青枣成熟季节，还在花大量人力徒手采摘果实？这种传统的采摘方式有望得到改变。 日前，由梧州学院2015级机械设计制造及其自动化专业梁功顺、陈金源，2016级机械设计制造及其自动化专业龚运成、刘奇波，2016级电子信息工程专业的郭辉双等5名学生设计制造的青枣采摘机，解决了青枣种植户采摘难的问题。这台辅助人工采摘类的小型机械装置，在第八届全国大学生机械创新设计大赛中，从全国30个省（自治区、直辖市）共703所高校的5276件切题作品中脱颖而出，荣获了大赛一等奖。 瞄准农户痛点搞发明 灵感源于农药喷雾器 一个背包式收纳装置加手持操作杆构成了青枣采摘机的两个部分，这台集采摘、输送、收集于一体的半自动机械设备，整个机器重量不到3.5公斤，具有操作简易、携带方便的特点。 梁功顺介绍：“考虑到当前水果种植业迅速发展、市场需求不断扩大的情况下，我们的团队决定将目光投向了青枣市场。” 青枣是一种热带、亚热带水果，果实营养丰富，脆甜可口，其具有速生快长、产量高的特点，近几年来它渐渐地成为我国两广地区农民脱贫致富的经济作物。 然而，困扰青枣种植农户的是：目前青枣的采摘还是以传统的手工采摘为主，人力成本高且效率低；如果采摘不及时容易使果肉变味，影响食用口感。如何提高采摘的效率和质量，是困扰种植户的难题。 梁功顺发现，目前我国青枣水果市场上缺少较好的人工采摘辅助机器。于是，他们结合大赛主题，决定从青枣种植业实际情况入手，设计出一款“青枣采摘机”，以解决青枣种植户的痛点。 在4个多月的集中研究和设计，他们终于交出了让人满意的作品。只要背上一只桶，手握一柄杆，操作者只需要握紧杆底端的杠杆手柄，让杆顶端的滚轮和捋棒分开并夹持在即将采摘的成熟青枣的枝干上，按下电源开关，将捋棒沿着枝干的长势运动，轻松将枝干上的青枣捋下。捋下的青枣从漏斗处顺着软套管滑入背后的收集桶里，很快就能收获满箱的果实了。 团队成员梁功顺坦言：“这样的设计灵感来源于人工使用的农药喷雾器，在同类比赛作品中具有轻巧灵活、成本低的特点。”青枣采摘机的结构并不复杂，而且操作简单，当果农需要作业时只需50秒的时间就能将机器安装完成，方便在大面积种植的山丘、平地、大棚进行青枣采摘。 长时间泡实验室设计 屡换方案攻克技术关 在决定设计内容之后，团队成员开始了紧锣密鼓的实验制造。建模、零件加工、电路设计、答辩资料……自从开工以来，他们的生活变得忙碌而充实：每天早上8点来到实验室投入设计制造，晚上11点过后才熄灯离开，饿了就点外卖，累了就趴在桌子上休息片刻。除了上课和睡觉时间，他们一直在实验室里忙活。 “初期设计作品的采摘头采用铝制材料，在实践操作中这样的设计增加了机械的重量，不利于工人长时间采摘，这就必须把电机从采摘头部分转移，借此减轻采摘头部分重量。”梁功顺说道。 用什么材料来连接电机与滚轮以实现电机间接带动滚轮的问题一度困扰着团队。为了解决难题，他们不断翻阅教材、上网查找资料，还邀请机械设计制造及其自动化专业教师刘玉周博士和邓鹰飞老师一起开会讨论，最终决定采用强度高、韧性好的钢丝软轴来做“链条”以解决了动力传输的问题。修改之后的整机器重量不到3.5公斤。 除了技术攻关，团队成员耐性也是个考验。“为了让机器达到最佳性能，设计过程经历数十次大大小小的修改。”梁功顺说。 “精准”是每个步骤必须恪守的原则。切割和加工零部件的材料，一个细微的差别就会影响整台机器的运行。“切割一个加工块要花4个小时，稍微疏忽材料就报废，一切就要从头再来。”团队成员刘奇波说。为了让设计的作品更加完美，他们耐着性子一次又一次的打磨加工，在报废了20多个零件和元器件之后终于成功完成了设计作品。 赛前出事故始料未及 巧妙化解困难终获奖 2018年7月，团队成员在指导老师刘玉周的带领下到浙江参加全国性大赛。一切已准备就绪，几个月的努力就要接受检阅，大家的内心既激动也担忧。参赛前一天傍晚，他们在酒店进行机器组装时出现了一件令大家始料未及的事故：在机器调试中发现组装开关失灵，造成机器运行受阻！ “必须更换新的开关。”比赛在即，已经没有多少时间给他们了。眼看已经傍晚6点多，团队成员刘奇波和郭辉双拿抓起雨伞就出门了购买。当时浙江正经历着台风“安比”，外面风雨交加。由于所住酒店位置在郊区，俩人花了2个多小时走了酒店附近的街道和巷子也没有发现有开关装置出售的五金店。 俩人全身湿漉漉地回到酒店。千里迢迢来参赛，本来期望载誉而归，却在最后关头掉链子。正在一筹莫展之际，他们偶然发现了背包里的热熔枪。于是他们就把热熔枪的开关拆卸下来安装到了青枣采摘机上，终于解决了问题。 “比赛不仅给了我们学以致用的机会，提高动手能力，还让我们深深地体验到和一群目标一致的人共同奋斗的过程是多么的难忘。”梁功顺感悟道。 虽然在比赛中斩获了一等奖，但是青枣采摘机还不足够成熟。“接下来我们还需要继续细化采摘头部分的设计，通过增加翻转机构来避免采摘时可能造成果实扎堆的情况。”梁功顺介绍：“目前青枣采摘机正在申请专利中。由于其制作成本低，价格便宜，采摘效率高，有望能够面向市场推广，解决青枣种植户采摘难题，促进农业发展。”