馬秉政，宋 巖， 陳天慶，侯浩南，張靜勝

(沈陽(yáng)化工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110142)

1 工作原理及其過程

本裝置是毛刷式收棗裝置，裝置底部為背架，背架上套有背帶，背架底部有兩個(gè)普通輪子和一個(gè)萬(wàn)向輪。因此，本裝置既可由人工背著進(jìn)行作業(yè)，也可在地面上滑行進(jìn)行作業(yè)，使得裝置可適應(yīng)各種復(fù)雜的地形。在裝置滑行作業(yè)時(shí)，使用者既可以通過萬(wàn)向輪調(diào)整方向，又可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)剎車。轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸能夠?qū)崿F(xiàn)上方裝置方向的任意調(diào)節(jié)。使用者可以通過調(diào)節(jié)扭動(dòng)開關(guān)方便、舒適地調(diào)節(jié)拉桿長(zhǎng)度，并在萬(wàn)向軸的上面加有螺絲可以手握桿可以拆卸，并在收集裝置下加有收集管，從而滿足更多地實(shí)際需求，體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)理念。本裝置采用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力來源，利用齒輪嚙合將電極的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞到中心旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得裝置運(yùn)行。減速器通過齒數(shù)少的齒輪嚙合齒數(shù)多的大齒輪，從而達(dá)到減速的目的。當(dāng)輪齒盤低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相鄰兩組毛刷接觸到棗時(shí)，因棗的直徑小于轉(zhuǎn)齒盤的間距，不同轉(zhuǎn)軸上兩根相鄰的毛刷便會(huì)把棗刷落，并且可以使棗葉和細(xì)枝條通過此間距。此外，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)齒盤的組數(shù)本裝置可以根據(jù)紅棗的大小對(duì)紅棗進(jìn)行分類。毛刷具有良好的韌性，且表面硬度相對(duì)金屬材料更低，對(duì)棗的表面損害較小，并且整個(gè)裝置通過蓄電池提供能量。

2 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)置

背、推兩用式電池架既可由人工背著進(jìn)行作業(yè)，也可在地面上滑行進(jìn)行作業(yè)，使得裝置可適應(yīng)各種復(fù)雜的地形。裝置底部為背架，背架上套有背帶，背架底部有四個(gè)萬(wàn)向輪，在裝置滑行作業(yè)時(shí)，使用者既可以通過萬(wàn)向輪調(diào)整方向，又可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)剎車。并在萬(wàn)向軸上方安裝了可拆卸裝置，可以改裝成手持裝置，使裝置更具有自由性，具體如圖1所示。

圖1 背、推兩用機(jī)構(gòu)

轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖2所示，轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)連接的上方裝置在空間內(nèi)任意角度旋轉(zhuǎn)。因此，通過轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)上方裝置方向的任意調(diào)節(jié)，從而滿足裝置在各個(gè)方向上工作的目的。

圖2 轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)

伸縮桿機(jī)構(gòu)如圖3所示，伸縮拉桿機(jī)構(gòu)滿足實(shí)際需求，體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)理念。

圖3 伸縮桿機(jī)構(gòu)

減速機(jī)構(gòu)如圖4所示，減速機(jī)構(gòu)由不同規(guī)格的齒輪組成，通過小齒輪與大齒輪的嚙合，從而達(dá)到減速的目的。

圖4 減速機(jī)構(gòu)

圖5 傳動(dòng)裝置

傳動(dòng)裝置如圖5所示，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)主軸經(jīng)過減速機(jī)構(gòu)減速后，帶動(dòng)豎軸旋轉(zhuǎn)，通過兩個(gè)相嚙合的錐形齒輪后，可使得中心旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)齒盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)后面兩齒輪相向嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)毛刷轉(zhuǎn)動(dòng)。

毛刷結(jié)構(gòu)如圖6所示，轉(zhuǎn)齒盤結(jié)構(gòu)與梳齒結(jié)構(gòu)，每一組轉(zhuǎn)齒盤都有三個(gè)一組可隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)且繞軸均勻分布的毛刷，兩組相鄰毛刷之間的距離小于所要摘取的棗的最小直徑。這樣設(shè)計(jì)的目的是，當(dāng)相鄰兩組毛刷接觸到棗時(shí)，因棗的直徑小于兩毛刷之間的間距，不同轉(zhuǎn)軸上兩根相鄰的冒酸便會(huì)把棗刷落，并且可以使棗葉和細(xì)枝條通過此間距。此外，考慮到不同地區(qū)紅棗的大小不盡相同，本裝置可根據(jù)實(shí)際需求選擇組數(shù)不同的轉(zhuǎn)軸，毛刷組數(shù)越多，每相鄰轉(zhuǎn)刷毛之間的距離越小，因而可摘取直徑較小的紅棗。對(duì)于同一地區(qū)的紅棗，也可通過調(diào)節(jié)毛刷的組數(shù)完成根據(jù)紅棗的大小對(duì)紅棗進(jìn)行分類的任務(wù)。轉(zhuǎn)齒盤上的毛的稀疏結(jié)構(gòu)是為了防止個(gè)別紅棗在裝置旋轉(zhuǎn)工作時(shí)滑離，此類機(jī)構(gòu)可以有效地避免此類情況的發(fā)生。

圖6 毛刷結(jié)構(gòu)