手持沙棘采摘器

毕业学位论文论文题目手持沙棘采摘器③波浪型排列或V字型排列图3-SEQ图3-\*ARABIC8波浪/V型滚刷图3-SEQ图3-\*ARABIC9受力分析图波浪形或V字形排列，根据排位方向不同，果实受到向下的力，同时受到左右方向上的力。④螺旋波浪/V型排列螺旋波浪形或V字形排列，根据螺旋方向不同，果实受到向下的力，同时受到左右方向上的来回交替的力。图3-SEQ图3-\*ARABIC10受力分析图综上所述，孔的排列方式选用④螺旋波浪/V型排列，果实不仅受到向下的力，还受到来回拨动的力，这样更容易使果实脱落。（4）毛长度设计两滚筒间的距离为两个有效毛长度，根据枝条的粗细0.5mm～10mm，枝条上的刺长度10mm～15mm得知，两滚筒间的距离范围为15mm～25mm之间。取两个有效毛长度略大于上限值，则取值为26mm。即每个滚筒上的有效毛长度为13mm，由于镶嵌3mm在孔内，故毛的长度为16mm。（5）毛软硬的设计毛软硬的设计，将建立在实验的基础上，毛的材料选用ABS塑料，制造出几种粗细（软硬）不同，或者调整ABS的化学成分，制造出几种软硬不同的毛刷：实验一同一种沙棘，同一软硬毛，不同的转速，检测对沙棘果实的损伤率。实验二同一软硬毛，同一转速，不同种类的沙棘，检测对沙棘果实的损伤率。实验三同一种沙棘，同一转速，不同软硬的毛，检测对沙棘果实的损伤率。综上所述，经过多次实验，综合考虑，选出一种或几种较为合适的。（6）粘合剂的选择查机械工业出版社，2010年3月出版，吴宗泽主编的《机械零件设计手册》，表6—23（文献[]）。ABS常用胶粘剂：—氰基烯酸酯胶、第二代丙烯酸酯胶、聚氨酯胶、不饱和聚酯胶。图3-SEQ图3-\*ARABIC11滚刷结构简图图3-SEQ图3-\*ARABIC12滚刷三维实体造型支撑架的设计参照伞杆设计图3-SEQ图3-\*ARABIC13伞杆图3-SEQ图3-\*ARABIC14伸缩结构简图左下角是杆子，右上角是细节图片，蓝色的是一片有弹性的钢片，上面有个蓝色的半圆突起，固定在里面的杆子上，外面的杆子上有个孔，当半圆滑动到这个孔的时候，便停下。支撑架设计壁厚为0.5mm。支撑架从两毛刷相切处向前设置3个，间距为5mm的中心间距。前端管径9mm，后端管径10mm，伸缩域度5mm。管轴心与毛刷距离15mm。电机固定位置位于两滚刷中心处，管道的粗细、长度与电机对应。图3-SEQ图3-\*ARABIC15支撑架结构简图图3-SEQ图3-\*ARABIC16支撑架三维实体造型手柄的设计手柄从简洁舒适高效的角度考虑，将手柄样子设计为手枪把手样式。（1）选型在涉及人体尺寸的产品设计中，设计产品的功能尺寸的主要依据是人体尺寸百分位数。该产品需要平均尺寸设计，即需要第50位百分位数（P50）作为产品尺寸设计的依据。（2）选择人体的尺寸百分位数产品为一般工业产品，选用P50作为产品尺寸的设计依据，查北京理工大学出版社，丁玉兰编著的《人机工程学》，查表2—7（文献[2]），根据香港地区较为完善的全国成年人人体尺寸提供的常用P5P50P95三种百分位数得：P50男手长：180mmP50女手长：165mm取手柄曲线尺寸：上170mm，中165mm，下180mmP50男手宽：80mmP50女手宽：70mm取手柄高度：80mm（3）确定功能修正量有关人体尺寸标准中所列的数据是在落体或单薄的内衣的条件下测得，因此考虑人在工作时所涉及的衣帽鞋子各种因素，增加适当的修正量，该产品取5mm。（4）确定心里修正量为了克服人们心理上产生的“空间”压郁感等心里感受，或者为了满足人们“求美”“求轻”等心理需求，在产品最小功能尺寸上附加一项增量即心理修正量，该产品取5mm。（5）产品功能尺寸设定最佳功能尺寸=人体尺寸百分位数+功能修正量+心理修正量手柄周长：上=170+5+5=180mm中=165+5+5=175mm下=180+5+5=190mm手柄高：h=80+5+5=90mm图3-SEQ图3-\*ARABIC17手柄结构简图图3-18手柄三维实体造型收集装置的设计（1）采用方案5中的收集装置，采摘与收集分离。（2）采摘收集一体化。如图，将布缝合成漏斗形固定在支撑架上，漏斗下方仍然由布缝合的拳头大小般管道，最下方是一个较大的不带放于地上。在这个大布袋下方设计为捆绑式，便于放出收集好的果实，在采摘时，果实从滚筒中间滑落下来，该收集装置，可以防止果实四溅，布材料，对果实损伤小，能高效的收集果实。图3-19收集装置结构简图蓄电池的选择计算蓄电池的选择将根据能让两个电动机持续工作24小时左右来计算。电动机的额定电压7.4V，额定电流2.5A，两个电动机采用并联连接，分流不分压，故蓄电池将根据7.4V，5A选择。电池容量。蓄电池电压的选择略大于电动机的额定电压，取8V。查阅资料图3-20蓄电池表3-SEQ表3-\*ARABIC3蓄电池参数详情品牌：欧力特类型：动力型蓄电池电池盖和排气栓结构：开口式蓄电池荷电状态：干荷电态蓄电池型号：8V135AH化学类型：铅酸额定容量：135AH电压：8（V）外型尺寸：260×182×288（mm）产品认证：ISO9001，ISO14001CE，金太阳认证，高新产品技术认证高尔夫球车等动力型车用蓄电池适用范围：电动车，观光车，旅游车，大篷车，轿车，硅液蓄电池主要性能特征：=1\*GB3①充电接收能力强，达到国际标准2.68倍；=2\*GB3②可大电流充电，可0.3-3C充电；=3\*GB3③可大电流放电，可0.3-30C放电，可瞬间30C放电，电池不损伤，并可深度放电；=4\*GB3④可快速充电，若采用变脉冲充电装置，在足够的功率下，可0.5小时完成充电；=5\*GB3⑤自放电小，完全充电后，常温存放两年仍可正常放电（与极板及制作工艺有关）；=6\*GB3⑥低温容量高，在环境温度-50℃条件下，容量仍可保持70%以上；=7\*GB3⑦使用环境温度范围宽，可在-50℃至+70℃温度范围内使用；=8\*GB3⑧存放电无记忆，阀控密封式则免维护；=9\*GB3⑨充电无酸雾（释放到空气中的硫酸分子近乎检测不到，并在一些工作条件下可达到无气体释出），过充电无任何气体释出，废弃的电解液无污染；=10\*GB3⑩使用寿命长，后备电源专用电池正常使用情况下，浮充运行可达十年以上，动力专用电池循环充电次数大于400次充电，若用户需要，可将循环充电次数设计到700充放次以上。调速方案的选择计算（1）调速范围调速范围是指电动机在额定负载下可能运行的最高转速与最低转速之比………（3-9）（2）静差率（相对稳定性）转速的相对稳定性是指负载变化时，转速变化的程度。转速变化小，其相对稳定性好。转速的相对稳定性用静差率来表示。当电动机在某一机械特性上运行时，由理想空载增加到额定负载，电动机的转速降落与理想空载转速之比，就称为静差率，用百分位数表示为：……………（3-10）静差率与调速范围两个指标是相互制约的，即值越小，则调速范围D就越小；反之，若要求调速范围D越大，则静差率也越大，转速的相对稳定性越差。（3）调速的平滑性在一定的调速范围内，调速的级数越多，就认为调速越平滑，相邻两级转速之比称为平滑系数，用表示：………（3-11）值越接近1，则平滑性越好，当=1时，称为无极调速，即转速可以连续调节。调速不连续时，级数有限，称为有级调速。（4）调速方法⒈电枢回路串电阻调速电枢回路串电阻调速的原理可用图来说明图3-21电枢回路串电阻调速原理图设电动机拖动恒转矩负载在固有特性上A点运行，其转速为。若电枢回路传入电阻，则达到新的稳态后，工作点变为人为特性上的B点，转速下降到。从图中可以看出，串入得电阻值越大，稳态转速就越低。电枢串电阻调速的优点是设备简单，操作方便。缺点是：由于电阻只能分段调节，所以调速的平滑性差；②低速时特性曲线斜率大，静差率大，所以转速的相对稳定性差；③低载时调速范围小，额定负载时调速范围一般为D2；④方法不太经济。⒉降压调速电动机的工作电压不允许超过额定电压，因此电枢电压只能在额定电压以下进行调节。降低电源电压调速的原理可用图说明。图3-22降压调速原理图降压调速的优点：①电源电压能够平滑调节，可以实现无极调速；②调速前后机械特性的斜率不变，硬度较高，负载变化时，速度稳定性好；③无论轻载还是重载，调速范围相同，一般可达D=2.5~12；④电能损耗较小。降压调速的缺点是：需要一套电压可连续调节的直流电源。⒊减弱磁通调速额定运行的电动机，其磁路已基本饱和，即使励磁电流增加很大，磁通也增加很少，从电动机的性能考虑也不允许磁路过饱和。因此，改变磁通只能从额定值往下调，调节磁通调速即是弱磁调速。其调速原理可用突来说明：图3-23弱磁调速原理图优点：弱磁调速经济性比较好。缺点：机械特性斜率变大，特性变软；升速范围不会很大，一般D2。综上所述采用方案二：降压调速。（5）变阻器选择在主回路上串入一个滑动变阻器，通过串联分压的方法，来改变电动机的端电压。滑动变阻器的选择，设调速范围为600~4200r/min4200r/min8V则600r/min1V则变阻器分的最大端电压为7V……（3-12）由式3.8.4得最大阻值故选择阻值为0~1.4的滑动变阻器。图3-24调速原理图电源调速箱的设计将电源与调速箱放在一个箱子里，再将箱体设计为前开背负推拉式的。从家到沙棘地可以背负，到地里工作可以推拉前行。电瓶外形尺寸：箱间距：20则电瓶所需箱体空间为:调速装置置于电瓶上方，空间高度40则箱体整体大小为取为整数为图3-25电源调速箱结构简图图3-26电源调速箱三维实体造型图3-27滚刷式手持沙棘采摘器三维实体造型

总结与展望总结：本设计是围绕沙棘采摘而设计的机械，首先介绍沙棘的概述、分类、资源分布、开发利用、采摘方法等，及国内外沙棘采摘器发展概况。第二章则主要讲解采摘机的方案选定。具体介绍其设计内容。首先分步介绍了采摘机的采摘方式，有拔簧——吸送式采收、振荡式采收、钳式采收、滚刷式采收、可拆式沙棘果实收集装置等。以上分类还仔细讲解了各种采收系统的工作原理。分别总结了各种采摘方式的优缺点，最终通过比较其优缺点确定设计方案，其设计就可以正式进行了。方案的制定也采取了取长补短、择优选择的方案确定，最终确定命名为“滚刷式沙棘采集器”第三章则是为此设计的计算，此章为重点。本人详细介绍了并附上图例。首先确定了电动机的选择，选择电动机应考虑的因素有电动机的类型、电动机的功率，确定电动机的转速等。确定电动机型号后，还需要计算传动装置的运动和动力参数，然后是滚筒毛刷的设计，其内容有材料的选择，滚筒的设计，孔的排列方式等。其中空的排列方式有直线型排列、螺旋型排列、波浪型排列或V型排列、螺旋波浪型或V型排列。选择好排列方式后就是毛长度的设计、毛软硬设计。毛的软硬确定则是通过三个实验确定。粘合剂的选择、支撑架的设计有参考图。手柄设计应从多方面考虑，主要考虑其舒适程度，设计为手枪手把样式。整个机器设计选择还有收集装置的设计、蓄电池的选择计算、调速方案的选择计算、电源调速箱的设计等。本次设计虽然改进了采摘器，但改进的也有许多缺点，例如滚刷式采摘当遇到果实结的特别繁的时候，就会出现刷不下来果实的情况，这种情况我们可以再改进一下采摘头的结构可能会解决这种问题。还有就是我们采用的是外转直流电动机是镶嵌到滚筒毛刷里的，这样电机工作时间长了就会发热，这样就会影响工作效率，这种情况我们可以改进下滚筒与电机之间的连接结构。每一个设计都有缺陷，一次一次的实验与改进才能使我们的采摘器更完美。致谢通过毕业设计，让我了解到额更多关于机械方面的知识，明白了自己的许多不足，更出尽了我学习的动力，让我知道人的一生中都是在不断学习中度过的，所谓学到老活到老，机械领域是个非常有趣并且高深的领域，要想在这个领域中获得成绩，就必须更能吃苦，不要孤高自傲，就算在简单的机械也有许多只得开发的地方。大学三年下来，我明白了老师的苦心，事项让我们在学校尽量多学习知识，以便于尽快在社会上立足，借此机会，我想对老师们说声谢谢，虽然个人认为毕业设计不是体现我们能力的唯一方法，但我认为是老师们对我们学习的一个检测，并且比考试更全面。作为本设计的设计员。我明白了在机械方向我们可以通过自己的技术变废为宝，可以使入门的使用工具更加效率，更加舒适和更加环保。转眼间，大学三年眨眼之间就过去了，大一那个懵懂的青年现在已经变得成熟，大一来学校的时候还历历在目，三年时间转眼即逝，现在漫步在校园，早已物是