自动收枣装置的推广与应用

作者:未知

  摘  要:为了进一步改进红枣采摘机的机械效率,针对人工采收效率较低,设计了一款效率高、结构简单、使用方便、造价低廉且具有良好推广应用价值的收枣装置,在一定程度上提高了红枣的摘采效率,减少人工使用成本。
  关键词:大枣;装置;推广
  中图分类号:TH122 文献标志码:A           文章编号:2095-2945(2019)09-0045-02
  Abstract: In order to further improve the mechanical efficiency of jujube picking machine, a jujube harvesting device with high efficiency, simple structure, convenient use, low cost and good popularization and application value was designed for manual harvesting efficiency. To a certain extent, the picking efficiency of jujube was improved and the cost of manual use was reduced.
  Keywords: jujube; device; popularization
  当今,我国的农业机械化方面已经迈入机械化、智能化时代。我国农業机械化行业的规模越来越大,种类也越来越齐全,但在小规模种植特别是采摘过程中面临着更大的困难和挑战。红枣的主要产区在我国黄河流域的山东、河北、河南、山西、陕西五省,2015年,红枣种植区域增加到22个省区市,红枣采摘工作量巨大,需要借助机器人手段进一步提高效率和保证质量。因此,农业科学家针对当前红枣摘采机器人进行了优化改造,提高红枣的摘采效率。为进一步设计和改进当今摘采机器人,设计了一款新型的转齿梳刷式收枣装置,并对红枣摘采机器人的现状和不足进行了分析。
  1 红枣采摘研究现状
  红枣这一红色产品,已越来越受世人青睐,我国西北农业地区,大量种植红枣经济作物,供人们鲜食或加工成干果, 目前仅我国新疆地区种植面积已达600万亩,全国约2000万亩,且种植面积今后将有增无减。我国果农收获红枣主要依靠人工手摘、借助云梯或直接用竹竿(木棍)敲下来,这几种人工采摘的方式,缺点很明显,费时、费工、费力。一方面,人工手摘容易划伤身体,竹竿敲击落到地面上的枣又会因为受到撞击,果肉受到损伤,容易腐烂,而且落在地面上,也不卫生。另一方面,人工采摘的效率低,且近年来人工成本逐年增加。因此,设计一台效率高、结构简单、使用方便、造价低廉的收枣装置尤为重要。
  现有的技术中,新疆农垦科学院机械装备研究了4YS-24型红枣收获机的设计,主要依据机械振动的果实脱落的原理,即由机械手(震动头)抓住树干,通过震动,摇落果实。其振动由偏心机构产生,传动方式为液压传动。塔里木大学机械电气化工程学院研究了气吸式红枣收获机,该机主要由吸管、风机、三通管道、分选管道、收集框、机架、集杂袋等组成。但是4YS-24价格昂贵,在推广上具有很大的难度,气吸红枣收获机在理论上能对红枣进行很好的收集清选,但需要人工操作,步骤繁杂,自动化程度较低。张合安设计的一种双向摘枣器,虽然避免了人工采摘时被划伤的风险,但依旧主要依靠人工操作,没能降低人工成本,采摘效率提高的程度相对较小。
  根据目前现状,红枣摘采机仍存有一定的缺陷,使得红枣摘采机摘采技术停留于目前现状。
  国外设备比较成熟,但价格相对较昂贵,而且红枣采摘周期不长,制约了红枣摘采机器人的工作时间,因此机器设备的利用率相对较低,并且红枣摘采机器人主要是针对广大农民,因此,需要较高的可操作性以及安全可靠性,才能更好的为果农使用。在红枣摘采机器人的推广过程中,只有当使用机器人的成本低于果农人工成本时,果农才可能会选用机器人进行工作,因此,成本太高也成为制约红枣摘采机器人发展的关键性因素。
  为此,针对现有收枣装置存在的缺陷,设计一款新型收枣装置,将人类从繁琐的劳务中解放出来,提高工作效率已经成为市场的需求。
  2 转齿梳刷式收枣装置工作原理
  本装置是毛刷式收枣装置,装置底部为背架,背架上套有背带,背架底部有两个普通轮子和一个万向轮。因此,本装置既可由人工背着进行作业,也可在地面上滑行进行作业,使得装置可适应各种复杂的地形。在装置滑行作业时,使用者既可以通过万向轮调整方向,又可以实现随时刹车。转盘和转轴能够实现上方装置方向的任意调节。使用者可以通过调节扭动开关方便、舒适地调节拉杆长度,并在万向轴的上面加螺丝可以手握杆可以拆卸,并在收集装置下加收集管,从而满足更多的实际需求,体现了人性化的设计理念。本装置采用电动机为动力来源,利用齿轮啮合将电极的转动传递到中心旋转轴的转动,从而使得装置运行。减速器通过齿数少的齿轮啮合齿数多的大齿轮,从而达到减速的目的。当轮齿盘低速转动时,相邻两组毛刷接触到枣时,因枣的直径小于转齿盘的间距,不同转轴上两根相邻的毛刷便会把枣刷落,并且可以使枣叶和细枝条通过此间距。此外,通过调节转齿盘的组数本装置可以根据红枣的大小对红枣进行分类。毛刷具有良好的韧性,且表面硬度相对金属材料更低,对枣的表面损害较小。整个装置通过蓄电池提供能量。
  3 红枣采摘推广价值
  枣树在我国大面积经济栽培主要在山东,河北,河南,山西,陕西五省的黄河流域,近年来安徽、甘肃、湖南、湖北发展很快。由于经济的发展,特色农业的建立,枣树种植成为现代农业发展的一条新的产业项目,枣树产业已呈现出区域化布局、规模化发展、多种栽培模式尽显其效的新格局。各地根据自己不同的情况确立了不同的枣树种植面积,为农民增加了经济收入。随着枣树种植面积的增加,其机械化作业在枣树的栽培中的重要性逐渐显现。可以预见到,再过几年,新种植的果树进入盛果期后,水果采收作业将会出现因劳动力短缺、采收不及时,而直接影响果品质量和造成大量损失的问题。
  本产品可以成为枣农在大枣采收过程中的一大助力,减少人工工作部分,降低大枣收获成本,提高工作效率,适应性广。与现有其他大枣收获机械相比,成本较低,操作简单,便于维护,推广使用价值很高。
  目前我国对红枣采摘机器人的研究还处于初级阶段,而且采摘机器人的工作性能还需要进一步完善,随着科学技术的快速发展,我国的红枣摘采机器人的技术水平一定会更上一层楼,为我国的农业采摘机器人的发展提供更加广阔的平台。
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