枸杞采摘机的设计

枸杞采摘机的设计

摘要：我国枸杞传统的采摘方法为手工采摘，采摘速度慢效率低，采摘缓冲期短，劳动力需求量巨大，这些条件严重制约着枸杞产业的发展。因此我们设计了一种枸杞采摘机，大大减轻枸杞采摘的劳动强度，提高了作业效率，解放了劳动力。本文对枸杞采摘机的传动及收集设计进行了描述。

关键字：枸杞采摘机；传动；收集

1.引言

枸杞是一种治疗和养生的重要中药材，同时也是可以作为营养丰富的水果使用。在我国青海、宁夏、新疆精河县以及以及太行山区大量种植。但是由于枸杞果实为浆果、果皮薄、含水量大，在采摘过程中很容易损伤，因此枸杞采摘一直以来主要以人力为主。现有采摘机设计及其产品不能适应各地区采摘需求，有着采摘效率低，收集复杂，机器过于沉重的缺点。我们结合枸杞树的长势的结构特点和采摘的要求，设计出一种枸杞采摘机,其结构简单、便于携带、带有收集装置，重点解决采摘率及收集的问题。

2.枸杞采摘机的整体结构及工作原理

2.1枸杞采摘机的整体结构

采摘机的整体结构如图1所示，主要由蓄电池、电动机、齿轮箱、软轴、收集箱、采摘头组成。

1.小车外壳

2.蓄电池

3.电动机

4.皮带轮

5.皮带

6.齿轮箱

7.软轴

8.收集管

9.采摘头

图 1 枸杞采摘机整体结构图

2.2枸杞采摘机的工作原理

采摘机整体为双层设计，分上下两层，上层为收集箱，下层为机箱。采摘机整体结构如图1所示，采摘机工作时，动力由电动机1通过皮带5传送到皮带轮4，皮带轮4将动力通过轴承传送到齿轮箱6，齿轮箱6将动力软轴7输送至采摘头9，采摘头9上的收集装置收集枸杞果实通过收集管8回到小车，完成收集。

3.关键部件的设计

3.1 动力传输装置

1.齿轮箱

2.皮带

3.电动机

4.电池

图 2 动力传输结构图

采摘机动力传输结构图如图2所示。电动机3传输动力使用皮带2传动，其结构简单制造容易，安装和维修方便，成本较低。动力通过轴承传送至齿轮箱1中，齿轮箱中为一对外啮合齿轮，每个齿轮可通过轴承向外输出动力，实现了双手同时操作，增加了收集效率。3.2采摘头及收集装置

1.收集装置

2.立柱

3.偏心圆盘

4.回位簧

5.偏心轴

图 3 采摘头及收集装置结构图

采摘头的结构图如图3所示。采摘时，手持采摘头水平放置，动力经软轴输送到采摘头，软轴将动力传递给偏心轴5，偏心轴5的转动带动偏心圆盘3，偏心圆盘3上的三个立柱2随之运动,回位簧4的作用是将偏心圆盘3恢复到初始位置。采摘头反复动作使果实从枝条上脱离，收集到的枸杞果实落入收集装置1中，收集装置1经收集管即时将果实送至小车上的收集箱内，使采摘头不会因收集堆积而过重，并且由于电动机在小车上，采摘头非常轻便。4．采摘机样机与田间试验

采摘机的样机如图4所示，样机制作完成后，在杨志义老师的带领下来到枸杞之乡精河，进行了采摘机样机的田间试验，如图5所示。

图4枸杞采摘机样机图5采摘机田间试验过程

5.枸杞采摘机的优点

（1）结构简单，操作方便，经济适用；

（2）巧妙的把偏心机构与回力弹簧配合实用，实现采摘机构往复摆动，避免了单方向的圆周运动将枸杞的枝叶缠绕一起阻碍采摘；

（3）软轴传动的应用，使得采摘过程灵活多变，软轴在采摘过程中伸缩自如，实现不同方位的采摘；

（4）双采摘头同时工作，采摘到的枸杞果实即时送入小车上层的收集箱内，减轻了采摘头收集枸杞产生的重量，大大提高了采摘效率。

参考文献：

[1]蒋秀珍.机械学基础（第二版）.科学出版社.2009.

[2]徐德淦,李祖明,林明耀,黄允凯.电机学.机械工业出版社,2009.6.