| 标题 | 拇指式小型草莓采摘器设计 |
| 范文 | 吴超禹 黄秋东 摘 要：生态果园采摘旅游是我国近些年兴起的一种旅游形式，民众参加果园采摘活动时，不仅采摘了果实，同时也愉悦了心情，是一种游客和种植园主都喜欢的旅游模式。草莓园是游客最喜欢的旅游地点之一，游客可以体验到亲自采摘草莓的乐趣。为了方便游客采摘草莓研发出了一种新型的草莓采摘器，以此使游客获得更加舒适、方便的采摘体验。该文在分析草莓采摘器特点的基础上，对草莓采摘器设计过程及设计要点进行了分析阐述。 关键词：草莓采摘器;刀片;生态采摘 中图分类号：S225? ? ? 文献标志码：A 0 前言 人们通过理念、技术创新，设计出更加新颖、创新的产品。现今，在设计中应当更好的引入创新思维，通过改进优化提高设计产品的质量。草莓采摘器正是基于这一理念发展起来的一种创新型产品，草莓采摘器的使用，能够使参与草莓采摘的游客获得更加舒适、便捷的采摘体验，从而使游客可以充分享受到采摘草莓的乐趣。 1 拇指式小型草莓采摘器设计初衷 草莓园生态采摘是深受广大民众喜爱的一种旅游体验项目，游客通过亲自参与采摘活动不仅可以采摘果实，同时还能体验到劳动收获的喜悦。游客采摘草莓的方式与商家不同，商家采摘是一种大规模的果实收获，其核心在于快速、高效、对果实没有伤害，而游客采摘则注重采摘的体验，通过精挑细选、慢慢游玩体验草莓采摘的乐趣。游客在采摘草莓时多采用粗笨地用手或用剪刀进行采摘的方式，上述草莓采摘方式不利于提高用户体验。拇指式小型草莓采摘器就是在这一背景下设计出来的，拇指式小型草莓采摘器将赋予游客更加舒适、方便的采摘体验。拇指式小型草莓采摘器是由园方免费提供的，因此控制好拇指式小型草莓采摘器的成本也是拇指式小型草莓采摘器設计的关键点之一，从选用廉价的生产材料与简化拇指式小型草莓采摘器的结构2个方面入手，共同做好拇指式小型草莓采摘器的成本控制工作。拇指式小型草莓采摘器首先需要完善拇指式小型草莓采摘器的设计理论，并完成拇指式小型草莓采摘器的原型设计，并在原型的基础上通过不断优化确保拇指式小型草莓采摘器能够从功能性、使用的舒适性与成本等方面满足草莓采摘的要求。 2 拇指式小型草莓采摘器的主体结构 拇指式小型草莓采摘器主体结构设计要点。 2.1 首先确定拇指式小型草莓采摘器的主体基本尺寸 通过查阅相关文献资料表明男性的拇指宽度约为20.0364±1.3211 mm，女性的拇指宽度约为17.303±1.5464 mm。拇指式小型草莓采摘器将以上述数据资料为基准进行设计。在拇指式小型草莓采摘器的初步设计样本中，拇指式小型草莓采摘器，主体结构为类似半边扳指的结构，贴近拇指的上部分为扁平的长方体结构，宽度为16 mm，长度为19.4 mm，厚度为3 mm。长方体结构的正面上还开了一道上下宽为1 mm，左右长为14.7 mm，往里延伸0.8 mm的细缝，将刀片嵌入其中进行固定。上述基本尺寸的选定可以保证采摘器适合97 %的人群使用。 2.2 拇指式小型草莓采摘器中的刀片的设计选用 拇指式小型草莓采摘器中的刀片是草莓采摘的关键，在拇指式小型草莓采摘器设计的过程中可以将刀片设计为嵌入式，即刀片是嵌入在采摘器主体上的，拇指式小型草莓采摘器上的刀片选用扁平的长方体状，从而使得刀片能够完全嵌入拇指式小型草莓采摘器中。拇指式小型草莓采摘器的刀片分为前后2个部分，刀片的后半部分为固定端，其主体部分嵌入采摘器中，其尺寸为宽9 mm，长8 mm，厚为0.9 mm。刀片组的前半部分突出细缝，并在刀片两侧留有锋利的刀刃。拇指式小型草莓采摘器刀片后半部分尺寸为宽18 mm，长18 mm，厚0.9 mm。拇指式小型草莓采摘器刀片组的前后部分相互连接形成一体化结构。建模后分析拇指式小型草莓采摘器中各部分的受力，在使用拇指式小型草莓采摘器进行草莓采摘作业时，无须过大的力即可割断草皮茎部，拇指式小型草莓采摘器刀片组后半部分与拇指式小型草莓采摘器主体部分紧固连接，因此拇指式小型草莓采摘器的整体稳定性好，所设计出的拇指式小型草莓采摘器主体结构弯曲的稳定性能够满足使用需求。 2.3 拇指式小型草莓采摘器与游客拇指的固定方案 在完成了拇指式小型草莓采摘器主体结构设计后，需要完成拇指式小型草莓采摘器与拇指固定连接。连接固定方案选用的是类似用于雨伞束紧的绳条子母扣的固定方式，绳条的一头用强力胶水黏贴固定在采摘器主体结构上，用于包裹住拇指向下弯曲的部分的外侧，接着只需要把绳条从拇指底部开始缠绕一圈，再利用绳条上的子母扣进行固定即可。 3 拇指式小型草莓采摘器的设计优化 在完成了对拇指式小型草莓采摘器的主体结构设计后，需要对拇指式小型草莓采摘器进行改进优化以，拇指式小型草莓采摘器能够在成本、舒适性等方面满足使用需求。从轻量化、低成本以及皮肤触感等方面进行考虑，在对比多种材料后，选用聚苯乙烯塑料材质作为拇指式小型草莓采摘器主体材料。该材料具有良好的稳定性、重量轻、低成本、抗腐蚀等特点，能够满足拇指式小型草莓采摘器主体部分的各项需求。 拇指式小型草莓采摘器中刀片材料的选取：刀片是拇指式小型草莓采摘器切割草莓的关键部件，其不仅需要具有锋利、抗腐蚀性强的特点，还需要足够轻，通过对比最终选用金属铝作为刀片的材料。 拇指式小型草莓采摘器中绳条材质的选取： 拇指式小型草莓采摘器是一种低成本的产品，拇指式小型草莓采摘器的绳条需要选用低成本、高耐磨性、粗糙的材料。尼龙布材质材料能够满足拇指式小型草莓采摘器的设计需求，其纤维强度比棉花高1～2倍、比羊毛高4～5倍，是黏胶纤维的3倍，是一种低廉、高品质的材料。 4 拇指式小型草莓采摘器设计方案的验证 在完成了对拇指式小型草莓采摘器的设计后，需要对拇指式小型草莓采摘器的各项性能指标进行试验验证，确保所设计的拇指式小型草莓采摘器能够满足使用需求。通过将拇指式小型草莓采摘器试验品送至草莓园中进行实际试用，并对游客的使用情况进行统计分析，以此对拇指式小型草莓采摘器的后续优化提供参考。 拇指式小型草莓采摘器验证试验方案如下：在某草莓园中随机对40名游客进行实地测试。其中满意的游客达到了35名，非常满意的游客为3名，游客的满意率达到了95 %，拇指式小型草莓采摘器设计方案满足了实际使用需求。 5 结语 拇指式小型草莓采摘器是一种为满足游客草莓采摘需求而设计出来的一种创新型产品。笔者从功能、成本、舒适性等方面对拇指式小型草莓采摘器初始方案进行了改进优化，并最终使游客满意率达到了95%。在拇指式小型草莓采摘器设计过程中需要积极创新，通过产品创新使新产品满足使用需求。 参考文献 [1]张建宝，王家忠，李娜.草莓采摘末端执行器摘取接触力控制仿真[J].江苏农业科学，2015（10）：465-467. [2]刘志刚，王风燕，魏纯.精密草莓采摘机器人优化设计—基于光程调节结构[J].农机化研究，2016，38（6）：16-20. [3]戴刘江，张铁中，杨丽.基于DSP的草莓采摘机器人关节控制器的研究[J].中国科技论文在线，2007（3）：231-234. |
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