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1、JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文（设 计）题目： 便携式可伸缩油茶果采摘机构设计 学 院： 工学院 姓 名： 学 号： 专 业： 农业机械化及其自动化 年 级： 农机1001班 指导教师： 职 称： 副教授 二0一4 年 5 月目录摘 要3Abstract41 绪论51.1可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构的技术前景51.1.1可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构的采摘对象分析52 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构原理62.1油茶果实采摘方式的选择62.1.1可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构原理简述62.1.2 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构三维装配图73 可伸缩齿
2、梳式油茶果实采摘机构设计与计算. 8 3.1 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构头部原理与设计8 3.1.1可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构可伸缩部分原理与设计9 3.1.2动力部分原理及设计计算11 3.1.3各个零配件材料的选择124 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构总结13参 考 文 献14致 谢15摘 要本课题运用制图软件对油茶果实采摘器进行机构设计，可伸缩齿梳式采摘机械是一种为解决人们采摘高处果实难而创新设计的工具，同时本设计大大的方便了农民工采摘油茶果的过程及采摘效率的提高。设计机构内容包括：采摘机构、可伸缩杆机构、齿梳形状机构设计和收集机构并用Pro/e软件绘制了机构的三维图以助理解。可伸缩齿
3、梳式油茶果实采摘机构主要采用了齿梳式采摘机构和铝合金管可伸缩机构，采摘宽度范围较大效率高、伸缩长短可调节，采摘较灵活省力，果实由铝合金管空心部分滑出，最小采摘油茶果直径为各个齿的中心间距20mm，最大采摘油茶果为最小铝合金管的直径60mm，收集极为方便省力，铝合金管可伸缩机构又使其质量较轻，便于携带，经投产和改进后可望解决农民朋友油茶及直径相近果实的采摘难题，市场前景广阔。关键词：可伸缩性；油茶果；采摘；齿梳式；机构设计。AbstractThis topic using mapping software for mechanism design of camellia fruit pickin
4、g, scalable picking machine is a kind of comb type people picking fruits high difficult to solve and innovative design tools, at the same time the design greatly convenient for migrant workers picking the fruit of the process and picking efficiency. Design organization include: picking mechanism, te
5、lescopic rod, comb shape design and collection mechanism using Pro/e software rendering the 3 d map to help understanding. Scalable comb type camellia picking fruit picking agencies and institutions mainly adopts the comb type aluminum alloy tube scalable, picking the width of the range with high ef
6、ficiency, larger scale length can be adjusted, the harvest is flexible and effort, the fruit out of aluminum alloy tube hollow section, picking fruit diameter for each tooth of the minimum cent distance of 20 mm, picking fruit for minimum alumin tube of the largest diameter of 60 mm, collection is e
7、xtremely convenient save Lab, aluminum alloy tube scalable organizations and their quality is lighter, easy to carry, the production and improvement.Key words: scalability; camellia fruit; harvest; comb type; mechanism 1 绪论1.1 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构的技术前景 在国内，油茶果采摘由人工来完成，采摘效率低、采摘人员劳动强度大、工作环境差。目前对油茶采摘机的报道比较少，
8、最近国内也有一些采摘机具的专利，如坚果采摘机，这些专利能在一定程度上减轻采摘人员的劳动强度，改变采摘人员的工作环境；但大多结构简单，所以未从根本上解决采摘难度，效率低等问题。本研究以设计出实用化的油茶果采摘机为目标，通过对油茶果采摘的工作环境和特性进行深入分析，利用pro/e软件对油茶果采摘机进行三维设计和虚拟装配，设计出可伸缩齿梳式油茶果采摘机构。基本解决了采摘劳动力大、效率低等问题，具有一定的发展前景。 1.1.1 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构的采摘对象分析油茶林种植密度根据地块、坡度、光照强度和管理水平确定。土层深厚、肥沃的平地，株行距3m x 3m，栽植1100株/hm2;坡脚和缓坡地
9、株行距3m x2.5m，栽植1335株/hm2。经过改良后的成熟油茶树一般高为1.5m-2.7m，冠幅平均为1.52-2.99m2如果将冠幅简化为圆形则直径在1.4-2.0m之间，本设计适合任意地貌特征地区采摘最大采摘高度为：人的身高+单臂展+伸缩铝合金管；采摘宽度范围为：500mm；采摘油茶果直径为：20mm-50mm（经过大量分析油茶果直径一般都在27mm-39mm之间）。所以本设计的优点可想而知：采摘途径方便、效率较高、工作地点不限大大减小了农民工的劳动强度、设计费用经济实惠等等。2 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构原理2.1 油茶果实采摘方式的选择经分析要实现对油茶果实的采摘机构设计，按原
10、理可分为抓拉式、吸附式、剪切式等类型，其各自特点如下图所示。 各类不同工作原理的采摘机构及特点类型优点缺点抓拉式结构简单、操作方便、效率高对枝条和花蕾伤害稍大吸附式 定位要求低、动作灵敏需要配备真空形成装置，笨重不方便携带，造价较高。剪切式 结构简单，操作方便，对果实和枝条的伤害较小定位要求高，效率较低，不方便收集。通过老师的指导及设计要求，本机构设计采用拉抓式采摘类型进行设计。2.1.1可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构原理简述 如下所示的机构装配图，油茶果实采摘机械整体分为两个部分：采摘部分和可伸缩部分，采摘部分和可伸缩部分详见后面的采摘头和可伸缩部分原理说明。首先，采摘部分由动齿梳、定齿梳、板
11、块、加强杆、摇杆、杆套、管套、螺栓、螺母、和钢丝绳索等零件组成,并通过螺纹固定在铝合金管3上，可伸缩部分由铝合金空心管1、2、3，它们相互用螺纹连接。收集部分由收集卡环、网袋及伸缩杆内茶果实时，通过手向下拉动钢丝绳索，绳索带动连杆机构做双曲柄运动，连杆带动板部空心结构组成，动力部分由五杆机构、及钢丝绳索组成。当机构的头部触到油块做弧线运动，从而使得动齿梳达到闭合的效果，由于动、定齿梳为半圆性，方便自动定位，并在动齿梳与定齿梳闭合同时，将整个机构向下拉或者旋转以采摘果实，也可以直接剪切果梗，果实脱离枝条后沿铝合金空心管内部滑落至放置在机构尾部的收集网袋中，至此完成一次采摘过程。2.1.2 便携式
12、油茶果实采摘机械三维总装配图 从图形中可以大致看出本机构设计主要由哪些部分组成的，在上面的机构原理简述中已经提到过了。 现在根据总装配图简要说明此可伸缩齿梳式油茶果采摘机构的工作原理：第一步骤：手动伸缩铝合金管1、管2、管3；第二步骤：将预先设计好的采摘头部设计装配到可伸缩铝合金管并将钢丝拉绳的准备工作做好；第三步骤：瞄准采摘目标，先用定齿梳部分将油茶果实拉住，同时用力将钢丝拉绳往下拉动，通过一摇杆机构带动动齿梳做摇摆运动与定齿梳相互交错，目的是为了将油茶果实更好的定位住；第四步骤：用手将铝合金管向下拉动，此时果实将与树枝分离开来并落入空心铝合金管道中，果实沿着管道掉落于底部的网袋中，此时油茶
13、果实采摘收集完成。3 可伸缩齿梳式油茶果实采摘机构设计与计算 3.1 可伸缩齿梳式油茶采摘机构头部原理与设计：3.1.1 可伸缩齿梳式油茶果采摘机构可伸缩原理与机构设计： 以下两图是铝合金管连接处的三维图，其实现可伸缩的关键在于两个连接的铝合金管连接处有螺纹，直径大的铝合金管攻有内螺纹，直径较小的铝合金管攻有外螺纹，且两个铝合金管均为空心，小直径的套在大直径的铝合金管里面，实现可伸缩功能，不用的时候也可将它们分离开来，将小直径的铝合金管压入大直径的铝合金管即可。3.1.2 动力部分原理及计算 首先，借助三维图形进行原理分析： 图示中同种颜色则说明这些零件的连接关系为焊接，本设计的动力传达机构主要为摇杆机构：板块焊接有固定销切穿过该板块，再将两个套筒分别套入固定销并将螺母旋进，但是要保证套筒两端均留有间隙，然后套筒与摇杆焊接在一块，通过摇杆带动板块及齿梳的合离运动，在图形的右侧有一根钢丝绳索，它将穿过较短的摇杆并与其固定在一起，最后通过人为的拉动钢丝绳索来实现动力传输，从而达到设计要求。
