)枝脫落，果樹(shù)下固定的傘面收集車集中收集，完成一系列采摘收集工作。

2 具體部件設(shè)計(jì)和計(jì)算

2.1 電機(jī)選擇及功率計(jì)算

在機(jī)械采摘爪的設(shè)計(jì)中，利用與電機(jī)連接的偏心輪產(chǎn)生激振力，使機(jī)械采摘爪能夠產(chǎn)生振動(dòng)。

在電機(jī)選用時(shí)，需要考慮的因素有：電機(jī)的尺寸要足夠小且能夠固定連接在采摘爪的下方。電機(jī)的類型應(yīng)該為直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，若為交流電機(jī)，則需要外接電源及電線，并且需要能將交流變成直流驅(qū)動(dòng)的整流電路。此外，還需考慮電機(jī)的功率和電壓，在設(shè)計(jì)中并不需要機(jī)械采摘爪產(chǎn)生太大的振動(dòng)，因?yàn)闄C(jī)械采摘爪振幅太大，采摘桿長(zhǎng)達(dá)1.5 m左右，力臂太長(zhǎng)，會(huì)影響采摘的精度和穩(wěn)定性，因此功率不宜過(guò)大，而額定電壓方面，采用電池驅(qū)動(dòng)，因此額定電壓在3～12 V。

在機(jī)械轉(zhuǎn)速方面，初選轉(zhuǎn)速為n=4000 r/min，通過(guò)轉(zhuǎn)速計(jì)算電機(jī)功率。設(shè)計(jì)中偏心輪和電機(jī)輸出軸直連，隨著電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。在此設(shè)偏心輪外半徑為R=6 mm，內(nèi)半徑為r=3 mm，中心有一半徑為r0=1 mm圓孔。估算偏心輪的質(zhì)量大約為3 g。

將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算公式拓展到偏心輪[10]的計(jì)算中，可得出適應(yīng)偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算公式：

(1)

式中：IZ為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2；m為質(zhì)量，kg；R為偏心輪外半徑，mm；r為偏心輪內(nèi)半徑，mm；r0為中心圓孔半徑，mm。

將R，r，r0的數(shù)據(jù)代入式(1)，可得到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量IZ= 3.225×10-8kg·m2。

旋轉(zhuǎn)力矩計(jì)算公式為

M=Jα

(2)

式中：M為旋轉(zhuǎn)力矩，N·m；J為旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，kg·m2；α為轉(zhuǎn)動(dòng)體角加速度，rad/s2。

角加速度公式為

(3)

式中：Δω為角速度變化量，rad/s；Δt為時(shí)間變化量，s。

角速度公式為

(4)

式中：ω1為初設(shè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad/s；T為運(yùn)動(dòng)周期，s。

將n的數(shù)據(jù)代入式(4)，可得ω1=418.88 rad/s。

假設(shè)電機(jī)能夠?qū)⑥D(zhuǎn)速穩(wěn)定到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間為0.5 s，即Δt=0.5 s。將數(shù)據(jù)代入式(3)中，可得α= 837.76 rad/s2。

將所求得的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量IZ和角加速度α代入式(2)中，可得力矩M=2.701×10-5N·M。

轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的功率為

P=Mω1

(5)

式中：P為功率，W。

將上述數(shù)據(jù)代入式(5)中，可得P=0.0226 W。

功率、電壓、轉(zhuǎn)速都不是很大，因此從小型直流電機(jī)中選擇，確定電機(jī)的額定電壓為6 V，轉(zhuǎn)速為7000 r/min左右。最終選擇的電機(jī)型號(hào)為R300C，具體參數(shù)如表3所示。

表3 R300C型號(hào)電機(jī)參數(shù)

2.2 偏心輪尺寸設(shè)計(jì)及計(jì)算

在本機(jī)械中，偏心輪是產(chǎn)生激振力，使得機(jī)械采摘爪運(yùn)動(dòng)的核心部件。偏心輪安裝在電機(jī)的輸出軸上，從而在電機(jī)產(chǎn)生高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，偏心輪也會(huì)隨著輸出軸而旋轉(zhuǎn)。由于偏心作用，電機(jī)身會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，電機(jī)與底座固定連接，使整個(gè)采摘桿也會(huì)一起同頻率振動(dòng)，帶動(dòng)冬棗果實(shí)從樹(shù)枝上脫落。

2.2.1 偏心輪偏振力計(jì)算

偏心輪材料選用具有中高等強(qiáng)度，中等韌性和塑性，綜合性能較高，耐磨性和減振性良好，鑄造工藝性能良好等特點(diǎn)的球墨鑄鐵。設(shè)計(jì)中采用的參數(shù)為：偏心塊密度ρ=7.3 g/cm3，偏心輪厚B=4 mm，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=7000 r/min，偏心輪外半徑R=6 mm，偏心輪內(nèi)半徑r=3 mm，中心圓孔半徑r0=1 mm。

激振力計(jì)算公式：

(6)

式中：F為偏心輪產(chǎn)生的激振力，N；m為偏心輪的質(zhì)量，kg；e為偏心輪的偏心距，mm；ω2為偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad/s。

偏心輪的偏心距為計(jì)算激振力的重要數(shù)據(jù)，但由于偏心輪各不相同，隨著實(shí)際應(yīng)用情況可以改變形狀，并沒(méi)有統(tǒng)一的形狀和計(jì)算公式。統(tǒng)計(jì)多種偏心輪形狀，結(jié)合尺寸考慮，偏心輪形狀設(shè)計(jì)如圖4所示。

圖4 偏心輪模型

在不同的形狀結(jié)構(gòu)下，偏心輪的偏心距和激振力的計(jì)算公式也不相同。根據(jù)資料搜集和推導(dǎo)[10]，可得圖4形狀的偏心距公式如下：

(7)

根據(jù)轉(zhuǎn)速和角速度的轉(zhuǎn)換關(guān)系可得，當(dāng)轉(zhuǎn)速單位為r/min時(shí)，偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為

(8)

式中：n為電機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；T為運(yùn)動(dòng)周期，s。

將數(shù)據(jù)代入(8)式中，可得ω2=733.03 rad/s。

根據(jù)偏心輪的形狀，推算其體積公式和質(zhì)量公式為

(9)

m=ρV

(10)

式中：V為偏心輪體積，cm3；B為偏心輪厚度，mm。

由式(6)—(10)可得，V=0.27 cm3，m=1.97 g=0.00197 kg，e=0.00186 m，F(xiàn)=1.96 N。

2.2.2 偏心輪的振幅計(jì)算

所求激振力F=1.96 N，其值并不大。但因在設(shè)計(jì)中，將電機(jī)和偏心輪安置在了機(jī)械采摘爪的頭部位置，考慮到其質(zhì)量和位置的特殊性，很小的激振力會(huì)對(duì)傘桿的末端產(chǎn)生一個(gè)較大的力矩，這個(gè)力矩太大會(huì)對(duì)采摘的定位產(chǎn)生干擾，故需要對(duì)激振幅度進(jìn)行計(jì)算。

將人和采摘桿的模型簡(jiǎn)化為懸臂梁的模型，等效為一個(gè)集中力作用在靠近懸臂梁自由端的模型。

懸臂梁模型的撓曲線方程：

(11)

式中：w1為懸臂梁模型各點(diǎn)撓度變形量，mm；F為電機(jī)激振力，N；E為采摘桿楊氏模量，GPa；I為采摘桿截面對(duì)中軸的慣性矩，m4；a為載荷作用點(diǎn)到固定端距離，mm；x為所求撓度點(diǎn)到固定端距離，mm。

可求得該種加載情況下，最大撓度為

(12)

式中：wB為懸臂梁模型未固定端撓度變形量，mm；l為采摘桿長(zhǎng)度，m。

機(jī)械采摘爪桿體的材料選用6061鋁合金，其彈性模量E=68.9 GPa。機(jī)械采摘爪桿體的尺寸為l=1.480 m，a=1.385 m。

在求解慣性矩I時(shí)注意到，因偏心輪直接作用的矩形底面和后方圓柱形的機(jī)械采摘爪桿體結(jié)合在一起，形狀復(fù)雜不單一，無(wú)法直接計(jì)算出偏心輪所能產(chǎn)生的振幅。故分別計(jì)算假設(shè)圓形和矩形截面極限情況下產(chǎn)生的撓度，求出一個(gè)撓度的范圍，根據(jù)該范圍確定是否合理。

依據(jù)慣性矩計(jì)算公式可知，當(dāng)將載荷作用體全部簡(jiǎn)化為圓環(huán)截面時(shí)，其直徑D=25 mm，d=20 mm。將上述數(shù)據(jù)代入式(12)中，可求得最大撓度wB≈1.23 mm。

當(dāng)將載荷作用體全部簡(jiǎn)化為矩形時(shí)，矩形的長(zhǎng)b=43.4 mm，高度h=5 mm。將上述數(shù)據(jù)代入式(12)中，可求得最大撓度wB≈15.4 mm。

該偏心輪產(chǎn)生的激振幅度在1.23～15.4 mm。該范圍內(nèi)的振動(dòng)幅度較為合適，不會(huì)對(duì)采摘工作造成較大的干擾，也能夠產(chǎn)生足夠的振動(dòng)輔助冬棗采摘。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)沾化冬棗種植園實(shí)地生產(chǎn)種植情況，結(jié)合已有采摘機(jī)械，設(shè)計(jì)了一種振動(dòng)式輕便冬棗采摘收集裝置，由繩線拉伸式傘面收集裝置、可伸縮振落輔助采摘爪、齒形鎖緊裝置等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，主要采用人力以驅(qū)動(dòng)繩線拉伸帶動(dòng)扭簧旋轉(zhuǎn)傘桿實(shí)現(xiàn)傘面展開(kāi)，以齒形鎖緊裝置卡住斜塊實(shí)現(xiàn)傘面和車體固定，用以收集冬棗。以微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)采摘爪產(chǎn)生激振力輔助人工采摘，具有實(shí)用輕便等優(yōu)點(diǎn)。在我國(guó)冬棗種植園密集種植模式下，通過(guò)人工手持采摘機(jī)械采摘爪掛落，輔助以振動(dòng)冬棗，通過(guò)可固定自鎖的收集車上張開(kāi)的柔性傘布對(duì)冬棗果實(shí)進(jìn)行收集，能在保證較低損傷率的前提下有效提高冬棗采摘效率，有利于冬棗的采摘收集工作的快捷化，輕便化發(fā)展。