全自动花树收获机的设计

陈学才 张立鑫 张静亚 王浩鑫

摘要：我国有着久远的种花史，且具有着宽阔的的花类种植面积。花类种植中，机械化有效的修剪衰老树枝、成年枝的方法，以提高花茶的产量、口感、品质也是我们研究的目标。因为我们对花茶的需求，所以我们广泛的种植花树，而机械修剪机，是为了减小劳动强度、提高工作效率而伴生出来，能迫使花农更加轻松的种花、护花，它为花农们带来便利。此次所设计的内容，就是以提升花农修剪速度、保障花朵品质为目的，设计出一款手推式花树修剪机，避开传统的手提式、背负式的花树修剪机。传统的修剪机机型大，且成本高工作负重大，修剪工作效率低，刀片在高负荷的工作中易破坏，不易作用于重修剪、深修剪工作，适应性不强。通过对全自动花树收获机的关键零部件进行选型设计，完成其三维建模装配。

关键词：全自动；收获机；花树收获机

引言

此次所设计的内容，就是以提升花农修剪速度、保障花朵品质为目的，设计出一款手推式花树修剪机，避开传统的手提式、背负式的花树修剪机。传统的修剪机机型大，且成本高工作负重大，修剪工作效率低，刀片在高负荷的工作中易破坏，不易作用于重修剪、深修剪工作，适应性不强。因此，在调研国内外先进技术后，做出一款手推式花树修剪机，并且优化机械结构，提高花树修剪机的效率，使修剪质量提高，地形适应程度高，并且保证花茶的口感。并且设计的刀具，能有效的卡死枝丫，提高切口平整度，降低对花树的挫伤。力求实现高品质和规模化生产，以此同时最大化的降低修剪机自身重量，节能高效，寿命长的设备，减少生产价格，对减轻花农的工作强度有着重大意义。

近几年，我国农业机械化发展速度较快,农业机械化支撑农业发展的能力显著增强，加速了农业增长方式的转变和农业现代化进程，促进了农业劳动生产率和农业综合生产能力的提高。但是，由于受我国农村经济发展水平、农业劳动力转移程度、农业经营规模和农机工业水平等多因素的影响，农业机械化发展出现了一些问题。因此，有必要对农业机械化发展存在的问题进行深入分析，并寻找解决问题的对策，以促进我国农业机械化健康发展^[1]。

国内发展现状：改革开放以来，我国花茶采摘、修剪机设备的发展情况不断，有关技术问题的报道也接踵而至，国内对采花机的研发走了长久的道路。在那时，我国受到制造水平的限制，设备中所需动力机具、轴承等制造质量水平不高，得进口日本的。我国在生产中，尚且不具备可稳定应用的机型，导致我国花园对修剪机的需要兴致不高，修剪机行业发展缓慢。主要因为国内制造的修剪机械质量不达标。在动力机、机器加工和原料质量等，国内市场上参差不齐酿成的^[2]。

发展动态：在花类收获机发展伊始，在杭州和长沙成立了两家合资企业，采用相同的商业模式，从日本进口零部件，在自家工厂进行组装成成品。在80年代末期开始，中国农业部等部门捕捉这一机遇，积极招揽种花大省中，机械厂家对生产技术进行借鉴、引进，消化成自己家的东西。同时大力宣传，号召人们了解、购买茶树修剪机，使得国产花树修剪机行业，踏进崭新阶段。

1全自动花树收获机的总体设计

1.1 全自动花树收获机的基本结构设计

本机仅需一人操作即可完成对地形复杂地区的花树修剪。工作时，由一人在机器后方进行操作，由于机器本身使用双轮结构，所以可以轻松完成修剪机的方向控制。同时修剪花树的刀片本身的旋转是由齿轮与皮带的共同作用实现，最终动力来源是通过汽油燃烧，这使得无论是动力燃料的获取和更换亦或者是对花树修剪机的维修和养护都极为方便和简单。可以极大提高工作效率，同时极大降低养护成本^[3]。

图1 全自动花树收获机的结构示意图

1.2 全自动花树收获机的工作原理

根据农艺要求，所设计的花树修剪机可由一人操作，适用于个体农户的使用，满足其的使用需求同时所设计的花树收剪机是一种在深修剪和重修剪中发挥作用的设备，可减少作业流程，增加作业效率。根据作业条件或农艺要求不同，能够调整相应的修剪高度等，各调整部件应方便操作、调节灵活可靠，修剪机的维修、保养方便。性能稳定，作业质量良好，可保证切口平整形，几乎不出现漏剪现象；同时使设备操纵简便，设备坚固耐用，可以适用于具有陡坡花园的修剪工作。满足花农修剪要求，实现自动化修剪提高修剪效率，又能提高修剪质量。
2 预期成果

设计一个全自动机器，在理论基础上进行实践，根据实践情况进行改进和调整，改善现有采摘花树难题。设计的刀具，能有效的卡死枝丫，提高切口平整度，降低对花树的挫伤。结合花树的结构特点和生长需求，借鉴国内外研究成果，能实现单人独立完成花树的修剪，应用了带传动，是花树收获机有了一定的过载保护，采用手提式转向，便于操控力求实现高品质和规模化生产，以此同时最大化的降低修剪机自身重量，节能高效，寿命长，减少生产价格等。。

3结语

本文设计出了集修剪、可灵活调动、维修、保养等功能于一体的全自动花树收获机。该机具有结构合理，作业性能稳定，维护保养简单方便等特点，大大减轻花树收获时的人力劳动强度，提高了农民的工作效率；该机采用手提式设计，整机主要由机架、动力系统、传动系统、构成组成。该设计对花树收获、收集能够起到一定的作用。

Design of automatic flower and tree harvester
Chen xuecai,zhang lixin,zhang jingya,han shuangfeng
(school of intelligent manufacturing, Qingdao huanghai university, Qingdao 266427)

Abstract:China has a long history of flower planting and has a wide flower planting area. In flower planting, mechanized and effective pruning of aging branches and adult branches to improve the yield, taste and quality of flower tea is also our research goal. Because ofour demand for flower tea, we widely plant flowers and trees, and the mechanical trimmer is associated with reducing labor intensity and improving work efficiency. It can force flower farmers to plant and protect flowers more easily, which brings convenience to flower farmers.The content of this design is to design a hand-propelled flower and tree trimmer for the purpose of improving the pruning speed of flower farmers and ensuring the quality of flowers, avoiding the traditional portable and backpack flower and tree trimmer. The traditional trimmer has the advantages of large model, high cost, heavy work burden, low pruning efficiency, easy damage of blade in high load work,difficult to act on re trimming and deep pruning, and weak adaptability. Through the selection and design of the key parts of the automatic flower and tree harvester, the three-dimensional modeling and assembly are completed.

Keywords: fully automatic;Harvester;Flower tree harvester

参考文献

[1]史建新，我国啤酒花收获机械化的现状及问题探讨［J］，新疆农机化，2013（6）：23-34.

[2]晏国生，花产业链的系统分析与产业化经营实践［J］，农业系统科学与综合研究，2015（26）：1-10.

[3]邓星钟.机电传动控制[M].武汉:华中科技大学出版社，2011.

作者简介

陈学才 青岛黄海学院 智能制造学院 机械设计制造及其自动化专业 本科在读。

此文章为校级大学生创新创业训练项目：全自动花树收获机的设计 项目编号：202113320272 的阶段性成果。