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    一種簡易機(jī)械式菠蘿采摘裝置設(shè)計(jì)

    2018-10-26 01:42:24朱義燈胡利波宋金波
    時代農(nóng)機(jī) 2018年8期
    關(guān)鍵詞:扭力機(jī)械式握力

    朱義燈,胡利波,宋金波

    (江西制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江西 南昌 330095)

    目前國內(nèi)外菠蘿采收作業(yè)主要以人工采摘,僅利用運(yùn)送機(jī)械實(shí)現(xiàn)輔助搬送和運(yùn)輸。菠蘿的采收是一項(xiàng)繁重的工作,如何實(shí)現(xiàn)菠蘿的機(jī)械化采摘變得尤為重要。由于菠蘿采摘季節(jié)性很強(qiáng),每次果實(shí)收獲的高峰期通常只有半個月左右,人工采摘短期內(nèi)需要大量人力。采收時,果農(nóng)戴上手套,根據(jù)果實(shí)大小和選準(zhǔn)顏色后,用果刀切割。研究開發(fā)菠蘿輔助采摘設(shè)備,對于緩解勞動力短缺,穩(wěn)定采摘作業(yè)質(zhì)量,減輕勞動強(qiáng)度,提高采摘生產(chǎn)效率有重要意義。

    1 菠蘿采摘機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    1.1 固定裝置

    圖1 支撐板示意圖

    圖2 固定管示意圖

    在采摘菠蘿時采用重量較輕的不銹鋼固定裝置:支撐板(如圖1所示)和四根不銹鋼固定管(如圖2所示)組成,支撐板規(guī)格采用外直徑為260 mm,內(nèi)直徑為200 mm,與4根固定管相連接。

    1.2 動力裝置

    通過對握力把手(如圖3所示)的按壓作用,將人手上的力傳遞給鋼絲繩,帶動切割鐮刀運(yùn)動,為鐮刀提供動力來源,而且握力把手有杠桿作用,可以實(shí)現(xiàn)省力。

    1.3 剪切裝置

    菠蘿果實(shí)的剪切方式采用切割鐮刀式,其形狀如圖4所示,通過鋼絲繩的拉力作用,實(shí)現(xiàn)鐮刀的運(yùn)動,從而達(dá)到切割菠蘿果實(shí)的目的。

    圖3 握力把手示意圖

    圖4 切割鐮刀示意圖

    (1)復(fù)位裝置。本裝置采用扭力彈簧(如圖5所示)進(jìn)行復(fù)位,切割鐮刀運(yùn)動時會拉動扭力彈簧;當(dāng)動力裝置撤銷后,扭力彈簧會帶動切割鐮刀自動復(fù)位。

    (2)簡易機(jī)械式菠蘿采摘裝置結(jié)構(gòu)圖。簡易機(jī)械式菠蘿采摘裝置結(jié)構(gòu)由:切割鐮刀、把手固定件、橫桿、支桿與橫桿連接件、握把、支桿、彎管與支桿連接件、彎管、鋼絲及外套、底環(huán)、切割鐮刀等組成,其結(jié)構(gòu)如圖6所示。

    圖5 扭力彈簧示意圖

    圖6 菠蘿采摘裝置結(jié)構(gòu)示意圖

    3 UG力學(xué)仿真

    圖7和圖8是UG軟件對關(guān)鍵零件切割鐮刀和握力把手受力仿真分析結(jié)果。圖7切割鐮刀應(yīng)力分布情況,應(yīng)力分布主要集中在鐮刀把手與鋼絲繩接觸的地方,裝置工作時握力把手帶動鋼絲繩拉動鐮刀,從而對菠蘿莖進(jìn)行切割。握力把手應(yīng)力分布主要集中在把手孔與鋼絲接觸處如圖8。

    圖7 切割鐮刀應(yīng)力分布

    圖8 握力把手應(yīng)力分布

    4 結(jié)語

    (1)簡易機(jī)械式菠蘿采摘裝置操作簡單,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊,便于菠蘿采摘,滿足人因工程學(xué)。

    (2)剪切鐮刀UG仿真結(jié)果表明:應(yīng)力分布主要集中在剪切鐮刀把手與鋼絲接觸處,強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

    (3)握力把手UG仿真結(jié)果表明:應(yīng)力分布主要集中在握力把手與鋼絲繩接觸處,強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

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