一种电动摘果机的设计

2018-05-09 09:29季海龙王玉勤许洋洋孙其龙武海峰
乡村科技 2018年3期
关键词:摘果弧形凸轮

季海龙 王玉勤 许洋洋 孙其龙 武海峰

(巢湖学院机械与电子工程学院,安徽 巢湖 238000)

水果含有丰富的营养,具有促进消化、降低胆固醇、补充维生素等保健作用。但是,水果的采摘和收集对果农来说是一件耗时的工作,雇佣大量的劳动力必然会导致果农的利益达不到最大化。因此,大多数果农会从市场上购买摘果器进行采果。但是,传统的摘果器存在许多问题,如不能采摘不同高度的水果,采摘水果和收集水果不能同步进行等。为此,本文设计了一种电动的、高效率的摘果工具。

1 电动摘果机的设计思路

1.1 传统摘果机存在的问题

传统摘果器虽然能够在一定程度上帮助果农解决一些生产问题,但是本身存在的问题急需解决。传统摘果器主要存在以下问题:①只能实现采摘水果,不能实现收集水果;②采摘过程需要果农反复按压手柄,消耗体力;③操作复杂繁琐,每次采摘结束均需收杆;④采摘过程可能会损伤水果。

1.2 新型摘果机设计思路

电动摘果机主要由支撑杆、采摘部分、收集部分组成。伸缩杆共4根,作为手柄的一根伸缩杆内含有电源和按钮开关[1]。采摘部分由凸轮机构和一对弧腔形刀具组成,凸轮机构带动刀具做剪切运动从而切断水果的茎[2]。收集部分由缓冲网和储果篮组成,缓冲网一端通过挂扣连接在采摘部分,一端与储果篮相连,缓冲网起到保护水果的作用[3]。电动摘果机三维图如图1所示。

图1 电动摘果机三维结构图

2 电动摘果机的技术指标

2.1 采摘部分结构设计

采摘部分的结构如图2所示,其核心机构是凸轮机构,凸轮机构与2个S形弧形刀具装配在一起,2个弧形刀具通过销钉销接在一起,有一弹簧分别连接在2个弧形刀具的底端。当电机带动凸轮转动时,此时一个弧形刀具将会做间歇摆动,2个弧形刀具就形成类剪刀工作的运动[4]。弧形刀具的一侧边设有8个挂孔,4个挂孔焊接在刀具支架上,4个挂孔是弧形刀具的转孔。缓冲网上有8个挂扣,通过挂扣可以把缓冲网连接在弧形刀具上。

2.2 收集部分结构设计

收集部分结构如图3所示,由缓冲网和储果篮组成,缓冲网一端和采摘部分连接在一起,另一端和储果篮连接在一起。采摘部分把水果切断,水果就会顺着缓冲网进入储果篮内。顾名思义,缓冲网的作用就是缓冲保护水果。储果篮上设有2个搬运手柄,方便搬运。

图2 采摘部分结构图

图3 收集部分结构图

2.3 支撑杆结构设计

支撑杆结构如图4所示,主要由4个伸缩杆组成,用户可以通过调整伸缩杆的长度,来采摘不同高度的水果。伸缩杆1内设有摘果机电源,尾端设有电源开关,伸缩杆1外设有一层防滑皮革。伸缩杆4一端焊接在采摘部分,伸缩杆直径依次递减,依次内嵌安装。

图4 收集部分结构图

3 结语

本文设计的电动摘果机能有效地解决传统摘果机存在的问题,该电动摘果机操作简单,电动摘果机在使用时只需按压电源开关,采摘部分即可开始工作,用户可根据不同的水果高度来调节伸缩杆,以实现采摘,而采摘好的水果会顺着缓冲网进入储果篮内。该电动摘果机的弧形刀具在采摘时能有效避免损伤水果。同时,用电机带动摘果机工作,减少了果农的体力消耗,工作更持久。另外,采摘装置和收集装置连接在一起,大大提高了采摘水果的效率,避免了反复收杆。该摘果机结构简单、效率高,具有一定的市场应用价值。

[1]陈作模,葛文杰.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2006.

[2]陈立德.机械设计基础[M].北京:高等教育出版社,2001.

[3]刘鸿文.材料力学Ⅰ[M].5版.北京:高等教育出版社,2010.

[4]朱冬梅,汤北澜,何建英.画法几何及机械制图[M].北京:高等教育出版社,2008.

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