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1、Xinjjianng IInsttituute of Enggineeeriing机械工程程系|毕毕业学位位论文论文题目目手持沙沙棘采摘摘器学科专业业涉外1025（2）班作者姓名名XXXX指导教师师XXXXX日期2022年10月02日毕业学位论文手持沙棘采摘器摘 要要该设计的的产品适适用于中中国大部部分沙棘果果的采摘摘，设计计的目的的是为了了提高沙沙棘果实实的采摘摘率和采采摘下来来果实的的完整率率，大大大提高工工作效率率。该设设计主要要有3处处改进，即即采摘头头的改进进，动力力方式的的改进，采摘头由震动的改进为滚刷式，动力方式由人力改为机械动力，最后还有手把的外形的改进为枪式手柄。这就大大提高
2、了工作效率。本次设计除了采用传统的绘图工具CAD画图外，还利用UG6.0进行三维实体造型，充分发挥出了UG6.0的优点，使商家与使用者对该产品在感观上有更进一步认识和了解。关键词：采摘头头；动力方方式；枪式手手柄AbsttracctThe dessignn iss suuitaablee foor mmostt Chhineese hannd-hheldd seeabuucktthorrn ffruiit ppickkingg deevicce, is dessignned to impprovve tthe seaabucckthhornn frruitt piickiing ratte a
3、and picckedd frruitt innteggritty rratee, ggreaatlyy immproovinng tthe worrk eeffiicieencyy. TThe dessignn off 3 impprovvemeent, naamelly iimprroveed ppickkingg heead, immproovedd poowerr moode, piickiing heaad bby tthe vibbrattionn immproovemmentt foor rrolllingg brrushh tyype, poowerr byy waay oof
4、 hhumaan iis cchanngedd innto mecchannicaal ppoweer, andd fiinallly impprovve tthe hannd sshappe ffor thee guun ttypee haandlle. Thiis ggreaatlyy immproovess thhe wworkk effficcienncy. Thhis dessignn inn adddittionn too thhe ttradditiionaal ddrawwingg tooolss CAAD ddrawwingg, uusinng UUG6.0 tthreee-
5、ddimeensiionaal mmodeelliing, giive fulll pplayy too thhe aadvaantaagess off UGG6.00, eenabble bussineessees aand useers of thee prroduuct in thee seensee off a furrtheer uundeersttanddingg.Key Worrd:PPickkingg heead;Poweermoode;Thee guun ttypee haandlleIV目录第 1 章绪论11.1沙沙棘研究究概述111.1.1概述述11.1.2分类类11.1
6、.3资源源及分布布11.1.4沙棘棘开发利利用21.1.5采摘摘方法221.2沙沙棘采摘摘器的发发展概况况41.2.1国外外沙棘采采摘器应应用简况况41.2.2我国国沙棘采采摘器的的发展概概况41.3研研究方向向5第 2 章方案拟拟定72.1拨拨簧吸送式式采收772.2振振荡式采采收1002.3钳钳式采收收112.4滚滚刷式采采收1222.5可可拆式沙沙棘果实实收集装装置1332.6方方案确定定14第 3 章滚刷式式沙棘采采摘器的的设计及及计算1153.1电电动机的的选择1153.2计计算传动动装置的的运动和和动力参参数1663.3滚滚筒毛刷刷的设计计173.4支支撑架的的设计2233.5手手
7、柄的设设计2553.6收收集装置置的设计计273.7蓄蓄电池的的选择计计算2773.8调调速方案案的选择择计算2293.9电电源调速速箱的设设计333总结与展展望355致谢366参考文献献37毕业学位论文手持沙棘果采摘器第 1 章 绪论1.1 沙棘研究究概述1.1.1 概述沙棘又名名酸柳、酸酸刺等，为为胡颓子科沙沙棘属落落叶灌木木或小乔乔木，是是一种新新兴的小小浆果类类树种，沙棘是植物和其果实的统称。沙棘广泛分布于欧亚温带地区，沙棘的发源地在中国，中国沙棘的故乡在新疆，新疆的沙棘总产量占全国的一半多。我国沙棘资源丰富，主要分布于华北、西北、西南等地，目前共有沙棘林140万hm2之多，占世界沙棘
8、总面积的95%以上，素有“沙棘王国”之称。沙棘被日本称为“长寿果”、俄罗斯称为“第二人参”、美国称为“生命能源”、印度称为“神果”、中国称为“圣果”、“维C之王”。1.1.2 分类19833年出版版的中中国植物物志采采纳了上上述分类类方案，共共收录国国产沙棘棘4种55个亚种种。19988年年廉永善以以系统演演化为背背景，以以形态特特征为标标志建立立了该属属植物新新的分类类方案，并并在种级级之上建建立了有有皮和无无皮两个个组。新新分类方方案把沙沙棘属由由原来的的4个种种9个亚亚种变为为5个种种8个亚亚种。种种的顺序序是：柳叶沙沙棘(HHsaaliccifooliaaDDDon)；沙沙棘(HHrh
9、hamnnoiddes Linnn)；江孜孜沙棘(Hggyanntseensiis(Rouusi)Liaan)；肋果果沙棘(HnneurrocaarpaaSWWLiiu eet JJNHe)；西西藏沙棘棘(HtibettanaaSchhlecchteend)。1.1.3 资源及分分布沙棘属植植物广泛泛分布于于欧亚的的温带地地区，南南起喜马马拉雅山山南坡的的尼泊尔尔和锡金金，北至至波罗的的海岸的的芬兰，东东抵俄罗罗斯贝加加尔湖以以东地区区，西到到地中海海沿岸的的西班牙牙，位于于东经221233，北纬纬2769之间。中中国沙棘棘属植物物分布东东起大兴兴安岭的的西南端端，西至至天山山山麓，南南抵喜马
10、马拉雅山山南坡，北北到阿尔尔泰山的的广地区区，跨东东经75532 122145 ，北纬纬2744 48835 之间，主主要包括括山西、陕陕西、甘甘肃、青青海、内内蒙古、宁宁夏、新新疆、四四川、云云南、河河北、西西藏、辽辽宁199个省(区)。其其分布范范围正好好处在我我国三大大植被区区，学者者们结合合沙棘属属植物的的分布路路线和区区系成分分分析，认认为沙棘棘属植物物是森林林与草地地过度带带的成员员。1.1.4 沙棘开发发利用沙棘是一一种含有有多种维维生素、多多种微量量元素、多多种氨基基酸和其其它生物物活性物物质的药药用植物物。其VVC、VVE含含量是一一切果蔬蔬之冠。微微量元素素也居一一切果菜菜
11、之首。它它含有人人体不能能合成的的8种必必需氨基基酸中的的7种，仅仅没有色色氨酸。按按照目前前的检测测手段来来看，沙沙棘果实实中活性性成分已已达1990多种种，叶片片也含有有大量的的生化成成分。因因此，沙沙棘的果果实和叶叶片不仅仅具有医医疗保健健作用，而而且在食食品和化化妆品领领域也具具有较大大的开发发利用价价值。1.1.5 采摘方法法（1）采采收时间间根据实验验研究表表明，沙沙棘果实实自9月月初至111月束束期间，各各项指标标呈现不不同的变变化趋势势。百粒粒果重、出出汁率、可可溶性固固形物、果果汁出油油率随着着生长期期的延长长含量呈呈增加趋趋势。但但从111月中旬旬开始，这这些指标标开始下下
12、降。而而维生素素C、果果酸含量量自9月月初至ll1月末末呈下降降趋势。这这样，单单一依据据某个指指标来确确定沙棘棘果实的的最佳采采收期将将具有片片面性，会会影响沙沙棘果实实的质量量，也为为沙棘的的综合开开发利用用带来不不利因素素。沙棘果实实的合理理采收直直接关系系到沙棘棘综合开开发利用用和工业业化生产产产品的的品质。根根据对不不同生长长时期百百粒果重重、出汁汁率、可可溶性固固形物、果果油含量量等指标标的考察察，若以以沙棘果果实为原原料生产产天然沙沙棘果汁汁、沙棘棘果油、沙沙棘药物物应在111月中中旬采收收。若以以生产天天然维生生素C、高高果酸补补充剂为为目的，结结合产量量与贮存存方便，应应该在
13、110月中中旬采收收。沙棘棘果实品品质受多多种因素素的影响响，生长长环境、气气候、阳阳光、降降水等环环境因素素对沙棘棘果实品品质的影影响也较较大。不不同的沙沙棘分布布区要根根据本地地区的环环境因素素，沙棘棘果实理理化指标标的考察察，确定定合理的的采收期期。（2）采采摘方法法沙棘果与与一般果果实不同同。沙棘棘果柄底底部不形形成分离离成，果果实成熟熟后或成成熟后仍仍牢固的的在树枝枝上不脱脱落。再再加上沙沙棘果柄柄短，棘棘刺多，果果实少而而密集等等因素，沙沙棘果采采收难度度大，是是一项费费工费力力的繁重重劳动。目目前，常常用的方方法有以以下几种种：人工振振动树干干采冻果果：方法法是，气气温降到到-1
14、00以下下于寒冷冷的早晨晨，沙棘棘果处于于过熟冰冰冻的状状态，树树叶已全全部落光光。采收收时先用用布单或或箩筐等等在树冠冠下接好好，然后后用木棒棒敲击树树干，或或用手摇摇动树干干树枝，沙棘果因振动而脱落。温度越低，采收果实的完好率越高。这种采收收方法，果果实杂质质少，劳劳动强度度小，速速度快，不不影响第第二年产产量，而而且果实实含油脂脂、胡萝萝卜素、糖糖类、氨氨基酸等等还有所所提高。其其缺点是是采收时时间晚，维维生素CC含量有有所降低低。剪枝采采果：一一种是在在果实成成熟后，直直接从沙沙棘结果果株上剪剪取100cm左左右的短短果枝，直直接进入入压榨机机榨取果果汁。另另一种是是在是在在沙棘树树上
15、剪取取较大的的果枝，然然后在-15的气温温里，在在冰面上上摔打，使冻果脱落，取得纯沙棘果。剪取沙棘棘枝，要要根据不不同的树树龄采用用不同的的剪枝方方法。五五年以下下的沙棘棘结果幼幼树，要要尽量少少剪枝采采果，促促使其生生长发育育，510年年生沙棘棘，应剪剪取直接接生果实实的2年年生果枝枝为限，避避免剪33年或多多年生果果枝，否否则会影影响树体体发育和和来年结结果。110年以以上的沙沙棘树，处处于大量量结果期期，以剪剪取2年年生果枝枝为主，适适当剪取取3年生生果枝。115年生生以上的的沙棘可可结合复复状修剪剪，大量量剪取果果枝。摘果、钩钩果、抖抖果或结结合整形形剪枝，把把一枝该该剪的连连枝带果果
16、剪下。这这些方法法皆为手手工采集集，效率率很低，一一个劳力力每天平平均只能能采收668千千克。化学采采果：在在果实成成熟初期期，喷洒洒乙烯利利促进沙沙棘果脱脱落。具具体方法法是在88月末9月初初当沙棘棘果由绿绿变黄时时喷施浓浓度为440%乙乙烯利的的800001100000pppm溶液液，7天天后用手手轻摇果果枝，越越有533.4%的沙棘棘果脱落落。该方方法采果果，不会会对沙棘棘树产生生伤害，也也不会影影响来年年的产量量，更不不会破坏坏沙棘的的营养成成分。若若能与振振动式、气气吸式采采收机械械相结合合，则效效果更佳佳。机械采采收法：为了提提高采收收效率，降降低生产产成本，俄俄罗斯在在沙棘工工业
17、种植植园，多多采用CC.H.科瓦列列夫的吸吸入装置置和西伯伯利亚MM.A里萨文科园园艺研究究所的打打落装置置采收果果实。前前者可比比人工采采摘提高高工效11.52倍。果果实损失失小，但但耗能高高，后者也也能提高高工效，但但仅限于于沙棘果果刚成熟熟且坚硬硬时方可可采用。1.2 沙棘采摘摘器的发发展概况况1.2.1 国外沙棘棘采摘器器应用简简况早在2OO世纪55O年代代，前苏苏联就开开始研究究沙棘采采收技术术，到目目前采收收技术趋趋于成熟熟，且有有一批配配套适用用的沙棘棘采收机机械。目前俄罗罗斯沙棘棘果实采采收机械械有2种种机型，一一种机型型是俄罗罗斯农业业机械研研究院研研制的MMIIOO一6M型
18、气气吸式沙沙棘果实实采收机机。此机机型配套套动力为为5O马马力以上上拖拉机机，由拖拖拉机后后输出轴轴作为动动力源经经万向传传动轴驱驱动带动动2台真真空泵产产生负压压，传到到工作头头形成吸吸气流采采收沙棘棘果，可可供6个个人同时时工作。另另一种机机型是自自行式联联合沙棘棘果实采采收机，由由俄罗斯斯农业科科学院西西伯利亚亚分院利利萨文科园园艺科学学研究所所研制。该该机型是是在600马力以以上拖拉拉机的基基础上改改装设计计的，集集自行行行走、采采收、分分离、过过滤为一一体的联联合沙棘棘果实采采收机，对对沙棘整整株采收收，破环环性比较较大，不不适合我我国的沙沙棘果实实采收现现状。以上2种种沙棘果果实采
19、收收机型，均均以采收收俄罗斯斯无刺大大果沙棘棘而设计计的，且且沙棘加加工厂距距沙棘果果实采收收种源基基地距离离近，采采收过程程是将沙沙棘连果果带枝、带带叶一起起混合采采收，后后经叶和和汁筛选选分离，并并于当天天就可以以进入车车间进行行深加工工。1.2.2 我国沙棘棘采摘器器的发展展概况我国研究究采收技技术起步步于200世纪880年代代末，各各省、自自治区对对沙棘果果实采收收技术都都有过研研究，取取得了一一些成果果，机械械采收方方面：有有陕西省省机械研研究所研研制的手手轮式沙沙棘采收收器；有有黑龙江江省林科科所研制制出的44J一440型手手工沙棘棘采收器器；有山山西省农农机化工工所研制制出的44
20、S一22型沙棘棘采摘器器。这几几种机型型均作用用于沙棘棘成熟期期的单枝枝作业，属小型手工器具，效果不尽理想。内蒙古林林科院从从19997年就就开始对对沙棘果果实采摘摘技术及及配套机机械进行行研究，在在引进俄俄罗斯沙沙棘果实实采收技技术的前前提下，结结合我国国沙棘分分布及果果柄特性性 地形形条件和和种植俄俄罗斯无无刺大果果沙棘的的现状，已已经消化化、吸收收并创新新研制出出2种沙沙棘果实实采收机机型工作作头，经经初步测测试，采采果率、果果皮破损损率等指指标均优优于俄罗罗斯的22种机型型，且具具有自主主知识产产权。(1)以以小型汽汽油机为为动力的的拨簧式式和变频频振动式式气吸组组合采收收机械，适适合
21、大面面积平缓缓坡地、人人工沙棘棘林果实实的采收收。此机机型是在在俄罗斯斯机型的的原理和和技术基基础上的的改型，适适合人工工沙棘林林坡度15，拖拉拉机能行行走的大大面积沙沙棘林。(2)适适合天然然沙棘林林的采收收机，即即以蓄电电池为动动力，电电动拨簧簧式和变变频振动动背负式式沙棘果果实采收收机，为为单人小小型背负负式采收收机械，此此机型能能适合坡坡度115的山坡坡地上的的天然沙沙棘林果果实采收收。国内采收收技术机机械的特特点：生生产率低低，只可可比手工工采收提提高8l0倍倍，而大大面积的的沙棘林林采收需需要提高高工效77O1000倍。浆浆果采尽尽率低，用用一般的的手工器器具采集集沙棘果果为600
22、 ，对对植物高高大的沙沙棘数种种，采尽尽率更低低。浆果果完好率率低，现现有手工工器具采采收时易易拉伤果果实，浆浆果完好好率仅55060 ，且且果汁流流出，易易引起虫虫害，对对植株有有一定的的损害。1.3 研究方向向沙棘果实实采摘多多年来一一直是十十分棘手手的难题题，针对对我国沙沙棘果实实的生物物学特性性和沙棘棘资源分分布的地地形特点点以及当当地的生生产技术术水平，引引智成果果就是要要通过采采摘机具具解决手手工采摘摘生产率率低下、人人工劳动动强度大大的难题题，同时时想改变变传统的的、破坏坏性的剪剪枝方式式，提倡倡直接采采收沙棘棘鲜果、冻冻果。（1）通通过专利利产品的的研制和和技术改改进，进进行反
23、复复试验，定定型不同同原理沙沙棘果实实采收样样机。研研制新型型果实采采摘机型型适合于于大面积积不同立立地条件件人工经经济林和和天然经经济林的的果实采采收，既既可采摘摘成熟鲜鲜果，也也可采摘摘冻果，有有刺和无无刺等不不同小林林果果实实均可采采收。（2）通通过改型型设计，研研制出的的机型可可适用于于多种不不同类型型小林果果采收。依依据沙棘棘和其他他不同小小林果的的果实生生长特性性，更换换不同的的机械采采摘果实实工作头头，组合合成多种种果实采采收装置置，完成成对不同同小林果果的采摘摘与收集集。可采采收沙棘棘、枸杞杞、欧李李、光皮皮树、山山杏等不不同类的的小林果果果实。沙棘果实实采收机机具的研研制，对
24、对沙棘资资源的保保护和沙沙棘果的的后续加加工利用用都将产产生积极极的作用用，其优优势体现现为：使用沙沙棘果实实采收机机采收沙沙棘鲜果果和冻果果，不破破环母树树，不影影响第二二年结果果。而传传统的、破破坏性的的剪枝方方式对沙沙棘资源源破坏十十分巨大大，直接接导致以以后几年年不结果果，产量量下降。传统的的、破坏坏性的剪剪枝方式式采摘的的浆果经经枝叶压压榨，开开发的果果饮料不不仅Ell感差，而而且多了了几道工工序，增增加了加加工成本本。倡倡导一种种保护沙沙棘资源源的理念念，坚决决杜绝“杀杀鸡取蛋蛋”的破破坏性采采收方式式，使沙沙棘果的的永续开开发利用用和生态态资源的的健康发发展有机机地协调调。第 2
25、 章 方案拟定定目前我国国沙棘种种植品种种有中国国沙棘和和俄罗斯斯无刺大大果沙棘棘，均属属浆果类类植物。中中国沙棘棘果实呈呈圆形，果果实粒径径为46mmm，果实实小且柄柄短(约约23mmm)，但但果柄较较粗(直直径约22mm左左右)，簇簇生于长长有棘刺刺的枝条条上，附附着牢固固，果柄柄与枝条条的结合合力较大大；俄罗罗斯无刺刺大果沙沙棘果实实呈椭圆圆形，果果实大(约为中中国沙棘棘果的445倍倍)，果果柄较细细，直径径不足llmm，但但果柄较较长，可可达34mmm，果柄柄与枝条条的结合合力较小小。2.1 拨簧吸送式式采收(1)采采摘原理理：人用用一只手手将选择择好的结结果枝条条抓住且且相对固固定，
26、另另一只手手持工作作头将枝枝条喂入入转向相相反的拨拨辊之间间，利用用旋转的的柔性拨拨簧钳住住枝条，手手顺枝条条端部移移动，旋旋转的柔柔性拨簧簧转动将将簇生在在枝条上上的果实实拨下，落落入接斗斗中。(2)柔柔性拨辊辊结构：拨辊结结构如图图1-11所示。柔柔性拨簧簧采用门门字形，拨拨簧丝直直径为11mm，径径向1880。固固定于轴轴上。为为满足钳钳住结果果枝条直直径范围围要求，确确定门宽宽为500ramm，门高高20rram。经经计算确确定拨辊辊工作转转速n=1800rmmin。图1-1拨辊结构构简图(3)采采摘工作作头结构构：采摘摘工作头头结构如如图1-2所示示，采用用悬臂双双轴形式式，如55、
27、5aa，动力力由软轴轴2传递递至蜗杆杆3带动动4、44a两齿齿轮，使使采摘拨拨辊轴转转动方向向相反，其其间可喂喂人结果果枝条。壳壳体下端端为圆形形接口，并并将其与与吸送管管道连接接；上端端渐扩以以容纳枝枝条喂人人，并承承接采下下的果实实；侧面面固定传传动装置置，其采采用薄型型不锈钢钢冲压、焊焊接而成成。图1-2采摘工工作头结结构简图图1 采摘操纵纵杆；22软轴轴；3蜗杆杆；44、4a齿轮轮；55、5a轴(采摘拨簧簧轴)；66、6a柔性性拨簧（4） 吸送系统统：该机机组利用用吸风段段工作实实现气力力输送，为为稀相输输送，采采用内径径70rram塑塑料软管管作为输输送管道道。输送送线路为为：采摘摘
28、工作头头一塑料软软管一分离器器一风机进进口一风风机一风风机出口口。采下下的果实实由吸送送系统吸吸人后通通过容积积式分离离器进行行气物分分离，果果实留在在容器内内，气体体则经风风机排出出。吸送送系统简简图如图图1-3所所示。图1-3吸送系系统简图图（5）整整机结构构：拨簧簧一吸送送式沙棘棘果实采采收机整整机结构构如图11-4所所示。其其由采摘摘工作头头、气力力吸送系系统、分分离器、动动力机、传传动系统统、行走走装置以以及机架架等部分分组成。图1-4整机结结构简图图1 机架；22工作作头；33传动动软轴；4分离离器；5 皮带传动动罩；66离合合器；77发动动机、风风机整机工作作原理：拨簧一一吸送式
29、式沙棘果果实采收收机采用用小型汽汽油机作作为吸送送装置和和采摘工工作头的的动力源源，小型型汽油机机的曲轴轴与风机机采取直直连的方方式连接接。发动动机的动动力通过过连接装装置分为为两路，一一路经由由软轴、离离合器、皮皮带轮、软软轴、蜗蜗轮蜗杆杆，经两两级减速速后传递递到采摘摘工作头头；另一一路由曲曲轴直接接驱动风风机，由由风机、排排风管、吸吸风管、分分离器、输输送管连连接组成成气力输输送系统统；最终终由采摘摘工作头头与输送送管合成成为一套套采摘一一吸送工工作装置置。小型型汽油发发动机在在怠速状态态下工作作时，离离心摩擦擦离合器器处于分分离状态态，不传传递动力力；当发发动机转转速达到到离合器器的工
30、作作转速后后，离合合器才开开始结合合并对外外输出动动力，通通过一级级皮带减减速和一一级蜗轮轮蜗杆减减速后带带动采摘摘工作头头工作。工工作头采采用双轴轴反向旋旋转将喂喂人的接接果枝条条钳住，在在反向旋旋转拨簧簧辊的拨拨动下完完成对果果实的采采摘。采采摘工作作头与吸吸送式风风送管道道连接。吸送式风送系统把采摘下的沙棘果实吸送到分离装置进行气物分离，果实经分离后留在沉降室中，气流则经风机和排风管排出，从而实现对果实的分离。总结：采采用机械械传动带带动柔性性门形弹弹簧结构构，实现现了枝条条顺利喂喂入。由由柔性弹弹簧拨下下果实，生生产率高高，破损损率低。该该方案实实现了不不损伤树树木采收收沙棘果果实的目
31、目标。为为实现多多种经济济林果的的机械化化采收奠奠定了基基础。操操作简单单、效率率高等特特点。但但结构复复杂，设设备较为为大型，不不便携带带、移动动。2.2 振荡式采采收（1）齿齿轮振荡荡式图1-5采收机机振荡原原理1齿；2一齿轮；3一振荡驱驱动；44一不平衡衡的质量量；5一枝条；一齿的角角度(115)；一振荡角角度(886)；s一振幅(445mmm)；Rz一齿半径径(3000mmm)；Rw一有效半半径；FF一离心力力工作原理理：果实实脱落实实际取决决于质量量加速度度等因素素，在这这种机械械借助振振荡齿的的帮助下下，果枝枝卡在齿齿间，振振荡齿由由一种质质量不平平衡装置置驱动图图1-55，振荡驱
32、驱动使齿齿轮来回回转动，转转动参数数如图所所示，果果枝上果果实便能能够达到到必需的的加速度度，再加加上果实实自身的的重量，就就能达到到使果实实脱落的的效果。总结：采采收机器器仅对于于生长统统一的沙沙棘植株株才能获获得最大大的收获获率。采采收机器器的生产产能力直直接由可可容纳的的果枝量量和每个个果枝上上采收的的果实量量决定。采采收时间间影响采采收果品品的质量量和损失失率。振振荡式采采收容易易使工作作者产生生疲劳。(2)凸凸轮振荡荡式工作原理理：果实实脱落实实际取决决于质量量加速度度等因素素，如图图1-6所所示，将将采摘叉叉头插入入沙棘枝枝条中，按按住启动动键，利利用叉头头左右振振动，使使果枝上上
33、果实达达到必需需的加速速度，再再加上果果实自身身的重量量，就能能达到使使果实脱脱落的效效果，达达到采摘摘的目的的。叉头头的左右右振动由由电机和和叉头之之间的两两个凸轮轮连接实实现。图1-6凸轮振振荡式结结构简图图1. 采摘叉头头；2.凸轮；3.电机机；4.机壳；5.开关关总结：采采收机器器仅对于于生长统统一的沙沙棘植株株才能获获得最大大的收获获率。采采收机器器的生产产能力直直接由可可容纳的的果枝量量和每个个果枝上上采收的的果实量量决定。采采收时间间影响采采收果品品的质量量和损失失率。振振荡式采采容易收收使工作作者产生生疲劳。2.3 钳式采收收工作原理理：如图图1-7所所示，钳钳子为采采果工具具
34、，在钳钳头两侧侧嵌入刀刀片，刀刀锋方向向沿枝干干方向，以以人工为为动力源源，让钳钳子夹住住枝干底底部沿枝枝干方向向移动，刀刀片便紧紧贴枝干干，割下下枝干上上的果实实、棘刺刺、树叶叶等。钳钳子内壁壁加入可可压缩钢钢珠，以以便减小小摩擦，确确保刀片片能紧贴贴枝干。图1-7沙棘采采摘钳结构简简图1. 卡枝钳头头；2.钢珠；3.刀头头；4.弹簧；5.防滑滑手柄；6.施力力把手总结：该该方案对对于鲜果果、冻果果均实用用。采摘摘钳仅对对于生长长统一的的沙棘植植株才能能获得最最大的收收获率。结结构简单单，操作作方便，便便于携带带。但只只能单条条采摘，沿沿枝干层层的果实实采摘质质量差、损损失率大大。对于于极小
35、枝枝干不适适用，只只适用于于略小于于钳头孔孔径或大大于孔径径的枝干干。该钳钳采摘是是连刺带带叶一起起采收，杂杂质含量量高。2.4 滚刷式采采收图1-8滚刷采采摘器结结构简图图1. 滚动毛刷刷；2.支撑架架；3.外转子子电机；4.间隙隙弹簧；5.启动动按钮；6调速按按钮；77.枪式式手柄工作原理理：如图图1-8所所示，将将两个毛毛刷相切切安装在在支撑架架上，毛毛刷内置置外转子子电机带带动毛刷刷旋转，将将枝干嵌嵌入两毛毛刷中间间，通过过毛刷对对转，刷刷落枝干干上的果实实，并且且还能沿沿枝干方方向移动动。毛刷刷间安装装间隙弹弹簧，通通过调节节弹簧来来调节毛毛刷之间间的距离离，以此此达到可可放入不不同
36、粗细细枝干的的效果。毛毛刷转速速通过电电流来调调节。枪枪式手柄柄可减少少垂直方方向上的的受力。总结：滚滚刷式采采摘器能能采摘不不同成熟熟时期的的果实。对对果实损损伤小，采采摘质量量好，损损失率低低。不同同粗细枝枝条都实实用。只只采摘果果实，杂杂质含量量少。结结构简单单，操作作方便，便便于携带带。采摘摘速率、效效率比较较高。但但只能单单条采摘摘，对于于长势不不太顺直直的枝干干采摘略略微困难难。2.5 可拆式沙沙棘果实实收集装装置结构：可可拆式沙沙棘果实实收集装装置主要要由果实实收集篷篷布、果果实收集集袋、支支撑架、粘粘扣带、吊吊耳等组组成图11-9。吊吊耳位于于果实收收集篷布布的下方方，支撑撑架
37、通过过吊耳与与果实收收集篷布布相连，果果实收集集袋通过过粘扣粘粘贴在果果实收集集篷布底底部；支支撑架一一般有336副副，每副副支撑架架固定所所需的吊吊耳一般般为35个；果实收收集篷布布由若干干边缘展展开为多多边形的的篷布缝缝合而成成；可拆拆式果实实收集装装置完全全展开后后果实收收集篷布布与地面面的夹角角为155300；吊耳采采用的材材料为宽宽边松紧紧带。图1-9可拆式式沙棘果果实收集集装置结结构示意意1 果实收集集篷布；2果实实收集袋袋；3支撑撑架；44粘扣扣带；55吊耳耳工作原理理：作业业时，先先用骨架架穿过吊吊耳与果果实收集集篷布连连接，再再把三角角支架与与单头螺螺纹杆、骨骨架、双双头螺纹
38、纹杆和带带内螺纹纹钢管通通过螺纹纹连接组组装，然然后用组组装好的的装置将将树干围围在中间间，通过过粘扣带带把果实实收集篷篷布连接接成一个个完整的的倒伞形形收集面面，果实实收集篷篷布的上上边缘展展开为多多边形，多多边形外外接圆的的直径为为3-66 m，从从而将沙沙棘果树树的整个个树冠完完全包围围起来，最最后把果果实收集集袋黏贴在果果实收集集篷布的的底部，用用于收集集振落的的沙棘果果。振落落的果实实落到果果实收集集篷布上上，顺着着倾斜面面滚落到到果实收收集袋里里，当果果实收集集袋收集集满后取取下，将将沙棘果果倒人果果实箱中中。总结：结结构简单单，使用用操作方方便、适适用范围围广。便便于携带带，可以
39、以方便移移动、拆拆卸，无无需配备备机械动动力，只只需一人人即可独独立使用用，大大大节省了了劳动力力。不受受场地的的限制，可可在各种种工作条条件的田田间地头头使用。方方便地收收集果实实，使果果实不再再四处散散落，既既提高了了收果效效率又确确保了果果实的清清洁和完完整性。2.6 方案确定定综上所述述，根据据我国大大部分沙沙棘种类类、分布布及生长长情况，确确定选用用单支采采摘的手手持机械械，故排排除方案案1，从从方案22到方案案4中确确定。由由于振动动采摘长长时间的的机械工工作，会会使劳动动者手部部产生疲疲劳，钳钳式采摘摘，纯机机械式，动动力来源源为人，自自动化程程度不高高，并且且振动采采摘与钳钳式
40、采摘摘的收集集与采摘摘装置并并不是一一体化，振振动采摘摘需要方方案5收收集装置置配合，故故需选用用对手部部疲劳影影响小，采采摘收集集一体化化的的方案44滚刷式式采收。第 3 章 滚刷式沙沙棘采摘摘器的设设计及计计算3.1 电动机的的选择假设滚筒筒直径DD=388mm，脱果所需力F=2N，脱果速度V=8m/s，滚筒效率0.96。（1） 选择电动动机的类类型按已知工工作要求求和条件件，选用用外转子子微型直直流电动动机。（2） 选择电动动机功率率 工作机机所需的的电动机机的输出出功率为为（3-11）（3-22）所以 （3-33）由电动机机至工作作机之间间的总功功率为（3-44）式中为电电动机与与滚筒
41、过过盈配合合的传动动效率，取取，则所以 （3） 确定电动动机的转转速滚筒的工工作转速速按推荐的的合理传传动比范范围，电电动机与与滚筒过过盈配合合相连，传传动比，故故电动机机的转速速为符合这一一转速的的外转子子微型直直流电动动机有442000r/mmin，在在根据计计算出的的容量，查查阅资料料，选出出以下电电动机图3-1 外转转子直流流电动机机表3-1外转子子直流电电动机的的参数详详情额定电压压：7.4V额定电流流：2.5A效率：880%额定转速速：42200KKV（rrpm）额定功率率：188.5WW型号：OOT-WW24228适用范围围：遥控控航模品牌：万万至达产品类型型：直流流无刷电电机产
42、品认证证：ROOHS外形尺寸寸：24428mmm所选电动动机（额额定功率率，额定定转速）的的主要外外形尺寸寸图3-2外转子子直流电电机结构构简图3.2 计算传动动装置的的运动和和动力参参数（1） 外转子转转速（3-55） 由式33.2.1得（2） 传动输入入功率（3-66） 由式33.2.2得（3） 输入转速速（3-77） 由式33.2.3计算算电动机机的输出出转矩TTd（3-88） 由式33.2.4得表3-2运动和和动力参参数计算算结果参数名称称电动机滚筒转速n/(r/minn)4200042000输入功率率P/kkw0.01170.0116输入转矩矩T/()0.03390.0337传动比1
43、效率0.9663.3 滚筒毛刷刷的设计计（1） 材料的选选择参考塑料料洗衣刷刷，选用用ABSS塑料。ABS：丙烯腈腈-丁二二烯-苯苯乙烯共共聚物。特性：AABS是是由丙烯烯腈-丁丁二烯-苯乙烯烯三种化化学单体体合成。每每种单体体都具有有不同特特性：丙丙烯腈有有高强度度，热稳稳定性及及化学稳稳定性；丁二烯烯具有坚坚韧性，抗抗冲击特特性；苯苯乙烯具具有易加加工，高高光洁度度及高强强度，从从形态上上看，AABS是是非结晶晶性材料料。三种种单体聚聚合产生生了具有有两相的的三元共共聚物，一一个是苯苯乙烯-丙烯腈腈的连续续相，另另一个是是聚丁二二烯橡胶胶分散相相。ABBS的特特性主要要取决于于三种单单体的
44、比比率以及及两相中中的分子子结构。这这就可以以在产品品的设计计上具有有很大的的灵活性性，并且且由此产产生了市市场上百百种不同同品质的的ABSS材料。这这些不同同品质的的材料提提供了不不同的特特性，例例如从中中等到高高等的抗抗冲击性性，从低低到高的的光洁度度和高温温扭曲特特性等。AABS材材料具有有超强的的易加工工特性，外外观特性性，低蠕蠕变性和和优异的的尺寸稳稳定性以以及很高高的抗冲冲击强度度。ABS主主要应用用：汽车车（仪表表板，工工具舱门门，车轮轮盖，反反光镜壳壳），电电冰箱，大大强度工工具（头头发烘干干机，搅搅拌机，食食品加工工机，割割草机等等），电电话机壳壳体，打打字机键键盘，娱娱乐用
45、车车辆如高高尔夫球球手推车车以及喷喷气式雪雪橇车等等。（2） 滚筒设计计如图，参参考塑料料洗衣刷刷图3-3洗衣刷刷设计滚筒筒壁厚为为7mmm。根据电动动机直径径24mmm，故故取滚筒筒内径224mmm，则滚滚筒外径径38mmm。滚筒与电电机之间间通过过过盈配合合连接，电电动机位位于滚筒筒中部，配配合处滚滚筒内径径取233mm。根据电动动机长度度28mmm和整整体结构构，取滚滚筒长度度70mmm。滚筒表面面嵌毛孔深深4mmm，孔径径3mmm，孔与与孔之间间中心距距10mmm。（3）孔孔的排列列方式选选择排列方式式：直线型型排列、螺旋形排列、波浪形排列或V字型排列、螺旋波浪V型排列直线型型排列图3
46、-4直排滚滚刷图3-5受力分分析图直线型排排列，果果实只受受到一个个向下方方向的力力。螺旋型型排列图3-6螺旋滚滚刷图3-7受力分分析图螺旋形排排列，根根据螺旋旋方向的的不同果果实受到到一个向向下的力力，同时时受到一一个向左左或向右右的力。波浪型型排列或或V字型排排列图3-8 波波浪/VV型滚刷刷图3-9受力分分析图波浪形或或V字形排排列，根根据排位位方向不不同，果果实受到到向下的的力，同同时受到到左右方方向上的的力。螺旋波波浪/VV型排列列螺旋波浪浪形或VV字形排排列，根根据螺旋旋方向不不同，果果实受到到向下的的力，同同时受到到左右方方向上的的来回交交替的力力。图3-10受力力分析图图综上所述述，孔的的排列方方式选用用螺旋波波浪/V型排列列，果实实不仅受受到向下下的力，还还受到来来回拨动动的力，这这样更容容易使果