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我国是果树种植大国,据统计,我国苹果、柑橘、梨的种植面积约1亿亩,产量在亿吨左右,且上述果树大多种植在山坡、丘陵地区,不利于大型采摘设备的使用。现今,果树采摘绝大部分还是以人工采摘为主。为提高果农的收益,急需研制结构轻便、操作方便的手持式果实采摘设备。本设计获2018年全国大学生机械设计创新比赛一等奖,主要研究如下:1、研究并建立符合中国国情的手持式果实采摘设备的评价体系。通过对果农的调查,建立了操作轻便性、采摘效率、价格、可靠性等评价指标体系及相应的评价权重,为设计新型的手持式果实采摘设备奠定了基础。2、以苹果树为例,分析其种植特征参数,及其果柄的物理特性,如直径、剪切力等。基于评价体系,提出新型手持式果实采摘设备应具备的设计特点:手动剪切、周向多工位采摘、设备可便捷调节杆长、视频辅助采摘、果树收集缓冲等功能。3、对手持式果实采摘设备进行型综合设计,并优化了结构参数。通过机构型综合方法,分析得出采摘设备输入和输出的运动方式为摆动,根据采摘设备的工作条件和使用要求,确定传动机构为带高副的五杆机构。选用Adams软件对采摘设备的传动机构进行动力学仿真分析,通过Step阶跃函数对虚拟样机施加载荷。以人手舒适握力30N和舒适摆动角度30°为边界,初步确定连杆长度为40～100mm和摇杆初始角度20°～60°。通过二分查找法,最终确定连杆长度为62mm,摇杆初始角度为21°,此时的剪切力最大为7.4N、剪切行程大于70mm,满足果柄的剪切要求。4、研制样机,并进行验证。对手动剪切机构、周向多工位采摘机构、杆长调节机构、视频辅助部件、果实收集缓冲机构等分别进行了设计、研制、试验验证等工作,并进行了整机装配。5、到高邮果园进行采摘试验,并改进发现的问题。到高邮果园进行多次采摘试验,并逐步改进了果实收集套筒存在划伤果实表皮的缺陷。经采摘试验表明,本设计相比于传统的人工采摘,效率约提高3倍以上,相对于其他辅助采摘设备,效率约提高1倍以上。不装摄像头,批量生产,预计每套的成本可以控制在150元以内,性价比高。