可调式握力高枝剪设计及分析

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1、2015年10月农机化研究第10期可调式握力高枝剪设计及分析aaba钱稷，邸葆，王鹏飞，陈海江(河北农业大学a．园艺学院;b．机电学院，河北保定071000)摘要:可调式握力高枝剪的设计包括外观参数的确定和刀具的设计。根据大宗果树的生长状况确定高枝剪各关键部件结构及参数;根据高枝剪在果园作业受到剪枝过程中刀具剪断和夹持枝条所需力的大小进行刀具的设计。通过在Inventor软件中构建可调式手握高枝剪三维模型，利用AIP中的有限元功能对模型进行分析，得出果园工作环境下高枝剪的安全系数和变形量。果园作业试验结果表明:在该设计参数下，高枝剪性能可靠、使用灵活。

2、关键词:果树修剪;高枝剪;伸缩杆;可调试中图分类号:S224．9文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)10－0132－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.0290引言止生长，养分不消耗在顶端生长上，枝条顶端形成叶果树的修剪与果实采摘是果树生长管理时期不丛枝，叶而积大，又都是成熟叶片，光合效率高，能增可或缺的重要环节。我国的水果生产量居世界首位，加枝条的营养积累，从而提高了顶芽细胞质的浓度，［2］果树种植分布地跨大江南北，产生了大量的果园修剪即可完成花芽分化，第2年春季就能开花。和采摘作业量。虽然，近些年

3、我国采摘机械得到迅速3)修剪果树可以克服树体外围结果和产量大小发展，采摘器、动力剪枝采摘工具等采收机具已有所年的现象。树体自然生长，造成内部枝条过密，结果应用;但已有机具大多功能单一，不能解决果园生产部位外扩。过分提高果树当年产量，树体营养亏损，［1］中实际问题。引起第2年开花结果少，产量下降，形成大小年。利用高枝剪进行果树修剪和果实采摘作业，是以2高枝剪设计人手的握力来操作手柄，带动刀具的开合，剪断枝条或采摘水果;但由于枝条的高度不等，传统的高枝剪2．1工作原理长度不可调，造成了操作不方便。为此，本文根据果握力式高枝剪适用于各个季节果园内枝条的修园种

4、植的新型模式和果树的生长特性，将高枝剪设计剪及果品的采摘，不受季节性、通过性和地域性的限成长度可调式，以方便操作。制。其单纯依靠人力通过手柄的捏合，带动拉线，拉线与动刀铰接，在一捏一合的动作下完成剪枝。剪枝1果树修剪机构运动简图如图1所示。图1中，人手握住手柄从果园一年四季都会有果树修剪作业，果树修剪对a位置向b位置运动，带动动刀从a位置向b位置运果树的生长大有益处:动;伸缩杆则可以根据工作对象的高度调整到相应的1)减少多余的枝条覆盖，提高有效叶幕层，增加长度。有效叶系数，提高光合作用。叶片是果树光合作用的2．2机构构成场所，光合作用可以为果树累积充足

5、的有机营养，促可调式握力高枝剪由手柄、伸缩杆、传动机构和进果树高产。剪刀4部分组成。2)通过修剪枝条来控制果树枝条生长的顶端优伸缩杆分为3节可调伸缩部分，根据伸缩杆上打势，并促进花芽分化。修剪后，入夏时枝条顶端即停孔的数量实现有级可调，通过3部分杆件的伸缩配合可实现8种作业高度，完全打开可以达到5m;如加上收稿日期:2014－10－27人的身高，最大作业范围可以达到6m。收纳后，杆子基金项目:国家桃产业技术体系项目(cars－31－3－02)最短为1．8m，便于携带。调节部件用来控制伸缩杆作者简介:钱稷(1983－)，男，河北保定人，讲师，(E－mai

6、l)qian-ji167@163．com。的伸和缩，伸缩杆的3部分中间一节是固定不动的，·132·2015年10月农机化研究第10期其余两节分别以中间部分为基准向上、向下伸展(调大地提高伸缩杆在果园复杂环境下的使用寿命。伸节器a控制第1节向上伸展，调节器b控制第3节向缩杆结构及3节伸缩杆的截面参数如图3所示。在下伸展)。每节伸缩杆上都冲压了1个半径3mm的凹槽，来作为传动杆在伸缩杆内部，连接手柄的拉线，也分为3伸缩杆伸缩运动的导轨和导槽，保证伸缩杆无相对旋部分以配合伸缩杆的伸缩，依靠手力捏合即可剪断高转，从而便于各节伸缩杆在达到预定位置后实现全部处的枝

7、条。约束。刀片加装塑料齿状夹子，可在剪枝时夹住枝条，也可夹住采摘的果实。修剪刀头可以旋转，增加操作人员的可视角度。手柄可以旋转，这样操作人员就可以灵活工作;刀头上加装锯片，可去除一些较粗大的树枝。机构整体构成如图2所示。图3高枝剪伸缩杆结构及参数Fig．3Trimmertelescopicrodstructureandparameters3节伸缩杆之间的连接和调整由调节器a、b来完成，调节器结构和参数如图4所示。调节器采用按钮式设计，操作方便，可靠性高。将调节器安装在1、2节伸缩杆和2、3节伸缩杆的结合部位，通过卡销对两节1．动刀片2．传动杆3．手柄4

8、．伸缩杆伸缩杆相对位置的限定，来实现伸缩杆的有级调节。图1剪枝机构运动简图Fig．1Pruni