部雙雙　邵云飛

摘要： 針對傳統(tǒng)的手工修補漁網(wǎng)方法存在的效率低，且易對漁民身體造成傷害的問題，本文基于Solidworks建立了自動漁網(wǎng)修補機的三維模型，分析了自動漁網(wǎng)修補機的針頭運動軌跡部分、絲杠橫向傳動部分、雙滾輪縱向傳動部分、輔助清理部分的結(jié)構(gòu)和原理，給出了自動漁網(wǎng)修補機的樣機。該機構(gòu)主要是通過機頭與傳動部分的配合，并采用傳統(tǒng)的嵌補法與現(xiàn)代縫紉機相結(jié)合的方法對破損漁網(wǎng)進行橫縱修補，修補的形狀為矩形。該自動漁網(wǎng)修補機的效率高于傳統(tǒng)手工漁網(wǎng)修補，對以后漁網(wǎng)修補實現(xiàn)自動化具有重要的意義。

關(guān)鍵詞： 漁網(wǎng)； 修補機； 嵌補法； 鏈條傳動

中圖分類號： TH122文獻標(biāo)識碼： A

為改善人民生活及維護國家海洋權(quán)益，發(fā)展?jié)O業(yè)具有重大的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義[1]。漁業(yè)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后和相關(guān)服務(wù)行業(yè)的同步發(fā)展推動新材料、新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備等高新技術(shù)的發(fā)展[2]。許多研究者對漁網(wǎng)編織機構(gòu)[3]進行了研究，曹清林等人[4]對漁網(wǎng)編織設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀進行了研究與分析，并提出了優(yōu)化傳動系統(tǒng)，提高光、機、電、氣、液等一體化和計算機控制技術(shù)；徐鳳梅等人[5]對有結(jié)針織設(shè)備的鉤針運動進行了研究，主要是包括擺動和轉(zhuǎn)動復(fù)合運動，并進一步采用解析法研究綜合機構(gòu)尺度，得到了機構(gòu)運動的輪廓曲線；近年來，一些學(xué)者對縫紉機附屬產(chǎn)品進行了研究，朱光堯等人[6]分析了縫紉機附屬產(chǎn)品的現(xiàn)狀，提出機電一體化的設(shè)計是縫紉機附屬產(chǎn)品行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)；王瑋等人[7]闡述了漁業(yè)機械儀器標(biāo)準(zhǔn)化工作進展，提出今后標(biāo)準(zhǔn)化工作的重點是采用國際先進標(biāo)準(zhǔn)等；Mihoko Wakamatsu等人[8]對小型漁業(yè)的發(fā)展進行了分析，提出促使附近小型漁業(yè)相互合作，以解決漁業(yè)收益不平衡的方法；Y.T.Kim等人[9]通過對加入不同土樣制備的試樣的應(yīng)力應(yīng)變分析，得出廢舊的漁網(wǎng)抗壓強度最大提高約025%。漁網(wǎng)的儲存與修補有各種方法，比較經(jīng)濟快速的方法為嵌補法?；诖耍瑸楦淖兊托实膫鹘y(tǒng)漁網(wǎng)修補現(xiàn)狀，本文對漁網(wǎng)自動修補機進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。該設(shè)計提高了漁民的工作效率，對今后漁網(wǎng)修補的自動化發(fā)展具有重要意義。

1漁網(wǎng)修補機的工作原理

自動漁網(wǎng)修補機整體模型如圖1所示。自動漁網(wǎng)修補機主要分四部分工作：針頭上下運動、縫紉機橫向傳動、漁網(wǎng)縱向傳動和垃圾清理。

利用傳統(tǒng)的嵌補法在漁網(wǎng)破損的地方嵌入1張面積適中的新漁網(wǎng)，首先機頭座在電機2的帶動下橫向運動實現(xiàn)一條橫向的修補線跡，然后4個滾輪在電機1的帶動下通過鏈傳動而轉(zhuǎn)動，使?jié)O網(wǎng)做縱向運動，實現(xiàn)一條縱向修補線跡。在橫向與縱向傳動過程中，針頭在電機3的帶動下做連續(xù)上下運動。重復(fù)以上運動，可實現(xiàn)一個矩形的修補線跡，將新加的漁網(wǎng)與破損漁網(wǎng)縫補在一起。

2漁網(wǎng)修補機的結(jié)構(gòu)設(shè)計

該漁網(wǎng)修補機由主體修補機構(gòu)和輔助清理機構(gòu)組成，主要傳動方式為鏈傳動[10]。主體修補機構(gòu)由機頭修補、絲杠橫向傳動及雙滾筒縱向運動組成[12]。根據(jù)人機工程學(xué)需要，該漁網(wǎng)修補機的機身設(shè)計為長1 000 mm，寬600 mm，高800 mm。其中，滾筒直徑60 mm，長度750 mm，材質(zhì)為PVC和尼龍棒。

2.1針頭運動軌跡

針頭運動主要依據(jù)縫紉機的結(jié)構(gòu)和原理[13]，縫補所需要的漁線由另設(shè)的線輪提供，400針/min左右。線跡是底線和面線在縫料內(nèi)鉸合而成的機結(jié)?？p補時，面線由機針引入縫料下部，機針由最低點向上運動時，漁線在機針和漁網(wǎng)之間形成一個梨形線環(huán)，旋梭帶著線環(huán)旋轉(zhuǎn)使其與底線交織，挑線桿帶著漁線向上收緊，在兩層縫料之間和底線形成一個鉸合點[14]，重復(fù)上述動作即可形成一條直線軌跡。同時，由于齒輪的轉(zhuǎn)動帶動光軸的轉(zhuǎn)動，使光軸上的錐齒輪帶動挑魚線機構(gòu)[15]與鉤魚線機構(gòu)協(xié)調(diào)配合，針頭跳動2次，旋梭轉(zhuǎn)動1圈。針頭運動軌跡如圖2所示。

2.2絲杠橫向傳動

絲杠橫向傳動裝配圖如圖3所示。該部分由光軸（長700 mm）、絲杠（長700 mm）、電機、橫向傳動鏈輪、橫向傳動鏈條等組成，由于橫向傳動運動簡單，選用功率較小的電機即可，因此動力來源選用220 V，功率45 W交流步進電機比較經(jīng)濟適用。由于絲杠具有傳動平穩(wěn)、均勻，且傳動距離短等優(yōu)點，所以選用絲杠作為橫向傳動的主要工作部分，負責(zé)橫向運動的傳送，服務(wù)于形成電機的橫向線跡。機頭的橫向運動是電機帶動絲杠的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)絲杠上的大螺母水平橫向傳動，大螺母帶動整個機頭部分的橫向運動[1518]。

2.3雙滾輪縱向傳動部分

該部分由4個拉網(wǎng)滾輪、電機及縱向傳動鏈條等組成。由于需要比較平穩(wěn)的傳送漁網(wǎng)來配合機頭的橫向修補運動，因此選用220 V，45 W的交流步進電機作為動力來源。為了減輕機架的重量，選用尼龍材料的滾輪，滾輪主要是負責(zé)漁網(wǎng)的縱向運送，以便形成縱向線跡，完成方形軌跡的修補。漁網(wǎng)的縱向運動是電機帶動中間鏈輪作主動輪，然后通過鏈條帶動其余2個鏈輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)兩對滾筒的轉(zhuǎn)動，由于力的相對作用進而將滾筒的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為漁網(wǎng)在水平平面縱向運動[19]。雙滾輪縱向傳動裝配圖如圖4所示。

2.4輔助清理

輔助清理機構(gòu)采用毛刷與鋪展平臺配合，對漁網(wǎng)進一步清理，以延長漁網(wǎng)的使用壽命[16]。毛刷固連在移動框架上，壓制桿起到整理壓平漁網(wǎng)的作用，保證了漁網(wǎng)的平整。當(dāng)滾筒的轉(zhuǎn)動帶動漁網(wǎng)平動時，毛刷固定不動，漁網(wǎng)的平動使兩者之間產(chǎn)生相對滑動，利用兩者之間的摩擦力將漁網(wǎng)上落葉之類的雜質(zhì)通過平臺上的細孔漏到下面的垃圾盒里，將漁網(wǎng)平展在平臺上，還能進行晾曬，從而達到一定程度的清理，輔助清理部分如圖5所示。

3結(jié)束語

本文主要對漁網(wǎng)自動修補機構(gòu)進行研究，自動漁網(wǎng)修補機是在漁網(wǎng)鋪板的平臺上工作。該機器能夠?qū)崿F(xiàn)針頭的上下運動，機頭的橫向運動，漁網(wǎng)的縱向運動，3種運動的配合實現(xiàn)了破損漁網(wǎng)的嵌入式修補功能，大大提高了修補漁網(wǎng)的效率。但該機器只實現(xiàn)了漁網(wǎng)的自動修補，還存在傳動速度不高，修補方法比較單一等缺陷，但在傳統(tǒng)手工修補漁網(wǎng)方面實現(xiàn)了較大突破，對今后漁網(wǎng)修補向自動化方面發(fā)展具有重要意義。

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