可調(diào)速金銀花采摘機(jī)的設(shè)計(jì)分析與創(chuàng)新

河南省交通高級(jí)技工學(xué)?！〕噩F(xiàn)榮

可調(diào)速金銀花采摘機(jī)的設(shè)計(jì)分析與創(chuàng)新

河南省交通高級(jí)技工學(xué)校池現(xiàn)榮

金銀花的采摘是金銀花整個(gè)種植行業(yè)的難題，尤其是人力成本上升的今天，該調(diào)速金銀花采摘機(jī)較好地解決了金銀花手工采摘效率低的難題，有著廣闊的市場(chǎng)前景和社會(huì)效益。

調(diào)速；金銀花采摘機(jī)；分析與創(chuàng)新

1　引言

金銀花具有清熱解毒的作用，被廣泛應(yīng)用于中藥材、飲料、化妝品、保健品中，也是廣大農(nóng)民致富的項(xiàng)目。金銀花在花微黃未開(kāi)時(shí)采摘，此時(shí)長(zhǎng)約10～25毫米，直徑約1～2毫米，上部較下部柔軟、粗大，有淡淡的清香，花期約1～2天，實(shí)物圖片如下圖。若錯(cuò)過(guò)采摘時(shí)期的金銀花，其藥性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值大大下降，所以金銀花采摘是金銀花收獲的重要環(huán)節(jié)。目前，全國(guó)各地的種植戶主要是人力采摘，隨著中國(guó)人力成本的上升，金銀花的成本二分之一是人力成本，這也是制約金銀花擴(kuò)大種植面積和價(jià)格較高的原因之一，也有一些種植戶通過(guò)研制各種類似于吸塵器原理的采摘機(jī)，以提高采摘效率，但效果不甚理想，也未能推廣應(yīng)用，主要存在于機(jī)器采摘過(guò)程中，金銀花受傷或切斷的約占30%，整體色澤發(fā)烏，效率不高。本人通過(guò)研究金銀花的實(shí)際采摘過(guò)程并親自實(shí)踐，結(jié)合現(xiàn)有機(jī)器的缺陷，新研制變速金銀花采摘機(jī)。

2　行業(yè)現(xiàn)狀與背景

人力進(jìn)行金銀花采摘需要以下幾個(gè)過(guò)程：識(shí)別花—抓花—傳送到袋—從袋取出。由于人有復(fù)雜的神經(jīng)控制系統(tǒng)，抓花的力度能根據(jù)花的直徑大小自由控制，所以人采摘的質(zhì)量是機(jī)器無(wú)法比擬的，但人從識(shí)別花—抓花—傳送到袋，這個(gè)過(guò)程可以用機(jī)器代替并批量作業(yè)，并且效率高于人，所以金銀花采摘機(jī)重點(diǎn)從這個(gè)過(guò)程研制。

3　調(diào)速采摘機(jī)的的結(jié)構(gòu)特性及原理

此變速金銀花采摘機(jī)分為以下幾個(gè)部分：充電器、電池、開(kāi)關(guān)、調(diào)速器、花箱、風(fēng)扇、輸送管、電機(jī)、剛性電纜、吸頭、抓手、篩花網(wǎng)板等，每部分工作特性及原理：

充電器：給電池充電。

電池：給電機(jī)提供電力。

開(kāi)關(guān)：控制機(jī)器開(kāi)與關(guān)。

調(diào)速器：根據(jù)花的密度和質(zhì)量，對(duì)電機(jī)調(diào)速。

花箱：臨時(shí)儲(chǔ)存花。

風(fēng)扇：抽風(fēng)，形成負(fù)壓，將花從吸頭到花箱。

輸送管：從吸頭到花箱的通道。

電機(jī)：提供動(dòng)力，傳遞給剛性電纜。

剛性電纜：將電機(jī)提供的動(dòng)力傳遞到主齒輪上。

吸頭：將花從枝上抓下來(lái)。

以上最重要的部分是吸頭，由橡膠轉(zhuǎn)軸、軸承、齒輪、花盒、篩花板等部分組成，該吸頭各部分的工作特性及原理：

橡膠轉(zhuǎn)軸：6個(gè)轉(zhuǎn)軸由不銹鋼材料制成，上有定位臺(tái)階和定位扁。將轉(zhuǎn)軸固定在橡膠模具上，通過(guò)壓力機(jī)高溫高壓，使用高抗撕硅橡膠，制成圓形轉(zhuǎn)軸。該圓柱內(nèi)硬、外軟，類似于人手指頭。

軸承：橡膠轉(zhuǎn)軸兩端裝有軸承，橡膠轉(zhuǎn)軸可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。

齒輪：轉(zhuǎn)軸上裝有齒輪，齒輪帶動(dòng)橡膠輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

花盒：臨時(shí)儲(chǔ)存所采的花。

篩花板：由多個(gè)網(wǎng)格組成，左右移動(dòng)，將花和葉分開(kāi)，使葉不進(jìn)入吸盒。

整個(gè)工作過(guò)程：充電器給鋰電池充電—鋰電池提供電源—電機(jī)旋轉(zhuǎn)—調(diào)速器變速—?jiǎng)恿€傳送動(dòng)力到轉(zhuǎn)動(dòng)主軸—6對(duì)齒輪嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)—3組吸軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)—帶動(dòng)金銀花和葉子貼進(jìn)篩花板—篩花板左右移動(dòng)—金銀花進(jìn)入花盒—風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)形成負(fù)壓—金銀花通過(guò)輸送管進(jìn)入背箱—打開(kāi)箱蓋取出。

4　項(xiàng)目推廣前景

該變速金銀花采摘機(jī)雖處于樣機(jī)試制但已基本代替金銀花手工采摘，效率相當(dāng)于2～3倍人力，已在遂平金銀花基地試用。因塑料模具費(fèi)用投入較大，部分部件使用現(xiàn)有物品改制，未能批量生產(chǎn)。如年批量生產(chǎn)2000臺(tái)，每臺(tái)估價(jià)約1500元如按照當(dāng)?shù)厝司展べY60元每天，每天可節(jié)約120元，15天左右即可收回成本最主要是解決了勞動(dòng)力短缺問(wèn)題。

5　創(chuàng)新點(diǎn)、效果歸納

該采摘設(shè)備原理并不復(fù)雜，但要達(dá)到人工的采摘質(zhì)量有一定難度，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整橡膠轉(zhuǎn)軸直徑、橡膠型號(hào)、篩花板與轉(zhuǎn)軸間距、電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)軸之間間隙、篩花板移動(dòng)距離等部件關(guān)系，基本可代替人工采摘金銀花，高于其它采摘機(jī)的效率和質(zhì)量?，F(xiàn)在機(jī)器是樣機(jī)研制，因塑料模具投入較大，部分部件使用現(xiàn)在物品改制，外觀、質(zhì)量、效率仍有一定的改進(jìn)空間，爭(zhēng)取通過(guò)不斷完善和改進(jìn)，達(dá)到人手的采摘質(zhì)量，效率同倍于3～5人。

6　結(jié)論

金銀花的采摘是金銀花整個(gè)種植行業(yè)的難題，尤其是人力成本上升的今天，該變速金銀花采摘機(jī)較好地解決了金銀花手工采摘效率低的難題，此設(shè)備目前仍處于樣機(jī)試制階段，因塑料模具投入較大，部分部件使用現(xiàn)有物品改制，未批量生產(chǎn)隨著研制投入的加大，在聽(tīng)取種植人員的試用意見(jiàn)后，不斷完善和改進(jìn)，將會(huì)逐步提升外觀、質(zhì)量和效率。產(chǎn)品定型批產(chǎn)后，成本下降，將會(huì)在整個(gè)金銀花采摘行業(yè)使用有著廣闊的市場(chǎng)前景和社會(huì)效益。

［1］陳軍.中藥金銀花質(zhì)量控制研究［M.中國(guó)中醫(yī)藥出版社，2012，08.

池現(xiàn)榮，1973年生，河南確山人，講師，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的教學(xué)科研。