Thiết kế dụng cụ hái tiêu

Bài này đưa ra bản thiết kế một dụng cụ hái tiêu dành cho người nông dân. Dụng cụ này gọn nhẹ và rẻ tiền. Nó gồm một cán dài, một mỏ kẹp giống như hình búp sen và một sợi dây cáp điều khiển nối từ đầu đến cuối cán.

http://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2022.03.303 THIẾT KẾ DỤNG CỤ HÁI TIÊU Ngô Bảo(1) (1) Trường Đại học Thủ Dầu Một Ngày nhận bài: 26/4/2022; Ngày phản biện: 28/4/2022; Chấp nhận đăng: 30/5/2022 Liên hệ email: baon@tdmu.edu.vn https://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2022.03.303 Tóm tắt Bài đưa thiết kế dụng cụ hái tiêu dành cho người nông dân Dụng cụ gọn nhẹ rẻ tiền Nó gồm cán dài, mỏ kẹp giống hình búp sen sợi dây cáp điều khiển nối từ đầu đến cuối cán Người nông dân cần đứng mặt đất, đưa mỏ kẹp bao trùm buồng tiêu, kéo dây cáp điều khiển làm cho mỏ kẹp đóng hay mở, từ hái buồng tiêu cao Hiện tại, nước ta giới, người nông dân phải hái tiêu tay Trong trường hợp buồng tiêu chín rải rác người nông dân phải cực khổ để leo lên thang hái chúng Dụng cụ hái tiêu tác giả đưa giúp người nông dân không cần phải leo cao mà hái buồng tiêu cách tiện lợi Từ khóa: tiêu, dụng cụ hái tiêu, hái tiêu, mỏ kẹp Abstract DESIGN OF TOOLS FOR HARVESTING BLACK PEPPER This article shows how to design a black pepper harvester for the farmer This tool is compact and inexpensive It consists of a long handle, a clamp resembling a lotus bud, and a control cable connected from the end to the end of the handle Farmers just need to stand on the ground, put the tongs to cover the bunch of black pepper, pull the control cable to make the clamp open or close, thereby picking the the bunch of black pepper from above Currently, in our country and in the world, farmers have to pick black pepper by hand In the case of scattered clusters of ripe black pepper, the farmer has to work very hard to climb the ladder and pick them The black pepper harvesting tool given by the author will help farmers not need to climb high and still pick the bunch of black pepper conveniently Giới thiệu Những hái tiêu hiểu mức độ cực khổ cần thiết việc dùng dụng cụ hái tiêu để thay sức người Vào ngày chưa thức vào 30 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 3(58)-2022 vụ thu hoạch tiêu buồng tiêu chín thưa thớt Nếu khơng hái chúng tiêu lại tập trung chất dinh dưỡng nuôi chúng thiếu sức để nuôi buồng tiêu non lại Hơn nữa, chúng rụng thất Cịn hái chúng công, người nông dân phải bắt thang, leo lên cao vạch tìm chúng Nếu phải hái buồng tiêu thưa thớt trung bình ngày, người hái chưa kg tiêu tươi Vì vậy, việc dùng dụng cụ để đứng đất, khơng cần bắt thang, hái tiêu cần thiết Tuy nhiên, chưa có dụng cụ này, người phải leo lên thang để hái tiêu Việc đưa thang từ gốc tiêu đến gốc tiêu khác, cộng với việc leo lên leo xuống làm cho người mệt Phần trình bày tác giả nội dung thiết kế dụng cụ hái tiêu, góp phần làm giảm mệt nhọc cho người nơng dân Dụng cụ ứng dụng hợp lý cho việc hái buồng tiêu chín rải rác Cịn vào mùa vụ thức, tiêu chín tập trung, buộc người nông dân phải dùng thang để leo lên cao hái tiêu tay Sơ lược vài nghiên cứu có liên quan Những người trước nghiên cứu nhiều dụng cụ máy hái (thu hoạch) chín Ví dụ: Thu hoạch sản phẩm nơng nghiệp nhà kính robot (Baozeng Jia cộng sự, 2009); phát triển robot thu hoạch dâu tây (Andreas De Preter cộng sự, 2018); phát triển robot thu hoạch thơm (Nguyễn Phạm Thục Anh cộng sự, 2020); phát triển máy hái ớt (Gentry cộng sự, 1978) Thiết kế robot hái táo (Kaixiang Zhang cộng sự, 2021) Ngồi ra, cịn có số sản phẩm hái chín (vợt hái quả) có bán thị trường hình Hình Vài dụng cụ hái trái chín Nguồn: https://tumuado.com/dung-cu-hai-trai-cay/ Rõ ràng, nghiên cứu dùng cho loại trái chín khơng phải tiêu Chúng ta chưa tìm thấy nghiên cứu máy dụng cụ hái tiêu, chất tiêu phức tạp, khơng dễ có máy nhận dạng hái chúng cách xác Trước chờ đợi nghĩ máy hái tiêu điều cần thiết ta sớm có dụng cụ hái tiêu để giúp ích cho người nơng dân Việt Nam nước xuất tiêu nhiều giới (Tổng cục thống kê Việt Nam, 2021) mà lại tồn dùng sức người chưa có dụng cụ hái tiêu hay đáng tiếc 31 http://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2022.03.303 Nghiên cứu chất tiêu cách hái tiêu nhà nơng Tiêu (cịn gọi hồ tiêu) loại trồng dạng dây leo bám rễ lên thân khác Tiêu có vị cay thơm Nó mệnh danh “vua gia vị” (Ravindran cộng sự, 2012) Hình cho thấy tiêu tiêu thành phầm Hình Tiêu nước ta Nguồn: https://tindoanhnghiep.net/chi-tiet-tin/nganh-trong-tieu-o-viet-nam-196/ Theo Tổng cục Thống kê Việt Nam (2021), hồ tiêu trồng chủ lực nước ta Hiện tổng diện tích trồng hồ tiêu nước khoảng 130 nghìn ha, tập trung chủ yếu vùng Đơng Nam Bộ Tây Ngun với diện tích chiếm 95% diện tích trồng hồ tiêu nước; lại trồng rải rác tỉnh Bắc Trung Bộ Duyên hải miền Trung Việt Nam giữ vị số giới sản xuất xuất tiêu Tuy nhiên, việc trồng, chăm sóc thu hoạch tiêu nước ta cịn thơ sơ, dùng sức người chủ yếu Theo kinh nghiệm trồng tiêu, tác giả có nhận định tiêu tương đối xác Cây tiêu trái ngẫu nhiên Có buồng tiêu nằm trực diện bên ngồi có buồng tiêu nằm sát thân chen lẫn lớp Người nông dân phải dùng mắt để phân biệt hái buồng tiêu già chín, khơng hái buồng tiêu non Tiêu chín có màu đỏ, tiêu già có màu xanh vàng, da cóc Tiêu non có màu xanh cây, đơi có màu xanh vàng, da trơn Cuống tiêu có đường kính khoảng 1mm, dùng ngón tay tay trỏ kẹp chặt buồng tiêu, rứt nhẹ hái hoa mười hái buồng tiêu Tiêu già cuống chúng giịn dễ hái Vài ngày chưa thức vào mùa thu hoạch tiêu chín rải rác, khơng hái tiêu bị rụng hư hỏng, cịn hái cơng người Tuy nhiên, người nông dân chọn cách phải hái tiêu, chúng chín Cách vừa khơng để thất tiêu vừa tạo điều kiện cho tiêu tập trung sức nuôi buồng tiêu non cịn lại Điều cần thiết phải có dụng cụ để đứng đất mà hái tiêu Vậy mà, người chưa có dụng cụ Muốn hái tiêu cao, người cần phải leo thang mà thơi Hình cảnh người nông dân dùng thang để hái tiêu 32 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 3(58)-2022 Hình Người nơng dân dùng thang để hái tiêu (Người Việt Nam, Ấn Độ, Braxin) Nguồn: https://www.google.com/search?q=picking+pepper+black&tbm Thiết kế dụng cụ hái tiêu 4.1 Cấu tạo Hình Cấu tạo dụng cụ hái tiêu a) Hình tổng thể, b) Hình phóng to (ngắt bỏ bớt phần cán) c) Hình cấu tạo bên (làm mờ phần cán để thấy dây cáp bên trong) 33 http://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2022.03.303 Dụng cụ gồm mỏ kẹp, khoang trống chứa tiêu hái cán dài hình – Mỏ kẹp: Có dạng búp hoa, mở hay kẹp vào nhờ lò xo dây cáp điều khiển Tại gần mỏ nhọn đầu kẹp có làm mấu sắc bén dao để cắt đứt buồng tiêu Phần đầu kẹp có lỗ lắp bu lông khoang trống – Khoang trống: Là hình hộp chữ nhật, kích thước cạnh khoảng vài cm, dùng để chứa buồng tiêu vừa hái Bên khoang trống có cánh cửa nhỏ, có chốt gài, dùng để tháo buồng tiêu hái – Cán: Có thể dùng ống nhựa cứng dùng tre dài từ tới 4m Tuy nhiên, tốt dùng cán inox có sẵn thị trường hình (loại cán dùng làm sào hái trái chín) Khi dùng loại bên cán cần phải có lỗ để luồn dây cáp điều khiển Nếu dùng cán tre có mắt bên nên khó đục lỗ, người dùng phải tự chế cho dây cáp nằm bên điều khiển mỏ kẹp – Dây cáp điều khiển: Là loại dây có bán thị trường, nên mua loại có đường kính từ tới 4mm (tương đương dây thắng xe máy) Hình Sào rút inox (giá khoảng 150.000đ Shopee) 4.2 Ngun lý hoạt động Bình thường, lị xo chịu nén ln có xu hướng đẩy ra, làm cho hai mỏ kẹp ln khép sát vào (hình 6a) Khi ta nắm chốt kéo dây cáp điều khiển xuống khoảng 5mm đẩy bị kéo xuống, hai truyền (có tác dụng giống địn bẫy) bị kéo xuống theo Kết hai mỏ kẹp bị kéo xuống mở (hình 8b) Khi mỏ hai kẹp mở người dùng đưa vào buồng tiêu, cho buồng tiêu nằm lọt lòng Tiếp theo, người dùng thả chốt kéo dây cáp, lò xo bung ra, kéo đẩy lên, làm cho mỏ kẹp khép lại Lúc hai mấu cắt hai mỏ kẹp va đập vào cuống buồng tiêu, làm cho buồng tiêu bị rụng rơi vào khoang trống Sau hái số buồng tiêu khoang trống bị đầy ta cần mở cánh cửa nhỏ khoang trống để tháo buồng tiêu 34 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 3(58)-2022 Hình Nguyên lý hoạt động dụng cụ hái tiêu a) Trạng thái mỏ kẹp đóng; b) Trạng thái mỏ kẹp mở c) Phân rã để thấy chi tiết bên 4.3 Thiết kế chi tiết dụng cụ hái tiêu Như trình bày, dụng cụ hái tiêu đơn giản Hình mơ tả hình dạng chi tiết Tác giả khơng ghi kích thước cho chi tiết này, tùy trường hợp to hay nhỏ, mà có kích thước khác Có thể dùng in nhựa 3D để chế tạo chi tiết chế tạo chúng nhôm hay thép Đây dụng cụ cầm tay, đơn giản, rẻ tiền an tồn Khi sử dụng lực tác dụng vào chi tiết không đáng kể Do đó, tác giả khơng cần trình bày tính tốn cho thiết kế mà tác giả tập trung vào thiết kế kết cấu hợp lý, chi tiết làm việc với ổn định, dễ chế tạo, tháo lắp thay có hư hỏng Tính bền ổn định dụng cụ hoàn toàn kiểm tra thực nghiệm Hình Các chi tiết dụng cụ hái tiêu a) Khoang trống phần cán, b) Mỏ kẹp (2 cái), c) Cửa, d) Thanh truyền, e) Thanh đẩy, f) Đuôi cán 35 http://doi.org/10.37550/tdmu.VJS/2022.03.303 Hướng dẫn dùng dụng cụ hái tiêu Hình Hướng dẫn dùng dụng cụ hái tiêu a) Nọc tiêu (tưởng tượng), b) Dụng cụ hái tiêu Dụng cụ dùng trường hợp để hái buồng tiêu chín nằm rải rác, khơng cần thiết phải bắt thang leo lên để hái chúng Cách dùng dụng cụ theo bước sau: Bước 1: Xác định nọc tiêu có buồng tiêu chín già cần phải hái Bước 2: Cầm dụng cụ hái tiêu hai tay Kéo chốt dây cáp xuống khoảng 5mm để mỏ kẹp mở > rê mỏ kẹp tới để bao trùm trọn vẹn buồng tiêu > thả chốt > mỏ kẹp khép lại > kéo nhẹ cán xuống phía > buồng tiêu hái rơi vào khoang trống Bước 3: Lặp lại bước để tiếp tục hái buồng tiêu khác Bước 4: Sau lúc khoang trống dụng cụ bị đầy buồng tiêu, người dùng phải mở cánh cửa nhỏ khoang trống tháo buồng tiêu Sau đó, tiếp tục lặp lại bước trước Kết luận Tác giả trình bày sơ lược tiêu, nghiên cứu liên quan dụng cụ hái trái chín Tiếp theo tác giả đưa vẽ thiết kế, kèm theo mô tả hướng dẫn sử dụng dụng cụ hái tiêu Tác giả dùng hình 3D, bảo đảm cho người nông dân hiểu Ai hái tiêu hiểu hết nỗi cực khổ người nông dân Trồng tiêu cực, tới lúc thu hoạch tiêu lại cực Thế nhưng, bao đời nay, người nông dân dùng sức người loại thang thô sơ để hái tiêu Tác giả người trồng hái tiêu nên thấu hiểu cực nhà nông Tác giả suy nghĩ đề xuất loại thang bao trình bày trên, nhằm giúp cho nhà nơng thuận tiện an toàn hái tiêu Tác giả cố gắng chế tạo dùng thử dụng cụ hái tiêu Chắc chắn có vài hạn chế tác giả khắc phục hạn chế 36 Tạp chí Khoa học Đại học Thủ Dầu Một Số 3(58)-2022 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Andreas De Preter cộng (2018) Development of a Robot for Harvesting Strawberries IFAC Papers OnLine 51-17, 14-19 Available online at www.sciencedirect.com [2] Baozeng Jia cộng (2009) Integrated Gripper and Cutter in a Mobile Robotic System for Harvesting Greenhouse Products Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics December 19 -23, Guilin, China [3] E.J Van Henten cộng (2003) Field Test of an Autonomous Cucumber Picking Robot Silsoe Research Institute All rights reserved Published by Elsevier Ltd [4] J.P Gentry cộng (1978) Development of a Chili Pepper Harvester TRANSACTIONS of the ASAE [5] Kaixiang Zhang cộng (2021) System design and control of an apple harvesting robot Mechatronics 79, 102644 journal homepage: www.elsevier.com/locate/mechatronics [6] Nguyễn Phạm Thục Anh cộng (2020) Developing Robotic System for Harvesting Pineapples Proceedings of the 2020 International Conference on Advanced Mechatronic Systems, 10-13 [7] P N Ravindran cộng (2012) Black pepper Woodhead Publishing Limited Indian Institute of Spices Research, India [8] Tổng cục thống kê (2021) Hướng tới phát triển bền vững hồ tiêu Truy cập https://www.gso.gov.vn/du-lieu-va-so-lieu-thong-ke/2021/06/huong-toi-phat-trien-benvung-cay-ho-tieu/ [9] Trang web: https://tindoanhnghiep.net/chi-tiet-tin/nganh-trong-tieu-o-viet-nam-196/ (truy cập ngày 20/4/2022) [10] Trang web: https://tumuado.com/dung-cu-hai-trai-cay/ (truy cập ngày 20/4/2022) [11] Trang web: https://www.google.com/search?q=picking+pepper+black&tbm (truy cập ngày 20/4/2022) 37 ... Hướng dẫn dùng dụng cụ hái tiêu Hình Hướng dẫn dùng dụng cụ hái tiêu a) Nọc tiêu (tưởng tượng), b) Dụng cụ hái tiêu Dụng cụ dùng trường hợp để hái buồng tiêu chín nằm rải rác, không cần thiết phải... lý hoạt động dụng cụ hái tiêu a) Trạng thái mỏ kẹp đóng; b) Trạng thái mỏ kẹp mở c) Phân rã để thấy chi tiết bên 4.3 Thiết kế chi tiết dụng cụ hái tiêu Như trình bày, dụng cụ hái tiêu đơn giản... phải tiêu Chúng ta chưa tìm thấy nghiên cứu máy dụng cụ hái tiêu, chất tiêu phức tạp, khơng dễ có máy nhận dạng hái chúng cách xác Trước chờ đợi nghĩ máy hái tiêu điều cần thiết ta sớm có dụng cụ