中国农业机械化科学研究院集团有限公司 主管

北京卓众出版有限公司 主办

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

便携式乔木类水果采摘装置设计与试验

邓成刚 胡志刚 张啸风 翟红蕾 蒋亚军

邓成刚,胡志刚,张啸风,等.便携式乔木类水果采摘装置设计与试验[J].农业工程,2022,12(9):96-100. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.09.018
引用本文: 邓成刚,胡志刚,张啸风,等.便携式乔木类水果采摘装置设计与试验[J].农业工程,2022,12(9):96-100. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.09.018
DENG Chenggang,HU Zhigang,ZHANG Xiaofeng,et al.Design and experiment of portable arbor tree fruit harvesting device[J].Agricultural Engineering,2022,12(9):96-100. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.09.018
Citation: DENG Chenggang,HU Zhigang,ZHANG Xiaofeng,et al.Design and experiment of portable arbor tree fruit harvesting device[J].Agricultural Engineering,2022,12(9):96-100. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.09.018

便携式乔木类水果采摘装置设计与试验

doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.09.018
基金项目: 国家社会科学基金项目(20BXW029);湖北省科技厅创新重大专项(2019ABA085);湖北省教育厅指导性项目(B2021119);武汉轻工大学校立科研项目(2021Y27)
详细信息
    作者简介:

    邓成刚,硕士生,讲师,主要从事乔木类水果采摘的机器视觉技术及装备研究 E-mail:5409122@qq.com

    胡志刚,通信作者,博士,教授,硕士生导师,主要从事农产品(食品)加工装备、机械产品创新设计研究 E-mail:whhzg@qq.com

  • 中图分类号: S225.93

Design and Experiment of Portable Arbor Tree Fruit Harvesting Device

  • 摘要:

    针对国内乔木类水果种植现状和劳动力短缺的情况,设计了便携式乔木类水果采摘装置。该装置是小型辅助人工采摘机械,由拨动式刀头、分段可调节伸缩杆、棘轮式可折叠支撑杆(省力杆)和螺旋式收集器4部分构成。刀头部分通过曲柄连杆机构的摇杆拨动,使果梗滑过刀刃完成剪切,特别适合对生长在山地、高处水果的采摘,拆卸方便、效率较高、实用性强。在黄花梨采摘作业时,平均单果采摘时间为3.34 s,收获果实合格率97%以上,满足采摘需求。

     

  • 图 1  采摘装置结构

    1. 背带 2. “螺旋式”收集器 3. 工字铝合金 4. “棘轮式”可折叠支撑杆 5. 导向管 6. 收集管 7. “拨动式”刀头 8. 万向节 9. 固定卡箍 10. 四节可调节伸缩杆 11. 平衡器 12. 控制开关

    Figure 1.  Structure of harvesting device

    图 2  采摘刀头主体部分结构

    1. 固定套筒 2. 保护罩 3. 导向片及刀刃 4. 拨杆 5. 微动开关 6. 连杆 7. 曲柄 8. 蜗杆带蜗轮的减速器 9. 微型直流电机 10. 收集管

    Figure 2.  Structure of main part of picking cutter head

    图 3  曲柄连杆机构模型

    Figure 3.  Crank link mechanism model

    图 4  电路接线

    Figure 4.  Circuit wiring

    图 5  伸缩杆受力及强度计算

    Figure 5.  Stress and strength calculation of telescopic rod

    图 6  支撑架横杆强度计算

    Figure 6.  Supporter intensity computation

    表  1  采摘时间统计

    Table  1.   Average picking time

    组别手工采摘装置采摘
    平均采摘时间/s4.853.34
    下载: 导出CSV

    表  2  采摘数目统计

    Table  2.   Amount of picking

    组别数值
    时间/min12345678910
    手工采摘个数11999776554
    装置采摘个数15121413151414131212
    下载: 导出CSV
  • [1] 徐铭辰,牛媛媛,余永昌.果蔬采摘机器人研究综述[J].安徽农业科学,2014,42(31): 11024- 11027,11057. doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2014.31.071

    XU Mingchen,NIU Yuanyuan,YU Yongchang.Review of research on picking robots of fruits and vegetables[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2014,42(31): 11024- 11027,11057. doi: 10.3969/j.issn.0517-6611.2014.31.071
    [2] 祝前峰,陆荣鑑,李奉顺.苹果采摘机械的研究现状与发展趋势[J].林业机械与木工设备,2021,49(5):4- 9,15. doi: 10.3969/j.issn.2095-2953.2021.05.001

    ZHU Qianfeng,LU Rongjian,LI Fengshun.Research status and development trend of apple picking machinery[J].Forestry Machinery & Woodworking Equipment,2021,49(5):4- 9,15. doi: 10.3969/j.issn.2095-2953.2021.05.001
    [3] 李艳聪,杜晓勇,王金海,等.苹果损伤力学特性[J].农业工程,2018,8(6):77-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-1795.2018.06.021

    LI Yancong,DU Xiaoyong,WANG Jinhai,et al.Mechanical properties of apple picking damage[J].Agricultural Engineering,2018,8(6):77-80. doi: 10.3969/j.issn.2095-1795.2018.06.021
    [4] 赵映,肖宏儒,梅松,等.我国果园机械化生产现状与发展策略[J].中国农业大学学报,2017,22(6):116-127. doi: 10.11841/j.issn.1007-4333.2017.06.14

    ZHAO Ying,XIAO Hongru,MEI Song,et al.Current status and development strategies of orchard mechanization production in China[J].Journal of China Agricultural University,2017,22(6):116-127. doi: 10.11841/j.issn.1007-4333.2017.06.14
    [5] 李彦晶,罗钿,冯宇龙,等.基于切割的便携式苹果采摘装置的设计与试验[J].中国农机化学报,2019,40(2):51- 54,96. doi: 10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.02.09

    LI Yanjing,LUO Tian,FENG Yulong,et al.Design and experiment of a cutting-based portable apple picker[J].Journal of Chinese Agricultural Mechanization,2019,40(2):51- 54,96. doi: 10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2019.02.09
    [6] 徐同庆.基于机器视觉的苹果采摘机器人控制系统研究[D].镇江: 江苏科技大学, 2020.

    XU Tongqing.Research on control system of apple picking robot based on machine vision[D].Zhenjiang: Jiangsu University of Science and Technology , 2020.
    [7] 李素云,唐先进.苹果采摘机器人的研究现状、进展与分析[J].装备制造技术,2016(1):185- 186,192. doi: 10.3969/j.issn.1672-545X.2016.01.058

    LI Suyun,TANG Xianjin.Research status,development and analysis of apple picking robot[J].Equipment Manufacturing Technology,2016(1):185- 186,192. doi: 10.3969/j.issn.1672-545X.2016.01.058
    [8] 马少春,谢瑞培,黄奇,等.基于负压吸力的便携式苹果采摘装置的设计与试验[J].农机化研究,2018,40(9):158- 161,166. doi: 10.3969/j.issn.1003-188X.2018.09.030

    MA Shaochun,XIE Ruipei,HUANG Qi,et al.Design and tests of a suction-pressure-based portable apple picker[J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2018,40(9):158- 161,166. doi: 10.3969/j.issn.1003-188X.2018.09.030
    [9] 宋怀波,张阳,黄俊华,等.偏心切割式苹果采摘装置设计与试验[J].农机化研究,2020,42(5):94-99. doi: 10.3969/j.issn.1003-188X.2020.05.015

    SONG Huaibo,ZHANG Yang,HUANG Junhua,et al.Design and experiment of eccentric cutting device for apple picking[J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2020,42(5):94-99. doi: 10.3969/j.issn.1003-188X.2020.05.015
    [10] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第36卷)[M].北京: 科学出版社, 1974: 381.
  • 加载中
图(6) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  114
  • HTML全文浏览量:  7
  • PDF下载量:  15
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-28
  • 修回日期:  2022-06-15
  • 出版日期:  2022-09-20

目录

    /

    返回文章
    返回