手持式花椒采摘机结构设计作品简介
本作品聚焦北方花椒种植区人工采摘效率低、劳动强度大、易受刺伤的痛点,针对韩城大红袍花椒的生长特性,设计了一款小巧便携的手持式花椒采摘机。作品以机械原理、工程力学为理论支撑,创新采用T型双头采摘结构与仿人手三刀剪切设计,上方采摘头对应花椒枝下方果实,下方采摘头适配枝上方果实,无需翻转机器即可完成全方位采摘,大幅节省操作时间。
核心驱动系统选用SG90舵机,通过51单片机的PWM信号实现精准角度控制,配合连杆机构驱动刀片快速剪切(单次剪切≤2秒),可高效处理直径1-3mm的花椒根部;螺旋输送机构与储存机构一体化设计,经减速器驱动将采摘后的花椒平稳输送至储存袋,省去人工回收步骤,实现“采收一体”。
设计过程中完成了电机(FF-N20-05150)、减速器、齿轮及螺旋叶片(直径0.1m、厚度2mm)等关键部件的选型计算,建立三维模型并通过3D打印制作实物原型。经模拟测试,设备续航可达4.6小时,单次采摘耗时仅5秒,有效提升采摘效率、降低人工成本与劳动损伤,为山区小面积花椒种植户提供实用解决方案,也为同类农产品采摘机械的研发提供技术参考。
