菠萝收集采摘车的设计

陈章恒 张维元 张路遥 翟俊伟

摘 要：科技遍及我们身边的方方面面，科技使我们的生活更加美好，而对于生产作业亦是如此，传统的菠萝采摘多为手工采摘，费时费力，而机械的使用既可以很大程度的解放对人力资源的需求，并且更加高效节约。针对目前国内菠萝的采摘的情况复杂性以及还不太高的机械化水平，我国国内的菠萝采摘基本还是靠手工来完成作业，为此文章设计了一种新型、实用的菠萝采摘机。该菠萝采摘机结构类似我们常见的拖拉机的造型，操作简单，采摘效率高，对菠萝的损伤较小，提高了生产效率。

关键词：采摘机械；机械设计；采摘收集；菠萝

中图分类号：S233.74 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）10-0096-02

Abstract： Technology covers all aspects of our lives， and it makes our lives better， and so does production. Traditional pineapple picking is mostly hand-picked， time-consuming and laborious， while the use of machinery can greatly liberate the demand for human resources， and more efficient and economical. In view of the current domestic pineapple picking complexity and not too high level of mechanization， pineapple picking in our country basically rely on manual to complete the work， this paper designed a new and practical pineapple picking machine. The structure of the pineapple picking machine is similar to that of our common tractor， which has the advantages of simple operation， high picking efficiency， little damage to the pineapple and improving the production efficiency.

Keywords： picking machine； mechanical design； picking collection； pineapple

引言

菠蘿原产巴西、阿根廷及巴拉圭一带干燥的热带山地。目前世界约有61个国家和地区有栽培。除中国外，以泰国、美国、巴西、墨西哥、菲律宾和马来西亚等栽培较多。中国菠萝栽培主要集中在台湾、广东、广西、福建、海南等省，云南、贵州南部也有少量栽培，已有400多年的历史。进入21世纪，随着工业化的发展，整个世界都面临人口老龄化的问题，进一步将导致劳动力成本的提高，此外现代生活条件下，人们生活水平日益提高，对水果的需求量，也就不断的增长，这就会增加水果采摘的工作量，而菠萝的采摘最能体现这个问题，我国南方有大量的菠萝种植地，由于菠萝的采摘的机械化水平不高，使得需要投入大量的人力。因此研究菠萝采摘机就非常具有现实意义。

本文针对此种情况，在拟设计时主要以节省采摘成本，使用方便，省力，以及提高采摘效率为出发点，造价成本低，现代条件下可以实现。随着科学技术的不断发展，机器可以代替人工从事一些采摘工作，为农民们提高工作效率，特地设计一种菠萝采集车，用来减轻人力负担。

1 菠萝采摘机研究的现状

1.1 国内外研究的现状

近些年来，国外在果蔬采摘机器人的研究方面的取的不少成果，从20世纪40年代开始，国外由简易采摘器发展到振摇式采摘机械，再到后来的切割式采摘机，但是这种采摘机活动不够灵活，运动较为局限。和国外相比国内的采摘机器起步相对较晚。我国南方果园多以丘陵山区地带为主，坡地地形限制了机械化的发展，且工时花费和作业危险性相比平地也更为突出。这时小巧灵活的机器自然就成为菠萝采摘的首选。

1.2 菠萝采摘机的研究意义

生活水平的不断提高，使得水果的需求越来越大，同时伴随着种植技术的进步和农业产业化的发展，各式各样的水果的种植越来越规模化，当然菠萝也不例外。机械化的作业可以极大的提高生产率。此外，劳动力的成本也在不断的加大，此设计可以提高生产效率和降低劳动成本。

2 总体方案设计

2.1 整体设计

通过查阅资料，发现目前菠萝采摘手工采摘较多，增加了农民的身体上的负担，并且使得采摘效率大为降低，不能很好的降低使用者的工作量，并且我国南方果园多以丘陵山区地带为主，于是联想到拖拉机的结构，设计一种操作简单的菠萝采集车，并且根据菠萝的种植方法，设计了一种抓力较强的车轮，以及减震并且可以翻转约60°的车箱，目的是减少水果在运输中的二次伤害以及易于搬运，采用电动机提供整个装置所运行的动力，前轮可以可以张开和收拢，目的是可以通过使用者的控制，根据杠杆原理，调节前端的高度用以采摘少许高度不同的菠萝，由于菠萝的茎秆较粗，故采摘车前端使用旋转的道具用来切割菠萝的茎秆。

2.2 装置各部分设计

（1）水果采摘部分。水果采摘部分由圆形的道具和前端三角状的收集口组成。主要功能是固定和采摘水果。

（2）水果收集部分。水果收集部分由可以调节间距的两转动反向的转筒。主要功能是将菠萝收集到车箱中。

（3）动力部分。动力部分由电机和减速器和内部的齿轮传动装置组成。主要功能是为整个机器的前行、转筒和刀具的旋转提供动力。

（4）盛装部分。盛装部分由一个可以翻转的车箱和减震装置组成。主要功能是是减少水果在运输中的二次伤害以及易于搬运。

（5）整体装置图，如图1、图2所示。

2.3 采摘过程分析

整个采摘过程为，前端遇到需要采摘的菠萝时，前端三角口将菠萝收集，由锯齿将较为粗壮的茎秆锯断，再由相反转的转筒，将摘采后的菠萝收集进入车箱中，如遇到少些高度不同的菠萝时，工作者可以将前轮收起，利用杠杆原理来控制前端的高度以适应采摘环境。采摘过程中，由于车箱下部采取减震设计，可以减少在运输过程中对菠萝的二次损伤，以及最后在搬运时，车箱翻转更加有利于搬运。

3 结束语

基于目前菠萝的种植生产现状，以及科技的发展状况，设计了这款菠萝采摘装置。该装置具有操作简单，环境友好，并且具有良好的减震的功能，能够较好的减少菠萝在采摘的过程中的二次伤害，以及可以翻转的车箱更加易于采摘工人的搬运，较大程度的减少采摘工人的工作负担，使得采摘工作的时间可以延长，进一步提高工作效率。

参考文献：

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