JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目：氣吸式油茶果采摘機(jī)構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 丁博文 學(xué) 號： 20100969 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級： 農(nóng)機(jī) 1001 班 指導(dǎo)教師： 饒洪輝 職 稱： 副教授 2014 年 05 月 目錄 摘 要 .1 Abstract .2 1 緒論 .3 1.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)的技術(shù)背景 .3 2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理 .4 2.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理分析 4 2.1.1 果實(shí)采摘方式的選擇 4 2.1.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理簡述 .4 2.2 氣吸式油茶果采摘機(jī)械裝配圖分析 .5 2.2.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械總裝配圖 .5 2.2.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械三維裝配圖： .5 3.氣吸式油茶果采摘機(jī)構(gòu)部裝圖 .6 3.1 氣吸式油茶采摘機(jī)構(gòu)頭部部裝圖： 6 3.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械可伸縮機(jī)構(gòu)、拉桿組件裝配圖及其三維圖： 7 3.3 電動機(jī)的選型 10 4. 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)前景及總結(jié) .12 4.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘產(chǎn)品前景 .12 4.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械總結(jié) 13 參 考 文 獻(xiàn) .14 致 謝 .15 0 摘 要 本課題運(yùn)用制圖軟件對油茶果實(shí)采摘器進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計，便攜式采摘機(jī)械是一種為 解決人們采摘高處果實(shí)難而創(chuàng)新設(shè)計的工具。包括采摘機(jī)構(gòu)、可伸縮桿機(jī)構(gòu)、真空負(fù) 壓裝置、電機(jī)正反轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)和齒輪傳動機(jī)構(gòu)并用 Pro/e 軟件繪制了機(jī)構(gòu)的三維圖以 助理解。便攜式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)主要采用了齒輪傳動機(jī)構(gòu)和鋁合金管可伸縮機(jī)構(gòu)， 采摘高度范圍、省力、伸縮長短均可調(diào)節(jié)，采摘較靈活效率高，不會對枝條和花蕾造 成傷害，鋁合金管可伸縮機(jī)構(gòu)又使其質(zhì)量較輕，便于攜帶，經(jīng)投產(chǎn)和改進(jìn)后可望解決 農(nóng)民朋友油茶及直徑相近果實(shí)的采摘難題，市場前景廣闊。 關(guān)鍵詞：油茶果實(shí)；采摘；便攜式；氣吸式 1 Abstract This subject is to use mapping software fruit picking heads was camellia mechanism design, picking machinery is a portable solution for people picking fruit difficult and innovative design height of tools. Including: picking institutions, clamping device and manual control wire cable for dynamic force, cylindrical compression spring collection agencies reset. Make casting 3d drawing using Pro/e software to simulate the best Angle picking, avoid the fruit size limits, picking height range can be adjusted, picking a flexible, high efficiency, easy to carry, solve the problem, picking fruit market prospect. Key words: Camellia fruit ；picking; Portable; design 2 1 緒論 1.1氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)的技術(shù)背景 我國是一個油茶種植大國，全國 14 個油茶主產(chǎn)省區(qū)現(xiàn)有 2.6 億畝宜林地（江西、 湖南兩省分布最多） ，其中相當(dāng)一部分適宜種植油茶。目前油茶果實(shí)采摘方式主要為手 工作業(yè)，由于油茶樹形或地形原因，果農(nóng)不得不爬上樹上或用鉤子輔助采收，效率較 低且勞神費(fèi)時，同時還存在安全隱患。 在龐大而迫切的需求量面前，我國一直未能解決油茶果實(shí)采摘機(jī)械化的難題，油茶 果采摘機(jī)的研制才剛剛起步，在國外雖早有油茶果采摘機(jī)械問世，自動化程度和工作 效率也較高，但其機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和成本門檻是我國果農(nóng)較難跨越的，可謂舶來品不符 合我國國情。 1.2氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)的作用 采用半機(jī)械化的便攜式油茶采摘機(jī)可以輕巧靈活地采摘油茶果實(shí)，效率也比手工 直接采摘更高。具體體現(xiàn)在以下三個方面：1.動力方面，便攜式油茶果實(shí)采收機(jī)構(gòu)無 需用力，只需一個開關(guān)自動完成采摘；2.實(shí)用性方面，本機(jī)構(gòu)適用于低、中、高不同 高度的油茶樹果實(shí)的采摘并且攜帶方便；3.經(jīng)濟(jì)性方面，制造工藝簡單，成本低廉， 性價比高，便于推廣。 3 2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理 2.1氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理分析 2.1.1 果實(shí)采摘方式的選擇 要實(shí)現(xiàn)果實(shí)采摘，可以根據(jù)原理分為吸附式、剪切式、抓拉式等類型，其特點(diǎn)比較 如表 1 所示。 表 1 各類不同工作原理的采摘機(jī)構(gòu)及特點(diǎn) 類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 氣吸式 定位要求低、動作靈敏 需要配備真空形成裝置，笨重不方便攜帶， 造價較高。 剪切式 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，對果實(shí)和枝 條的傷害較小 定位要求高，效率較低，不方便收集。 抓拉式 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、效率高 對枝條和花蕾傷害稍大 通過對油茶樹性狀研究，發(fā)現(xiàn)油茶樹枝條比較脆，花蕾和果實(shí)連接較為緊密，綜合 比較之后，采用氣吸式采摘原理進(jìn)行設(shè)計較為合適。 2.1.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理簡述 如下所示的機(jī)構(gòu)裝配圖，油茶果實(shí)采摘機(jī)械頭部總體分為兩個部分。即采摘部分和 可伸縮部分，采摘部分和可伸縮部分詳見后面的采摘和可伸縮部分原理說明。 首先，采摘部分由錐形采摘頭、齒輪、齒輪軸、連接體、軸承、等零件組成,并通 過鉚釘固定在伸縮桿部件 1 上，可伸縮部分由鋁合金空心管 1、2、3，套 1、2、 ，對應(yīng) 的套的螺母組成，動力部分由電機(jī)、齒輪軸、聯(lián)軸器組成。當(dāng)機(jī)構(gòu)的頭部觸到油茶果 實(shí)時，通過風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，吸住油茶果，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，由齒輪傳動扭矩帶動齒輪軸 1 及采摘頭旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭斷力，從而果實(shí)采摘完畢。 4 2.2氣吸式油茶果采摘機(jī)械裝配圖分析 2.2.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械總裝配圖 圖 2.1 1. 聯(lián)軸器 2.內(nèi)六角螺栓 3.螺母 1 4.平鍵 5.齒輪 6.齒輪軸 2 7.采摘頭 8.齒輪軸 1 9. 齒輪 10.滾動軸承 11、滾動體 12.連接體 13.伸縮桿部件 1 14.套 1 螺母 15.套 1 16.伸縮 桿部件 2 17.套 2 螺母 18.套 2 19.伸縮桿部件 3 20.軟管連接管 2.2.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械三維裝配圖： 圖 2.2 5 3.氣吸式油茶果采摘機(jī)構(gòu)部裝圖 3.1氣吸式油茶采摘機(jī)構(gòu)頭部部裝圖： 圖 3.1.1 6 圖 3.1.2 3.2氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械可伸縮機(jī)構(gòu)、拉桿組件裝配圖及其三維圖： 以下兩圖是鋁合金管連接處的三維圖，其實(shí)現(xiàn)可伸縮的關(guān)鍵在于兩個連接的鋁合 金管連接處有卡環(huán)，且兩個鋁合金管均為空

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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目：氣吸式油茶果采摘機(jī)構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 丁博文 學(xué) 號： 20100969 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動化 班 級： 農(nóng)機(jī) 1001 班 指導(dǎo)教師： 饒洪輝 職 稱： 副教授 2014 年 05 月 目錄 摘 要 .1 Abstract .2 1 緒論 .3 1.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)的技術(shù)背景 .3 2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理 .4 2.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理分析 4 2.1.1 果實(shí)采摘方式的選擇 4 2.1.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理簡述 .4 2.2 氣吸式油茶果采摘機(jī)械裝配圖分析 .5 2.2.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械總裝配圖 .5 2.2.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械三維裝配圖： .5 3.氣吸式油茶果采摘機(jī)構(gòu)部裝圖 .6 3.1 氣吸式油茶采摘機(jī)構(gòu)頭部部裝圖： 6 3.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械可伸縮機(jī)構(gòu)、拉桿組件裝配圖及其三維圖： 7 3.3 電動機(jī)的選型 10 4. 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)前景及總結(jié) .12 4.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘產(chǎn)品前景 .12 4.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械總結(jié) 13 參 考 文 獻(xiàn) .14 致 謝 .15 0 摘 要 本課題運(yùn)用制圖軟件對油茶果實(shí)采摘器進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計，便攜式采摘機(jī)械是一種為 解決人們采摘高處果實(shí)難而創(chuàng)新設(shè)計的工具。包括采摘機(jī)構(gòu)、可伸縮桿機(jī)構(gòu)、真空負(fù) 壓裝置、電機(jī)正反轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)和齒輪傳動機(jī)構(gòu)并用 Pro/e 軟件繪制了機(jī)構(gòu)的三維圖以 助理解。便攜式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)主要采用了齒輪傳動機(jī)構(gòu)和鋁合金管可伸縮機(jī)構(gòu)， 采摘高度范圍、省力、伸縮長短均可調(diào)節(jié)，采摘較靈活效率高，不會對枝條和花蕾造 成傷害，鋁合金管可伸縮機(jī)構(gòu)又使其質(zhì)量較輕，便于攜帶，經(jīng)投產(chǎn)和改進(jìn)后可望解決 農(nóng)民朋友油茶及直徑相近果實(shí)的采摘難題，市場前景廣闊。 關(guān)鍵詞：油茶果實(shí)；采摘；便攜式；氣吸式 1 Abstract This subject is to use mapping software fruit picking heads was camellia mechanism design, picking machinery is a portable solution for people picking fruit difficult and innovative design height of tools. Including: picking institutions, clamping device and manual control wire cable for dynamic force, cylindrical compression spring collection agencies reset. Make casting 3d drawing using Pro/e software to simulate the best Angle picking, avoid the fruit size limits, picking height range can be adjusted, picking a flexible, high efficiency, easy to carry, solve the problem, picking fruit market prospect. Key words: Camellia fruit ；picking; Portable; design 2 1 緒論 1.1氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)的技術(shù)背景 我國是一個油茶種植大國，全國 14 個油茶主產(chǎn)省區(qū)現(xiàn)有 2.6 億畝宜林地（江西、 湖南兩省分布最多） ，其中相當(dāng)一部分適宜種植油茶。目前油茶果實(shí)采摘方式主要為手 工作業(yè)，由于油茶樹形或地形原因，果農(nóng)不得不爬上樹上或用鉤子輔助采收，效率較 低且勞神費(fèi)時，同時還存在安全隱患。 在龐大而迫切的需求量面前，我國一直未能解決油茶果實(shí)采摘機(jī)械化的難題，油茶 果采摘機(jī)的研制才剛剛起步，在國外雖早有油茶果采摘機(jī)械問世，自動化程度和工作 效率也較高，但其機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和成本門檻是我國果農(nóng)較難跨越的，可謂舶來品不符 合我國國情。 1.2氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)構(gòu)的作用 采用半機(jī)械化的便攜式油茶采摘機(jī)可以輕巧靈活地采摘油茶果實(shí)，效率也比手工 直接采摘更高。具體體現(xiàn)在以下三個方面：1.動力方面，便攜式油茶果實(shí)采收機(jī)構(gòu)無 需用力，只需一個開關(guān)自動完成采摘；2.實(shí)用性方面，本機(jī)構(gòu)適用于低、中、高不同 高度的油茶樹果實(shí)的采摘并且攜帶方便；3.經(jīng)濟(jì)性方面，制造工藝簡單，成本低廉， 性價比高，便于推廣。 3 2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理 2.1氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理分析 2.1.1 果實(shí)采摘方式的選擇 要實(shí)現(xiàn)果實(shí)采摘，可以根據(jù)原理分為吸附式、剪切式、抓拉式等類型，其特點(diǎn)比較 如表 1 所示。 表 1 各類不同工作原理的采摘機(jī)構(gòu)及特點(diǎn) 類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 氣吸式 定位要求低、動作靈敏 需要配備真空形成裝置，笨重不方便攜帶， 造價較高。 剪切式 結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，對果實(shí)和枝 條的傷害較小 定位要求高，效率較低，不方便收集。 抓拉式 結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、效率高 對枝條和花蕾傷害稍大 通過對油茶樹性狀研究，發(fā)現(xiàn)油茶樹枝條比較脆，花蕾和果實(shí)連接較為緊密，綜合 比較之后，采用氣吸式采摘原理進(jìn)行設(shè)計較為合適。 2.1.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械原理簡述 如下所示的機(jī)構(gòu)裝配圖，油茶果實(shí)采摘機(jī)械頭部總體分為兩個部分。即采摘部分和 可伸縮部分，采摘部分和可伸縮部分詳見后面的采摘和可伸縮部分原理說明。 首先，采摘部分由錐形采摘頭、齒輪、齒輪軸、連接體、軸承、等零件組成,并通 過鉚釘固定在伸縮桿部件 1 上，可伸縮部分由鋁合金空心管 1、2、3，套 1、2、 ，對應(yīng) 的套的螺母組成，動力部分由電機(jī)、齒輪軸、聯(lián)軸器組成。當(dāng)機(jī)構(gòu)的頭部觸到油茶果 實(shí)時，通過風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓，吸住油茶果，控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，由齒輪傳動扭矩帶動齒輪軸 1 及采摘頭旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生扭斷力，從而果實(shí)采摘完畢。 4 2.2氣吸式油茶果采摘機(jī)械裝配圖分析 2.2.1 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械總裝配圖 圖 2.1 1. 聯(lián)軸器 2.內(nèi)六角螺栓 3.螺母 1 4.平鍵 5.齒輪 6.齒輪軸 2 7.采摘頭 8.齒輪軸 1 9. 齒輪 10.滾動軸承 11、滾動體 12.連接體 13.伸縮桿部件 1 14.套 1 螺母 15.套 1 16.伸縮 桿部件 2 17.套 2 螺母 18.套 2 19.伸縮桿部件 3 20.軟管連接管 2.2.2 氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械三維裝配圖： 圖 2.2 5 3.氣吸式油茶果采摘機(jī)構(gòu)部裝圖 3.1氣吸式油茶采摘機(jī)構(gòu)頭部部裝圖： 圖 3.1.1 6 圖 3.1.2 3.2氣吸式油茶果實(shí)采摘機(jī)械可伸縮機(jī)構(gòu)、拉桿組件裝配圖及其三維圖： 以下兩圖是鋁合金管連接處的三維圖，其實(shí)現(xiàn)可伸縮的關(guān)鍵在于兩個連接的鋁合 金管連接處有卡環(huán)，且兩個鋁合金管均為空

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