一種枸杞自動折疊晾曬裝置的創新設計

高秉祥

（甘肅民族師范學院物理與水電工程系，甘肅 合作 747000）

截至2020年，我國枸杞種植面積總量約13.3×105hm2，其中青海省種植面積最廣，約4×104hm2，其次是甘肅省，約2.67×104hm2。其余，寧夏約2.33×104hm2，新疆約1.33×104hm2，內蒙古約1×104hm2，其他地區約2×104hm2。2011年—2020年，我國枸杞表觀消費量不斷擴大，截至2020年底我國枸杞表觀消費量為42.85×104t，同比增長10.15%。近年來以枸杞為原料的精深加工產品成為高端食品與保健品消費市場的新寵，國外市場空間廣闊，僅2021年第一季度枸杞出口量就達2 851 t。據了解，近年來在市場需求和地方政府產業政策扶持的帶動下，枸杞種植面積和產量不斷擴大，2020年我國枸杞產量為44.12×104t，2020年總出口量為1.28×104t[1]。

枸杞制干是安全優質枸杞生產過程中的一道重要環節，整個枸杞產區的制干水平還處于不均衡的發展階段，80%左右的枸杞種植農戶仍然采用的是自然晾曬[2]。自然晾曬把新采摘的枸杞子用堿水拌均勻，均勻攤放到枸杞盤中?！拌坭奖P”是一種晾曬或烘烤枸杞子的專用工具，一般是用木條釘成長90 cm、寬60 cm的木框，在木框下方釘上窗紗，窗紗下方再釘一條橫木[3]，見圖1。

圖1 現有枸杞自然晾曬方式Fig.1 The natural drying method of existing Lycium barbarum

枸杞制干中，枸杞盤要單個擺開，陰天下雨和每天晚上都要把枸杞盤摞起來，并及時用塑料薄膜蓋好，防止枸杞子返潮，天晴后和第二天清晨要及時撤下塑料薄膜，防止因溫度過高枸杞子變黑[3]。

1 裝置組成及工作原理

針對“枸杞盤”的使用不方便、增大勞動量等問題和不足。文章所闡述的一種枸杞自動折疊晾曬裝置，以實現枸杞自然晾曬過程的智能化管理，達到減輕枸杞種植戶的勞動量，促進農業現代化、機械化、智能化進程。

1.1 裝置組成

本文所闡述的一種枸杞自動折疊晾曬裝置主要由控制系統、動力部分、伸縮部分、折疊部分、支撐部分4部分組成。其中控制系統由濕度傳感器、光敏傳感器、手動控制開關、控制器組成?？刂葡到y簡圖見圖3，動力部分由電源、電動推桿組成；伸縮部分由支撐桿、推桿a、推桿b組成；折疊部分由曬盤1、曬盤2、曬盤3、連桿a、連桿b組成；支撐部分由底座組成，可通過膨脹螺絲固定在地面或可固定在枸杞種植戶院落的墻壁上。

圖3 控制系統簡圖Fig.3 The control system diagram

結合枸杞自動折疊晾曬裝置展開示意圖（見圖2）需要說明如下幾點：2個電動推桿推桿9對稱布置，運動狀態同步；透明蓋板6可采用亞克力板材質，尺寸應大于曬盤框架邊界尺寸，可增加晾曬時曬盤的光照面積，降雨時防止雨水淋濕曬盤中的枸杞，從而防止枸杞霉變；曬盤1、曬盤2、曬盤3由角鋼及襯條組成框架結構，框架上置窗紗網，可增加曬盤的透氣程度；文章所闡述自動折疊裝置展開后，曬盤3距離地面0.85 m，符合人體工程學設計要求，方便枸杞種植戶查看枸杞晾曬情況；推桿a、推桿b的設計尺寸依據電動推桿伸縮的行程范圍及主體尺寸而定；如有需要，支撐底座下方可增加移動轉輪，方便折疊晾曬裝置的移動。

圖2 枸杞自動折疊晾曬裝置展開示意圖Fig.2 The deployment diagram of medlar automatic folding drying device

1.2 工作原理

在枸杞自然晾曬過程中，將枸杞平鋪于曬盤1、曬盤2、曬盤3上，通過濕度傳感器、光敏傳感器傳遞信號至控制器，或可直接通過手動控制開關傳遞信號至控制器?？刂破魇盏捷斎胄盘柡?，做出2種輸出信號：一種是將曬盤展開，見圖2；另一種是將曬盤折疊，見圖4。當曬盤折疊時，電動推桿減小行程，帶動推桿b繞支撐桿逆時針旋轉，推桿a、推桿b、連桿c通過轉動鉸鏈連接，推動連桿c。曬盤1、曬盤2、曬盤3之間通過連桿a、連桿b連接，這屬于平行四邊形機構，通過連桿c的轉動，帶動整個平行四邊機構運動，達到曬盤展開的效果;如果遇到降雨來臨或光線過強，可通過溫度傳感器和光敏傳感器檢測信號，將信號輸入至控制器?？刂破鬏敵鲂盘?，使電動推桿伸縮桿增加行程，帶動推桿b繞支撐桿順時針旋轉，使曬盤1、曬盤2、曬盤3之間通過連桿a、連桿b組成的平行四邊形機構進行折疊，折疊后可防止雨水淋濕枸杞霉爛；實現了枸杞自然晾曬的智能化控制。如需進行人工控制，只需要按需求操控手動控制開關即可。

圖4 枸杞自動折疊晾曬裝置折疊示意圖Fig.4 The folding diagram of medlar automatic folding and drying device

2 設計優勢

2.1 智能化程度高

本文闡述的枸杞自動折疊晾曬裝置通過控制系統的控制與作用，可實現枸杞曬盤根據濕度、溫度等因素的影響進行自動折疊與展開。

2.2 減輕勞動強度

可減輕枸杞種植戶的勞動強度，不用因降雨、返潮等因素來回搬枸杞盤。

2.3 透氣性良好

枸杞在晾曬過程中不宜翻動。若翻動使果肉受傷，曬干后即變黑，因此枸杞應直至晾干后才能收起[4]。文章闡述的枸杞自動折疊晾曬裝置中的曬盤采用窗紗網，而曬盤展開后，曬盤1、曬盤2、曬盤3置于的空間位置相比現有“枸杞盤”通風量明顯增加，透氣性良好，從而加快枸杞的干燥速度。

2.4 用途廣泛

文章闡述的枸杞自動折疊晾曬裝置可用于如蘑菇、木耳多種農產品的晾曬。