基于SolidWorks的高枝花椒采摘器结构设计与运动仿真

    O 引言

    花椒原产我国．它主要种植在丘陵、山坡、岸边和地头，花椒产业已成为特殊区域农民致富新的经济增长点。花椒因树枝伸展长、带刺以及果实小而致使采摘十分困难。同时，花椒的收获要求不伤叶、不伤芽、不伤枝。因此，花椒的机器收割就更为困难。

    当前我国花椒采摘机器主要有剪刀式采摘器、电动采摘器、手套式采摘器、M型环齿花椒采摘机等。在上述各种采摘工具中，以采摘矮林为主，对于高处的花椒果实．需要梯作业。由于花椒种植多在丘陵与坡地．搭梯作业极易发生危险 、高枝花椒的采摘困难，制约着花椒采摘的效率与成本。为此设计出一款新型的高枝花椒采摘机，较好地解决了问题，提高了效率．降低了工作强度。

    1 高枝花椒采摘机的总体设计方案与采摘原理分析

    1.1 高枝花椒采摘机的总体设计方案

    根据我国花椒的主要品种、种植地理位置、作业条件,研究与开发了一种一次性完成花椒离枝和果实收集的花椒采摘机。力求最大限度地减小机具工作阻力，减少工作人员受物理和化学损伤，保证工作质量，提高采摘效率。研制中运用So|idWorks进行参数化设计，优化设计结构：运用中的motion分析功能。模拟该机器并模拟其工作原理与过程。总体设计方案如图1所示。

    图1 机构装配仿真总体方案

    主要研究内容包括：

    1)花椒采摘机的总体结构设计；

    2)运用参数化设计软件完成关键部件设计并优化结构设计：

    3)运用中的motion分析功能。模拟该机器并模拟其工作过程；

    4)通过理论及试验得出结论，提出进一步研究设想。

    l.2 新型高枝剪的采摘原理分析

    如图2所示．利用物理方面的高枝剪切法原理，在支撑杆7头部安装了一把特制的小剪刀．两剪刀刃在回位弹簧2的作用下处于常开状态，支撑杆7下端安装的拇指环6和杠杆指环5相当于一把大剪刀的手柄，剪刀活动体和杠杆指环的摇臂用铰链连接，构成二级杠杆传力结构。剪刀头下方安装的集椒袋口钢环通过钢丝绳3与铰链杆4连接，剪切时，集椒袋口钢环8被钢丝绳3拉起来处于剪刀刃下方，刚好使剪掉的花椒果落人其中，完成剪切后，钢丝绳松弛，集椒袋口钢环自然下垂，使操作者能够观察到剪刀头，继续寻找下一棵花椒果柄。而且改进了高枝剪无法伸长的缺点．增加了可调节的支撑杆与连接杆使高枝剪的长度可伸长到1m，使采摘高度达到3m。避免了人搭梯L树采摘花椒时带来的诸多不便。