摘要： 在采摘农具中采用力感应控制装置即能保证产量又能最大程度的保证品相完好，从而降低成本提高收益，提供了几种力感应装置设计方案并进行方案对比。
　　关键词： 水果采摘，力感应控制，方案设计
　　【中图分类号】S224【文献标识码】A【文章编号】2236-1879（2018）07-0162-01
　　1.前言
　　我国是水果生产大国，水果行业在国民经济中占有举足轻重的地位。然而无论是从果品的出口量还是果农的实际收益上来看，水果行业都明显呈现出劣势，究其根本原因，主要是水果质量参差不齐，优质果品少造成的。对于我们机械行业的人士来说，提高水果质量的关键所在是我们应当根据我国水果行业的实际种植情况来设计农业采摘器具，从而提高水果品相增加收益。
　　由于目前我国水果行业的种植具有以中小规模为主体，人工作业为主要采摘方式等突出特点，我建议在现有简单农具基础上进行改进设计更为合情合理。
　　2.力感应采摘装置
　　我们的想法是以现有市场上常见的采摘农具为基础，在其基础上加装一套“力感应装置”，加装该装置的主要目的是控制采摘过程当中的驱动力，当采摘驱动力过大的时候通过装置的调节作用驱动力自行降低，起到保护果皮，提高水果品相的目的。
　　“力感应装置”需要具备结构紧凑、操作简单以及加装方便等特点，根据提出的设计要求，我们提供以下几种设计方案。
　　3.力感应功能实现方案设计
　　以市场上最为常见的采摘杆为例，我们在这里定义其抓果端为“活动抓”，能够伸缩的杆体我们定义为“伸缩杆”。
　　（1）方案一：电感应控制。
　　活动爪端部设置感应点，感应点在弹簧力的作用下能实现电路通断，在未触碰到果实前，在电力的驱动下活动爪活动，当触碰到果实表皮时，活动的感应杆受到压力产生移位，内部电路被断开，活动爪停止活动，实现力感应功能。该方案传动效率高，能够准确控制抓取力度，但设计结构复杂，费用高昂且后期维护较难。
　　（2）方案二：机械卡死机构。
　　通过设计一个卡死机构，当活动爪运动碰触到果实时，在活动爪端有活动感应点，当感应点被压缩活动时，与之相连的连杆结构会产生位移，卡死活动机构，从而实现力感应功能。该方案设计结构简单，操作便捷，但是抓取力度控制不够精准，出错率高，容易造成果皮损伤
　　（3）方案三：柔性压紧式摩擦轮。
　　它由一对摩擦轮、钢丝绳、棘轮棘爪、弹簧、调整螺钉等结构组成，如图1所示。操作时通过握把拉动钢丝绳，带动摩擦轮1旋转、摩擦轮1带动摩擦轮2旋转，进而带动卡爪运动。当抓取力度达到设定值后，摩擦轮1、2之间就会出现打滑，限制了抓取力的上升，同时利用棘轮棘爪保证卡爪固定，防止果实掉落。为实现摩擦轮之间压紧力的精细调整，我们设计了压紧弹簧与调整螺钉配合的柔性压紧装置。调整螺钉，调整压紧弹簧的压缩量，可以比较精细的调节摩擦轮之间的压紧力，进而实现摩擦力和抓取力的準确控制，保护水果表皮。该方案操作便捷，能够精准控制抓取力度，故障率低，后期维护简单，但设计结构较为复杂。
　　（4）气动方案。
　　如图2所示，微型打气筒提供气压输出，气管输送气体，气体推动活动爪夹紧，触动触发机构时，此时夹紧力已达到抱紧水果状态，这时打开剪刀的阀门，实现剪刀侧气管通气剪断。爪侧有逆止阀，保持活动抓持续夹紧，泄压阀保护气路，同时调整泄气阀气压，使夹紧力在可控范围内。
　　（5）方案对比。
　　4.结束语
　　力感应装置的加装，有效保证了采摘过程中水果品相的完好，尤其对一些皮薄汁多，产量较少的高端水果及其实用，从而提高了果农在售卖水果时的市场竞争力，以最小的成本投入实现最大的收益。
　　参考文献
　　[1]李辰.我国水果产业出口现状及发展建议[J].现代商贸工业，2010，（11）：121