一种剪切式枸杞采摘机的制作方法

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种剪切式枸杞采摘机。

背景技术：

枸杞属无限花序浆果类植物，具有周期性采摘的特点，枸杞采摘期为6月中旬至10月中旬，成熟之后必须在5到7天之内采摘，时间跨度大、采摘周期短。同一挂果节点上青果与熟果并存，生长情况复杂，成熟枸杞含水量在80％左右，采摘过程中容易受损，需要经过人工选择性采摘才能完全采净。植株布满棘刺，容易造成手部扎伤，采摘作业环境差、劳作强度大，人工采摘效率低且费用高。随着枸杞市场需求量不断增加，枸杞种植面积也不断扩大，需要的劳动力也越来越多。但受城市化进程加快影响，务农人口数量急剧下降，枸杞常因用工紧张，未能及时采收，造成严重经济损失。

近年来我国研制了一些枸杞采摘机，但采摘效果不是很理想，采摘时容易对枸杞果实造成损伤，果实不能长期存放。在中国专利CN201010272425中，曹有龙等人研制的枸杞采摘器，采用偏心轮机构，利用振动原理采摘成熟枸杞，但机械振动容易引起手腕疲劳，使操作者持续工作能力降低；振动范围广，果实运动轨迹无序与枝条等多次撞击，采收难损伤大；此外，由于振动作用到果实末端的惯性力一致性差，不同成熟期的果实均有脱落，采收分选难度大。在中国专利CN201010211242中，赵伟康等人研制的滚刀式枸杞可选择采摘机，结构复杂，对于生长不规则的枸杞无法进行采摘，必须要求待采摘枸杞的果柄足够长,才能经滚刀和反向滚刀的相互作用切断果柄，否则容易切伤果实，也加大了采摘人员操作难度。因此，枸杞采摘一直以来都是一个难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种剪切式枸杞采摘机；其特征在于，所述枸杞采摘机由果柄切割单元、齿轮传动单元、电气控制单元和枸杞收集单元组成；其中，刀片6由螺钉21、垫片20固定在从动轴22顶端，中间板19固定在机架1顶面，直流电机5与从动轴22并排竖着固定在中间板19上面，保护罩4将直流电机5与从动轴22罩住，调速器3固定在保护罩4的一个侧面上；分禾器7固定在刀片6下面的从动轴22两边；机架1的前、左、右侧面组成收纳盒8，收纳盒进口设置保护罩4前面的分禾器7下边；包装盒9放在收纳盒8内，位于收纳盒进口下面；主动轴16通过套筒17、紧定螺钉18与直流电机5转动轴连接，主动轴16通过轴承14和主动齿轮15固定；在从动轴22下半段固定，两个轴承14固定从动齿轮24两边，弹性挡圈23挡在上面一个轴承与从动齿轮24之间；支撑板13分别与主动轴16底端轴承和从动轴22下半段底端轴承固定后再与机架1侧面固定；收纳盖12通过合页10连接在机架1后底端，磁铁片11固定在收纳盖12上边缘；手柄2固定在机架1前端。

所述所述果柄切割单元包括保护罩4、刀片6、螺钉21和分禾器7；

所述电气控制单元包括电池25、调速器3和直流电机5；电池25选择铅蓄电池为直流电机5提供电能，单独放在腰包内方便携带；调速器3利用脉冲宽度调制控制电路通断和电机转速。

所述齿轮传动单元由直流电机5、中间板19、主动齿轮15、主动轴16、套筒17、从动齿轮24、从动轴22、支撑板13和轴承14组成。

所述枸杞收集单元包括手柄2、收纳盒8、包装盒9、合页10、磁铁片11和收纳盖12；包装盒放在收纳盒8内，盛放收获的枸杞。

本发明的有益效果是该发明解决了因枸杞复杂自然特性引起的枸杞采摘难题、鲜枸杞便携包装、枸杞破损率高和采摘人员劳动强度大的问题。可摆脱地形的限制，适应复杂的作业环境，降低劳动人员工作强度，解放生产力。其结构简单便携小巧，实用可靠，成本低，提高枸杞采摘率和运输效率，降低枸杞损伤率。

附图说明

图1枸杞剪切式采摘机结构图。

图2采摘机的传动单元图。

图3枸杞采摘原理图。

图中：1、机架；2、手柄；3、调速器；4、保护罩；5、直流电机；6、刀片；7、分禾器；8、收纳盒；9、包装盒；10、合页；11、磁铁片；12、收纳盖；13、支撑板；14、轴承；15、主动齿轮；16、主动轴；17、套筒；18、紧定螺钉；19、中间板；20、垫片；21、螺钉；22、从动轴；23、弹性挡圈；24、从动齿轮。25、电池

具体实施方式

本发明提供一种剪切式枸杞采摘机；下面结合附图予以说明。

图1所示枸杞剪切式采摘机结构图。图中枸杞采摘机由果柄切割单元、齿轮传动单元、电气控制单元和枸杞收集单元组成；其中，刀片6由螺钉21、垫片20固定在从动轴22顶端，中间板19固定在机架1顶面，直流电机5与从动轴22并排竖着固定在中间板19上面，保护罩4将直流电机5与从动轴22罩住，调速器3固定在保护罩4的一个侧面上；分禾器7固定在刀片6下面的从动轴22两边；机架1的前、左、右侧面组成收纳盒8，收纳盒进口设置保护罩4前面的分禾器7下边；包装盒9放在收纳盒8内，位于收纳盒进口下面；收纳盖12通过合页10连接在机架1后底端，磁铁片11固定在收纳盖12上边缘；手柄2固定在机架1前端。

图2所示为采摘机的传动单元图。主动轴16通过套筒17、紧定螺钉18与直流电机5转动轴连接，主动轴16通过轴承14和主动齿轮15固定；在从动轴22下半段固定，两个轴承14固定从动齿轮24两边，弹性挡圈23挡在上面一个轴承与从动齿轮24之间；支撑板13分别与主动轴16底端轴承和从动轴22下半段底端轴承固定后再与机架1侧面固定。

所述果柄切割单元包括保护罩4、螺钉21和分禾器7；果柄切割刀片6选用钨钢材质，满足剪切过程中的刚性要求，枸杞果柄长且细，不加任何约束很难进行有效切割，甚至切伤果实，所设计的分禾器7约束果柄在枝条下面形成简支梁，对枸杞进入切割区域具有导向和夹持的作用，分禾器7内设计三岔口结构，用于筛选青果和红果，青果从分禾器7侧壁导出，红果进入切割区域。同时分禾器7与刀片6在竖直方向上保持安全距离，保证枸杞果柄长度要求。保护罩4提供人身保护，避免刀片带动枝条伤人。分禾器设置在收纳盒8上面。

所述齿轮传动单元由直流电机5、中间板19、主动齿轮15、主动轴16、套筒17、从动齿轮24、从动轴22、支撑板13和轴承14组成。直流电机5额定电压12v，额定功率10w，输出扭矩25mN·m，最高空载转速4800r/min，空载电流180mA，固定在中间板19上。电机轴与主动轴16内孔通过紧定螺钉18实现轴向和周向固定，由于传递的扭矩较小，此连接方式取代联轴器传递扭矩。主动轴16和从动轴22均为D型轴，安装齿轮时采用间隙配合，用紧定螺钉周向定位传递扭矩。动力从直流电机5输入，传递给主动轴16，再经一级齿轮啮合将动力传递给从动轴22，驱动刀片6正向旋转。

所述电气控制单元包括电池25、调速器3和直流电机5；电池25选择铅蓄电池为直流电机5提供电能，单独放在腰包内方便携带；调速器3利用脉冲宽度调制控制电路通断和电机转速。

所述枸杞收集单元包括手柄2、收纳盒8、包装盒9、合页10、磁铁片11和收纳盖12；包装盒放在收纳盒8内，盛放收获的枸杞。收纳盒采用PC透明塑料板，可以随时观察包装盒9内枸杞的收集情况，以便及时取出盛满的包装盒。

本发明的工作过程

本发明采摘以枝条为采摘单位，成熟枸杞按簇生长且呈下垂状。动力电源放在腰包内为采摘机提供动力，采摘前，为保证切割效率，首先调节调速器旋钮调整合适的刀片转速。采摘时，拎起枝条的末端，同时手持采摘机沿着枝条末端向起点移动剪切，在采摘过程中，同时操纵采摘机利用分禾器筛选青果和红果，使青果从分禾器7侧壁导出，成熟枸杞在分禾器的导向和夹持下进入切割区域，碰触高速旋转刀片分离果柄与枝条。带有果柄的枸杞果在重力作用下，经收纳盒上的开口落入枸杞包装盒，待包装盒内枸杞达到规定数量，拖拽收纳盖上的把手取出盛满枸杞的包装盒，同时更换新的包装盒，重复上述操作，继续采摘。

综上所述该发明解决了以下问题：

1.为解决枸杞自然特性造成的采摘难题，尤其是挂果点通常呈90°或180°的规律分布，而且同一挂果节点存在红果、青果和花朵，采摘难度大。该果柄切割单元中加入分禾器部分，对进入刀片切割区域的枸杞进行筛选，同时也避免枸杞果实和刀片的接触而切伤果实。切割过程中，采摘人员可以操纵手柄调节切割的角度和位置对不同方向生长的枸杞都可以进行采摘。

2.为方便转移已采摘的枸杞和适应鲜枸杞包装要求，设计枸杞收集单元，采摘后的成熟枸杞直接放入包装盒，简化包装步骤，提高包装效率和运输效率。

3.解决枸杞因人为接触造成挤压破损的问题。该采摘机采用刀片切割果柄的采摘方式，有效降低枸杞采摘过程中的破损率。

4.解决劳动力不足，提高采摘效率，降低采摘人员劳动强度。该采摘机设计便携小巧，可连续工作10小时以上，适用于复杂多变的工况，提高采摘效率，减轻劳动强度。