便携式高空水果智能采摘器

2019.10科学技术创新-185-便携式高空水果智能采摘器
薛彪叶昕房卓娅衡金龙周子健魏洁安
（江苏大学，江苏镇江212013）
摘要：当前高空水果采摘应用具有广泛的市场，本文提出设计基于行程开关和红外控制的便携式高空水果智能采摘器。

基
于餃轴承结构完成采摘器的360。

全面旋转，基于冇■程开关和红外线控制完成水果的自动采摘，并设计水果滑道实现水果采摘传输一体化该水果采摘器不受水果高度的限制，实现水果采摘、传输、收集全过程，有助于提高水果采摘效率，降低采摘成本。

该装
置可操作性高、成本低、便于存放，降低劳动强度，具有市场可推广价值。

关键词：便橈式；行程开关；红外控制；较轴承;全过程
中图分类号:S225.93文献标识码：A文章编号:2096-4390（2019）10-0185-02
随着社会经济的发展，高空水果具有极大的市场需求，但当前人工采摘仍然是主要的农业劳作方式.虽然市场上已存在部分的水果采摘器.但是这些采摘器仍然存在一些问题：
a.全自动智能采摘机器人虽然采摘效率较高，但成本高，且维修、保养费用较高叫
b.大型机器采摘装置整体笨重，不方便进行移动与存放,而且大型机器采摘装置成本高昂，并且在进行采摘时机器其他部件容易磕伤果实表面造成损失。

c.市场上小型便携采摘装置仍需要人工进行剪切、摘取等操作.在采摘过程当中任然需要大量体力;小型便携采摘装置缺少果实完成采摘后的传输装置叫
针对当前高空水果采摘器的不足，为满足广大果农的需求，提高农业生产效率，本文提出设计一种经济、安全、高效、便携的高空水果采摘器具有十分重要的意义。

1总体设计及工作过程
1.1总体设计
基于机械原理、电路原理及传感器等理论知识叫设计出一种便携式高空水果智能采摘器，用于人工辅助的高空水果的智能采摘，实现水果的自动采摘和收集，使其具有经济、便携、安全、高效等优势。

便携式高空水果智能采摘器主要由机械部分和控制部分构成，其中，机械部分包括叶片式切割装置、电动伸缩杆、伸缩支架、支架与主杆间的连接装置、果实传输装置、果实收集装置的设计与制作,控制部分主要由红外线控制器与行程开关组成叫其3D模型图如图1所示。

看到可采摘的果实时，通过控制按钮
使电动伸缩杆伸到适当的长度，直至
切割装置靠近果实，并使得果茎进入
叶片式切割装置的缝隙；最后通过控
制键触发红外线控制器启动切割装置
内的三叶刀片旋转，旋转刀片将其切
割。

通过切割装置外壳的倾斜度，使果
实通过切割装置下部的通道口进入果
实输送通道内，进入果实收集装置，同
时安装在通道口的行程开关采集果实
下落信息，三叶刀片停止转动。

工作结
束后，收回整理即可。

2主要部件
2.1叶片式切割装置
2.1.1切割控制流程。

采摘器通过
按键启动安装在切割装置里的红外线
触发器，使得电机转动,刀片切割果实
果茎。

当果实从输送管道口下落的瞬
间,触发行程开关，电机停止转动。

切
割装置控制程序图如图2所示。

2.1.2设计结构。

叶片式切割装置
由类似于电风扇叶片的三叶刀片和一
个保护壳体组成。

在保护壳体内侧安图2程序设计框图
装三叶刀片，在刀片下方设置保护网使其与果实隔离，并在壳体上方设计多条缝隙，用于果茎进入壳体。

当果实的果茎进入缝
4
隙,三叶刀片对其切割。

三叶刀片的平面模型图如图3所示。

6
*7
8柳叶刀整体柳叶刀与电机轴装配
1.电机
2.切割装置外売
3.电动伸缩杆
4.控制按键
5.枝轴承
6.三脚支架
7.脚轮
8.果框
9.水果滑道10.缓冲兜.行程开关与红外线控制器
图1釆摘器的整体3D模型图
1.2工作过程
便携式高空水果智能采摘的工作过程：设计一个可移动收缩式三脚架作为采摘器采摘装置和收集装置的支撑；当操作者
图3三叶刀片模型图
2.2电动伸缩杆
电动伸缩杆为采摘装置的主杆.由两个直径不同轻质杆组成，小杆嵌套在大杆内；大杆和小杆通过螺杆连接进行配合伸缩，通过电机控制杆的伸缩;伸缩杆的大杆的外侧装有两个小圆环，小圆环与传输管道相连接，带动传输管道的伸缩。

2.3果实传输装置（转下页
）
-186-科学技术创新 2019.10 . ■■- ' .-
移动集装箱式光伏系统
康晓慷彭程
(苏州聚晟太阳能科技股份有限公司，江苏张家港215614)
摘要:太:阳能作为一种绿色环保的可再生能源，其发展规划已被纳入建设生态文明、保障国家能源安全的战略高度层面： 在某些环境限制下，安装光伏板的数量受到限制，使其输出的电源无法满足各种发电电压需求的场合。

本文描述了一种新型的移 动集装箱光伏•系统，适用于偏远地区需要自发电，并便于拆卸安装和运输。

此系统利用标准集装箱的改造,使用多组光伏组件模块，可以满足更多发电量需求和特殊环境及用电需求的离网场合。

关键词：太阳能；光伏系统;安装
:中图分类号:[TK514] 文献标识码:A 1传统屋顶光伏电站及离网光伏电站的缺陷和不阻太阳能已经被世界上许多国家确立为提高产业竞争力、 保障能源安全和转型低碳经济的重要途径。

将太阳能所产生 的电能作为能源来源，并通过储能等技术手段实现能源优化 配置，能提高整体经济效益和环境效益。

商于占地面积的限制，目前的屋顶光伏电站.，发电总量 通常不足以支持用电需求，所以目前的屋顶光伏电站大多是 采用并网形式，即光伏通过能量管理系统与当地电网集成的 模式。

较多的光伏电站并不能完全离开电网独立运行，需要 借助电网的支持来平衡用电需求。

这样的光伏系统显然不能 满足某些偏远地区特别是电网不能覆盖地区的需求。

2新型移动集装箱光伏集成系统2.1系统介绍文章编号:2096-4390( 2019)10-0186-02为了能够解决上述问题，本文提供了新型移动光伏系统。

此系统利用标准集装箱的改造，使用多组光伏组件模块，可 以满足更多发电量需求和特殊环境及用电需求的离网场合， 从而达到节能、低碳的目的，同时本系统拆装简易，便于运输 和维护。

本文提及的可移动的集装箱光伏系统，包括标准可移动 集装箱、光伏组件、可拆卸及折叠光伏支架等组成部分。

太阳 能电池板作为系统中的核心部分之一，其作用是将太阳能直 接转换为直流形式的电能，一般只在白天有光照的情况下输 出能量。

根据负载的需要，系统一般可选用储能电池作为储 能环节，另外，通过对逆变控制一体机、光伏组件及储能电池
的选型，可按客户和环境需求调整光伏发电及储能容量。

此
移动的集装箱光伏系统的示意图参考图1。

(转下页)果实传输装置主要由两段孔径不同的通管组成可伸缩滑 道,装置尾部安装缓冲带和弹性布道。

通过两管两端的挂钩与 主杆相连,当主杆伸缩时，便可带动两管的伸缩。

2.4三脚支架及果实收集装置
三脚支架采用可折叠结构，三脚架底部安装夹板脚轮，有利 于采摘仪在操作过程中移动，方便使用者的操作与携带，三脚 架上放置果实收集框;三脚支架与主杆通过钱轴承连接，较轴 承可以让主杆全方位旋转，便于采摘。

2.5餃轴承较轴承主要由连接夹,“丄”形连杆,球副体,圆柱插销,底座 等零件构成。

通过“丄”形连杆在球副体中的前后摆动，同时结 合球副体在底座中绕Z 轴的360。

旋转运动，最终实现机构整体 三维旋转运动的自由调节。

钱轴承的3D 模型图如图4所示。

3釆摘装置的创新性3.1刀片在壳体的内部， 对刀片进行了保护作用，并在 壳体里设置保护网，防止刀片 在旋转过程中损伤果实。

3.2设计较轴承可以实现 立体调节电动伸缩杆的角度， 扩大采摘范围，提高采摘效 率。

3.3采摘器下端设计三脚 架起到固定支撑作用，从而整体上端可伸缩杆支撑起主杆，改进靠人手支撑时抖动缺陷，节 图4铉轴承3D 模型图省果农体力，有助于切割装置平稳地进行切割。

支架底端设有 夹板脚轮，便于移动。

支架整体设计为可折叠结构，节省了它所 占的空间，便于果农携带。

3.4以管道作引导，以布道作缓冲，最大地避免了水果在收集 过程中的受损。

3.5杆的外侧设计小圆环与运输通道拆卸式链接，方便了伸 缩杆的携带与存放,节省存放空间。

结束语不同于其他水果采摘器，便携式高空水果智能采摘器的使 用可以弥补以往采摘水果时果农劳动强度大、水果损伤率高、 大型采摘器费用高昂等不足，提高了果农的采摘效率。

便携式 高空水果智能采摘器具有安全、便携、稳定、价格低廉等优势，方
便不同人群的操作，适用于高空水果采摘。

参考文献
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[5] 刘鸿文.材料力学I .第6版[M].北京：高等教育出版社,2017.作者简介：薛彪(1998-),学历：本科大三，单位：江苏大学，
研究方向：机械设计制造及自动化。