為解決菠蘿采摘作業(yè)中勞動力需求量大、人手易受傷以及成本高等問題,設計了一種半自動擰取式菠蘿采摘收集機。首先,基于系統(tǒng)設計原理,綜合利用凸輪、連桿、鏈輪鏈條等機構,完成了半自動擰取式菠蘿采摘收集機的結構設計。然后,運用SolidWorks軟件對半自動擰取式菠蘿采摘收集機進行三維建模,對其剪式升降機構、爪臂平移機構、采摘機械爪和收集系統(tǒng)進行了參數(shù)設計與校核;運用SolidWorks軟件中的Motion模塊、Simulation模塊以及MATLAB軟件,對剪式升降機構、凸輪主軸和收集槽進行了運動學分析和靜力學分析。最后,通過采摘收集試驗來驗證半自動擰取式菠蘿采摘收集機的可行性。結果表明,該半自動擰取式菠蘿采摘收集機的平均采摘收集效率可達17.99 s/株,不同采摘規(guī)模下采摘收集效率方差最大為0.070（s/株）2,說明該采摘收集機具有良好的工作穩(wěn)定性。半自動擰取式菠蘿采摘收集機操作簡單,攜帶輕便,能有效滿足小規(guī)模種植戶的靈活采摘需求,具有較廣闊的應用前景。 

【文章來源】：工程設計學報. 2020,27(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

半自動擰取式菠蘿采摘收集機作業(yè)原理

半自動擰取式菠蘿采摘收集機的運動部件由電力驅動，選用蓄電池作為動力源，并采用太陽能電池板為蓄電池充電。在設計太陽能電池板和蓄電池容量時，在滿足采摘收集機日常所需電量的前提下，選用數(shù)量最少的太陽能電池板和蓄電池組合，以提升整體經(jīng)濟性。所選太陽能電池板的型號為XTL180-12，功率為180 W；蓄電池的型號為A412/90A。半自動擰取式菠蘿采摘收集機各電機的型號與功率如下：1）驅動剪式升降機構的直流推桿電機（2個）的型號為LX600，功率為30 W;

在設計菠蘿采摘收集機升降機構時，應考慮質量小、強度高、升降平穩(wěn)且拆卸更換方便等要求。基于上述要求，選用工程上廣泛使用的X形剪式升降機構，其結構如圖3所示。剪式升降機構的材料為APS-8-3030型工業(yè)鋁型材，長度為620 mm，其獨特的截面結構不僅使其具有較高的抗彎強度，而且能減小自身重力。菠蘿采摘收集機升降機構由水平放置的直線推桿電機驅動，直線推桿電機的空載移動速度v=9 mm/s，最大推力F=3 000 N。X形剪式升降機構的運動簡圖如圖4所示，其運動過程可以看作：直線推桿電機推動滑塊4沿X方向移動，使得構件2和構件3同時繞B點擺動，進而帶動構件1沿Y方向移動。因構件2與構件1的右側端點始終重合于A點，由X形剪式升降機構的結構對稱性可知，當構件1作平面運動時，其上任意一點的運動特性均相同，故可用A點的運動特性來描述構件1的運動特性。

【參考文獻】：
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本文編號：3235358