作品名稱：便攜式高空水果采摘器
學校名稱：武漢城市職業(yè)學院
參賽隊伍："智能采摘"果農(nóng)隊
參賽學生：裴濤 張昌鵬 王彥峰
指導老師：姬慶玲 李東
一 作品提出的背景及意義
現(xiàn)有的摘果器采用的方法主要為拉扯或單剪式，其中拉扯式摘果器的工作原理是先將果子套入其容器內(nèi)，再采用拉扯的方式或扭斷的方式將果子采摘下來，但在操作過程中很容易傷害果子的果蒂和對果樹有損傷，特別是柑橘類果子的果蒂損傷后，果子的儲存期就不會很長，影響果子的經(jīng)濟效率；而單剪式摘果器工作原理是將果子以剪斷的方式采摘，不傷果子的果蒂和果樹，但是需要每采摘一個果子，就需放下將果子放置到盛具內(nèi)，這樣的采摘工作效率相對較低，為此，有必要對現(xiàn)有的摘果器進行改進。因此我們設計了一種結構簡單，收疊存放方便，且采摘效率高，勞動強度小的一種便攜式高空水果采摘器
二 設計方案
（一）便攜式高空水果采摘器整體結構圖
圖1 便攜式高空水果采摘器整體圖
（二）工作原理分析
通過人為操作伸縮連桿一端的把手，拉動連桿中的拉線，拉線帶動剪刀剪切水果，剪切裝置固定設置在連桿的另一端，剪切裝置的剪切口與連桿伸縮方向垂直,所述伸縮連桿靠近剪切裝置的下方側壁安裝網(wǎng)狀下落裝置，該網(wǎng)狀下落裝置與所述剪切裝置對應，接住剪下的水果，經(jīng)緩沖，慢慢落入收納水果的裝置箱中。
三 主要結構
便攜式高空水果采摘器主要包括一伸縮連桿，一剪切裝置，一網(wǎng)狀下落裝置及一個把手，把手和剪切裝置通過拉線連接，拉線置于伸縮桿空心內(nèi)部。剪切裝置固定設置在所述伸縮連桿的端部，剪切口與連桿伸縮方向垂直，且所述剪切裝置對應的位置設供果梗穿過的缺口，網(wǎng)狀下落裝置在連桿側壁上部，在剪切口的下方，連桿的另外一端是一個把手裝置，所述剪切裝置通過把手拉緊拉線進行剪切動作。具體結構見下圖2所示：
(1) （2）
(3) (4)
圖2 便攜式高空水果采摘器的結構示意圖；
（1）—把手；（2）—伸縮連桿；（3）—剪切裝置，（4）—網(wǎng)狀下落裝置；
四 具體工作過程
圖3 便攜式高空水果采摘器整體示意圖
下面結合圖3對本作品的具體工作過程做進一步的說明。如圖3所示采摘器包括一伸縮桿2，伸縮桿2的末端安裝有把手1，伸縮桿2另一端安裝剪切裝置3，伸縮桿1側面安裝網(wǎng)狀下落裝置4，剪切裝置3通過拉線5進行剪切動作，該拉線5延伸至把手1。
剪切裝置3包括相互剪切配合的定刀片31和動刀片32，定刀片31和動刀片32通過鉸接螺栓33鉸接連接，動刀片32根部設置定位連接螺栓36，定刀片31上設置定位塊35，定位塊35和連接螺栓36之間設置復位彈簧34，拉線5穿過定位塊35、復位彈簧34、連接螺栓36與動刀片32相連接，并固定在動刀片32的根部，當拉動拉線5時，復位彈簧34被壓縮，動刀片32與定刀片31相切合，剪斷果實的果梗，松開拉線5，復位彈簧34擴張，使得動刀片32與定刀片31分開，以便下次剪切。網(wǎng)狀下落裝置4通過鐵絲和扎帶捆綁在伸縮桿2上，可根據(jù)實際采摘的水果的大小及果樹的高度更換網(wǎng)狀下落裝置4的大小及長度。網(wǎng)狀下落裝置4的末端41可連接水果收集裝置，采摘到的果實進入網(wǎng)狀下落裝置4經(jīng)緩沖，直接將水果送入水果箱，采摘效率高，降低表皮損傷。把手1設有塑膠套11，塑膠套11上有防滑凸起。對于拉線5，在與動刀片32的連接段、與把手1的連接段是露在外面，而中間段設置在中空的伸縮桿2內(nèi)，使得整個采摘器看起來更加美觀大方。
五 作品主要創(chuàng)新點
1、手柄處采用ABS抱死原理，控制刀頭的閉合，安全性大大提高。
2、伸縮桿，可實現(xiàn)不同高度水果的采摘，收疊存放簡單方便。
3、刀頭與連桿呈90°，以剪斷的方式采摘，不傷果子的果蒂和果樹。
4、用網(wǎng)狀下落裝置直接將水果送入水果箱，采摘效率高，降低表皮損傷。
六 成本與應用前景分析
1、成本
用UG將各個零件的實體畫出來、然后購買耗材，再采用焊接技術，銑、磨、攻絲等鉗工工藝將各個零件做出來、制作方便快捷、制作成本低，堅固耐用，經(jīng)過預算，該產(chǎn)品按批量生產(chǎn)每件成本大概20元左右，成本比一般水果采摘器便宜很多、而且綠色制造、環(huán)保無污染。
2、應用前景
一直以來在很多地方，人們還用著原始的人工采摘方法，現(xiàn)代的大型采摘機器又太過昂貴，人們在考慮自己的經(jīng)濟利益的同時不得不放棄機械采摘的高效率方法。總是在農(nóng)村看見農(nóng)民很吃力的爬上果樹，或者站在梯子上進行水果采摘，一方面不安全，另一方面，效率低下，會有擦傷，損壞水果造成不必要的經(jīng)濟的損失。市場上現(xiàn)有水果采摘工具，在現(xiàn)實采摘過程中具有局限性。我們設計的產(chǎn)品便攜、省力、辨認果實成熟度且不傷果實，輔助人工采摘，特別適合專業(yè)性不強的普通果農(nóng)，市場前景較好。
七 實物圖
八 結束語
從方案的選定到最后的制作過程，指導老師給予了細心的指導和幫助，項目初定階段，老師讓我們查閱了很多關于水果采摘工具方面的資料，項目確定后定后，在機械結構設計方面，老師提出了許多寶貴的意見，并且認真審閱了每一張圖紙。在制造過程中指導老師給予了很大的幫助，才使得該作品以最快的速度、最好的質(zhì)量生產(chǎn)出來。在此感謝大力支持我們的學院領導和老師，感謝支持我們的實訓中心的指導老師們，陪伴我們走過了制作的全部過程，感謝我們的指導老師，讓我們在設計中少走了不少彎路。同時感謝評委們，謝謝你們的仔細閱讀，歡迎提出寶貴意見和建議！
