開發(fā)新型椰子檳榔采摘機研究

蘇明

（海南科技職業(yè)學(xué)院，海南 海口 571126）

關(guān)健詞：椰子；檳榔；采摘；機械化

椰子和檳榔是海南熱帶農(nóng)業(yè)的主要產(chǎn)品，椰子水清甜可口，椰子肉可制成各種美食，檳榔可制成各種藥品，由于它們用途廣泛，深受人們喜愛，種植不斷的加大，隨著海南椰子和檳榔深加工的發(fā)展，椰子和檳榔產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。椰子和檳榔生產(chǎn)的三大生產(chǎn)環(huán)節(jié)是種植、采摘和加工，種植和加工正在快速發(fā)展，已向機械化作業(yè)發(fā)展，而采摘還處在人工作業(yè)的落后狀態(tài)，采摘的采摘技術(shù)制約椰子和檳榔產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推進(jìn)椰子、檳榔采摘作業(yè)機械化勢在必行，本文推薦一種適合于海南椰子、檳榔采摘的新型采摘機。

1 海南椰子和檳榔產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

椰子是海南熱帶農(nóng)業(yè)的主要產(chǎn)品，因其是營養(yǎng)豐富的綠色產(chǎn)品深受人們喜受，近年來海南椰子已是熱門的旅游消費，在許多城市等旅游景點都有銷售，需求較大，海南省作為重要椰子生產(chǎn)基地，產(chǎn)量逐年增加。檳榔是海南省第二大經(jīng)濟作物，同時檳榔產(chǎn)業(yè)也是海南省熱帶作物中第二大支柱產(chǎn)業(yè)，對海南省的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟具有重要意義。隨著椰子、檳榔深加工的發(fā)展，椰子、檳榔的種植也在不斷的加大，椰子和檳榔產(chǎn)業(yè)有快速發(fā)展之勢，目前海南椰子、檳榔的采摘因其樹高和生長地形多樣，采摘環(huán)節(jié)停留在工人作業(yè)的落后狀態(tài)，海南椰子、檳榔的采摘還是依靠長桿勾刀勾切果枝，或人力攀爬上樹摘果，到目前為止，還沒有實現(xiàn)用機械采摘椰子、檳榔果，對于機械采摘椰子、檳榔的研究也不很多，椰子、檳榔采摘機械化沒有實質(zhì)性進(jìn)展，因此椰子、檳榔采摘作業(yè)勞動強度大，生產(chǎn)效率低，采摘成為影響椰子、檳榔產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要環(huán)節(jié)，采摘技術(shù)是影響海南椰子、檳榔產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要因素。

2 椰子、檳榔的采摘方法

椰子、檳榔的采摘方法主要有兩種，一種是人工摘果，依靠人力攀爬上椰子、檳榔樹摘果，或者用長桿勾刀來勾椰子、檳榔果；另一種是機械化摘果。海南椰子和檳榔采摘作業(yè)的主要特點是樹桿高，而生長地形多樣，平地山地帶都有。椰子、檳榔因其樹高，生長地形多樣，海南椰子、檳榔的采摘采還停留在工人摘果狀態(tài)，主要摘果依靠長桿勾刀勾果，也有少部分是人力攀爬上樹摘果，還沒出現(xiàn)機械摘果的應(yīng)用。工人摘果勞動強度大，生產(chǎn)效率低，使椰果和檳榔產(chǎn)業(yè)收成降低。傳統(tǒng)的工人作業(yè)，制約海南椰子和檳榔產(chǎn)業(yè)發(fā)展，研究現(xiàn)代采摘新技術(shù)，改進(jìn)椰子檳榔采摘方法，實現(xiàn)采摘機械化有重要的意義。

3 新型椰子、檳榔采摘機設(shè)計方案及其結(jié)構(gòu)

為解決海南椰子、檳榔的采摘機械化作業(yè)問題，開發(fā)新型椰子、檳榔采摘機是解決海南椰子、檳榔的采摘機械化作業(yè)問題必由之路，本文力推開發(fā)適合于海南椰子、檳榔采摘的新型采摘機。

新型采摘機是采摘椰子、檳榔果的一種在搖控器的控制下上樹摘果的機械化摘果設(shè)備，設(shè)計方案如圖1(采摘機設(shè)計方案圖)所示，其包括椰子、檳榔爬樹機和摘果機，爬樹機和摘果機配有電氣控制系統(tǒng)，是由爬樹機、摘果機和電氣控制系統(tǒng)三大部分組成，工作時，在電氣控制系統(tǒng)的控制下，爬樹機把摘果機送到靠近果子的位置，再由摘果機完成摘果。椰子、檳榔爬樹機包括機體、彈性夾緊機構(gòu)、弧形輪爬機構(gòu)、支架和電動機組成，爬樹原理如圖2(爬樹原理圖)所示，椰子、檳榔爬樹機的主要功能是把摘果機送到相關(guān)的位置；椰子檳榔摘果機包括采摘機座、采摘支桿、上下移動桿、上下調(diào)整機構(gòu)、左右移動調(diào)整機構(gòu)、左右移動采摘臂、電動機、切割盤，摘果工作原理如圖3(摘果工作原理圖)所示，摘果機的功能是完成摘果工作；智能控制系統(tǒng)包括遙控器和電氣控制機構(gòu)（有信號接收、放大、解碼和驅(qū)動等功能），其功能是用遙控器控制爬樹機上樹和下樹，同時遙控器控制摘果機摘果。

圖1

圖2

圖3

4 新型椰子、檳榔采摘機的特點和技術(shù)難點

新型椰子、檳榔采摘機由爬樹機、摘果機和控制系統(tǒng)組成。設(shè)計和制造能適應(yīng)于海南椰子采摘和檳榔采摘的爬樹機是第一步，這一步解決了機器上樹的問題。本著實用和靈活的考慮，本爬樹機具有體形小，重量輕，爬樹靈活的特點，其結(jié)構(gòu)由機體、彈性夾緊機構(gòu)、弧形輪爬機構(gòu)、支架和電動機組成，本身重不超過100公斤，爬樹機能順利的爬上樹的關(guān)鍵機構(gòu)是爬樹夾緊機構(gòu)，是解決爬樹機爬樹的技術(shù)難點，由于椰子、檳榔樹樹干大小不一致，爬樹輪要保持和樹干接觸完好，爬樹時輪和樹的接觸既不松又不能緊，松了要打滑，緊了要夾死，爬樹機爬樹既不夾死，又不打滑是研發(fā)椰子、檳榔爬樹機的一個難點，本設(shè)備采用彈性夾緊機構(gòu)解決爬樹機爬樹發(fā)問題，根據(jù)爬樹機的重量，設(shè)計適度機夾緊力的夾緊機構(gòu)可實現(xiàn)爬樹機爬樹時，既不夾死，又不打滑。

然后設(shè)計可行的椰子、檳榔摘果機。既有爬樹機又要有摘果機才能完成機械化采摘工作，用切割盤切割整珠椰子果或檳榔果是適應(yīng)海南椰子果或檳榔果快速采摘的新技術(shù)，主要關(guān)鍵問題是控制切割盤到達(dá)準(zhǔn)確的位置，電氣控制和機構(gòu)運動配合協(xié)調(diào)是關(guān)鍵，設(shè)計電氣控制和機構(gòu)制造是技術(shù)難點。解決電氣控制和機構(gòu)靈活運動問題才能順利制造我們所需要的椰子、檳榔摘果機。

本新型椰子、檳榔采摘機具有體形小，成本低，易操作和便于野外作業(yè)的特點。為達(dá)到上述要求在設(shè)計上擬定最佳方案，以降低成本，減少勞力，便于野外作業(yè)，增加農(nóng)民收入為目標(biāo)?？紤]易操作和便于野外作業(yè)的要求，用直流電源為動力源，由于直流電源功率較小，因此需要設(shè)計制造體形小的采摘機，經(jīng)實驗證實用48V蓄電池可帶動新型椰子、檳榔采摘機順利工作，實現(xiàn)既便于野外作業(yè)又降低成本的經(jīng)濟型實用強的制造目標(biāo)。

5 新型椰子、檳榔采摘機的適應(yīng)性

目前，隨著椰子、檳榔深加工的發(fā)展，海南椰子、檳榔的種植在不斷的加大，種植面積從不到一畝至幾百畝的都有，特別是檳榔，有些村家家戶戶都種，山上山下都種。由于新型椰子、檳榔采摘機采用直流電源為動力源，具有體形小，易操作，便于野外作業(yè)的特點，無論椰子和檳榔在山上還是在山下都可以采摘。另外新型椰子、檳榔采摘機成本低，農(nóng)戶容易接受，特別適應(yīng)海南的椰子、檳榔采摘。

6 結(jié)語

隨著椰子、檳榔深加工的發(fā)展，椰子、檳榔的種植也在不斷的加大，椰子和檳榔產(chǎn)業(yè)有快速發(fā)展之勢，由于面臨勞動力不足問題。使用機械不僅提高了效率，降低了損傷率，節(jié)省了大量勞動力成本，而且也提高了椰子、檳榔果園的經(jīng)濟效益，因此機械化采摘趨勢，研究椰子、檳榔采摘機械化具有重要的意義。新型采摘機的應(yīng)用將改變海南人工采摘椰果和檳榔果落后現(xiàn)狀，降低人工勞動強度，提高生產(chǎn)效率，解決農(nóng)民椰果或檳榔果采收問題，促進(jìn)海南椰子和檳榔產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其應(yīng)用具有很大經(jīng)濟效益以及廣闊的市場前景。