楊自超，郝傳柱

（山東華宇工學(xué)院，山東德州 253034）

0 引言

隨著科技的發(fā)展和生活水平的提高，人們對(duì)于自身健康問(wèn)題越來(lái)越重視，經(jīng)常洗澡不僅是良好的個(gè)人衛(wèi)生習(xí)慣，也是保持身體健康的必要因素。洗澡時(shí)使用沐浴露可以起到清除皮膚表面油脂、清潔皮膚的作用，而浴花是使沐浴露起泡的工具，只需擠少量沐浴露在浴花上，加少量水輕輕搓一搓，馬上會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫。浴花作為人們?nèi)粘Ｉ钪械南丛∮闷?，其制作過(guò)程全部由手工完成，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，使用的人力資源多，人工費(fèi)用高。為了解決這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)一臺(tái)全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)。

1 浴花制作現(xiàn)狀

通過(guò)在網(wǎng)頁(yè)上進(jìn)行資料查詢和走訪調(diào)查，了解到目前在浴花制作過(guò)程中，雖然已經(jīng)有切割機(jī)對(duì)浴花網(wǎng)進(jìn)行切斷，但對(duì)浴花網(wǎng)進(jìn)行捆扎均需要手工制作，還沒(méi)有機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)這一過(guò)程。而且從浴花網(wǎng)出廠再到浴花制作商中間的運(yùn)輸環(huán)節(jié)需要花費(fèi)大量的成本和時(shí)間。人工制作浴花不僅生產(chǎn)效率低且需要大量的勞動(dòng)力，工人需要長(zhǎng)時(shí)間坐在工作臺(tái)前用手重復(fù)同一套動(dòng)作，對(duì)人體關(guān)節(jié)傷害很大。人工生產(chǎn)出來(lái)的浴花，由于制作工藝原因，特別容易散開(kāi)，一段時(shí)間后就無(wú)法使用，需要進(jìn)行更換，因此也造成了資源的浪費(fèi)。而人們?nèi)粘Ｉ钪袑?duì)浴花的需求量很大，所以需要一種機(jī)器代替手工生產(chǎn)，從而降低成本、節(jié)省勞動(dòng)力。

2 全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)總體設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)理念

全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)針對(duì)浴花網(wǎng)生產(chǎn)廠家或制作浴花的個(gè)體戶，使浴花實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。對(duì)于浴花網(wǎng)生產(chǎn)廠家，沒(méi)必要花費(fèi)時(shí)間將浴花網(wǎng)運(yùn)輸?shù)皆』ㄖ谱魃趟诘貐^(qū)，可以直接在浴花網(wǎng)制作完成后使用該機(jī)器直接制作出浴花，降低運(yùn)輸成本；對(duì)于想要制作浴花的個(gè)體戶，可以減少生產(chǎn)雇傭工人，節(jié)省人力資源，同時(shí)提高生產(chǎn)效率，并可以解決人工制作浴花容易散開(kāi)的缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 設(shè)計(jì)要求

（1）浴花生產(chǎn)商對(duì)全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)的要求：全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)不僅能夠運(yùn)行流暢，而且可以用更短的時(shí)間生產(chǎn)出更加美觀的浴花。全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)能自動(dòng)完成浴花的捆扎過(guò)程，此過(guò)程中要求捆扎牢固，不產(chǎn)生手工浴花生產(chǎn)中的易散問(wèn)題。

（2）消費(fèi)者對(duì)全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)的要求：全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)能夠生產(chǎn)出使用更舒適的浴花，生產(chǎn)出來(lái)的浴花能夠解決手工浴花易散開(kāi)的問(wèn)題，使用周期更長(zhǎng)。

2.3 設(shè)計(jì)思路（圖1）

全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)主要由抓取、傳送、剪切和捆扎等動(dòng)作模塊組成。機(jī)器長(zhǎng)×寬×高為（150×120×70）mm；機(jī)器框架選用抗腐蝕性高且機(jī)械加工性強(qiáng)的4040 鋁合金型材進(jìn)行組裝；動(dòng)力部分由電機(jī)和氣壓傳動(dòng)裝置組成；中央控制系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)編寫并調(diào)試程序，控制抓取、傳送、剪切和捆扎模塊的順序動(dòng)作，制作完成后進(jìn)行復(fù)位，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)制作浴花的過(guò)程。

2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1 全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)設(shè)計(jì)思路

抓取模塊由4 個(gè)伺服電機(jī)制作成類似于機(jī)械手的結(jié)構(gòu)來(lái)抓取浴花網(wǎng)，將4 個(gè)伺服電機(jī)分別安裝在4 個(gè)TN10-50 型氣缸上，氣缸環(huán)繞安裝在2 個(gè)浴花傳動(dòng)桿四周，氣缸得到信號(hào)后伸出，伺服電機(jī)開(kāi)始動(dòng)作，抓取浴花網(wǎng)。

傳送模塊由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)同步帶，同步帶帶動(dòng)絲杠，使抓取模塊在滑軌上前后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)抓取模塊抓取浴花網(wǎng)運(yùn)動(dòng)到傳動(dòng)桿末端時(shí)，抓取模塊釋放浴花網(wǎng)，抓取模塊復(fù)位；滾輪分別安裝在2 個(gè)TN10-25 型氣缸上，氣缸安裝在浴花傳送桿兩側(cè)，氣缸動(dòng)作使?jié)L輪夾緊傳送桿，由直流電機(jī)提供動(dòng)力的滾輪開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)輸送浴花網(wǎng)，到設(shè)定時(shí)間后滾輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，氣缸復(fù)位。

剪切模塊安裝在浴花傳動(dòng)桿前下方，當(dāng)傳送模塊輸送一定量的浴花網(wǎng)后，由一個(gè)TN20-150 型氣缸帶動(dòng)電熱絲上下移動(dòng)做切割動(dòng)作；浴花網(wǎng)由聚乙烯（PE）材料制成，聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)脂，用電熱絲切割不會(huì)對(duì)浴花網(wǎng)的材料產(chǎn)生影響，也不會(huì)影響浴花舒適度，同時(shí)也避免浴花網(wǎng)之間產(chǎn)生藕斷絲連的情況。

利用縫紉機(jī)原理制作捆扎模塊。當(dāng)剪切模塊動(dòng)作完成后，全自動(dòng)浴花制作機(jī)的整理裝置開(kāi)始整理裁切后的浴花。將浴花聚集到一起后，捆軋模塊開(kāi)始工作，將裁切后的浴花從中間進(jìn)行捆軋，浴花制作完成，而且保證捆軋后的浴花牢固不易散，使浴花具有更加美觀的效果。

浴花制作完成后，由一個(gè)氣缸將浴花推出，此時(shí)全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)的所有模塊復(fù)位，開(kāi)始下一個(gè)浴花的制作。

3 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

結(jié)合目前研究現(xiàn)狀分析，全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)能夠完全代替人工生產(chǎn)浴花，省去了從浴花網(wǎng)出廠再到浴花制作商的中間運(yùn)輸環(huán)節(jié)，人力消耗少且生產(chǎn)效率高，大大節(jié)約了運(yùn)輸成本和時(shí)間，而且能夠保證制作出的浴花具有牢固不易散的特點(diǎn)。該機(jī)器主要利用氣壓傳動(dòng)，以空氣作為為介質(zhì)，來(lái)源方便；后排氣處理簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境；裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)快且使用方便，系統(tǒng)容易維護(hù)，具有較高的使用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

全自動(dòng)浴花生產(chǎn)機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，擺脫了傳統(tǒng)的人工制作浴花的方式，自動(dòng)化生產(chǎn)使浴花的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量得到明顯提高。該機(jī)器無(wú)任何污染，使用安全，操作、維護(hù)方便，解決了人工制作浴花容易散的問(wèn)題，避免了資源的浪費(fèi)，符合現(xiàn)代發(fā)展的趨勢(shì)，具有良好的應(yīng)用前景。