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可调速金银花采摘机的设计分析与创新

2016-09-13河南省交通高级技工学校池现荣

河北农机 2016年2期
关键词:转轴金银花橡胶

河南省交通高级技工学校 池现荣

可调速金银花采摘机的设计分析与创新

河南省交通高级技工学校池现荣

金银花的采摘是金银花整个种植行业的难题,尤其是人力成本上升的今天,该调速金银花采摘机较好地解决了金银花手工采摘效率低的难题,有着广阔的市场前景和社会效益。

调速;金银花采摘机;分析与创新

1 引言

金银花具有清热解毒的作用,被广泛应用于中药材、饮料、化妆品、保健品中,也是广大农民致富的项目。金银花在花微黄未开时采摘,此时长约10~25毫米,直径约1~2毫米,上部较下部柔软、粗大,有淡淡的清香,花期约1~2天,实物图片如下图。若错过采摘时期的金银花,其药性和经济价值大大下降,所以金银花采摘是金银花收获的重要环节。目前,全国各地的种植户主要是人力采摘,随着中国人力成本的上升,金银花的成本二分之一是人力成本,这也是制约金银花扩大种植面积和价格较高的原因之一,也有一些种植户通过研制各种类似于吸尘器原理的采摘机,以提高采摘效率,但效果不甚理想,也未能推广应用,主要存在于机器采摘过程中,金银花受伤或切断的约占30%,整体色泽发乌,效率不高。本人通过研究金银花的实际采摘过程并亲自实践,结合现有机器的缺陷,新研制变速金银花采摘机。

2 行业现状与背景

人力进行金银花采摘需要以下几个过程:识别花—抓花—传送到袋—从袋取出。由于人有复杂的神经控制系统,抓花的力度能根据花的直径大小自由控制,所以人采摘的质量是机器无法比拟的,但人从识别花—抓花—传送到袋,这个过程可以用机器代替并批量作业,并且效率高于人,所以金银花采摘机重点从这个过程研制。

3 调速采摘机的的结构特性及原理

此变速金银花采摘机分为以下几个部分:充电器、电池、开关、调速器、花箱、风扇、输送管、电机、刚性电缆、吸头、抓手、筛花网板等,每部分工作特性及原理:

充电器:给电池充电。

电池:给电机提供电力。

开关:控制机器开与关。

调速器:根据花的密度和质量,对电机调速。

花箱:临时储存花。

风扇:抽风,形成负压,将花从吸头到花箱。

输送管:从吸头到花箱的通道。

电机:提供动力,传递给刚性电缆。

刚性电缆:将电机提供的动力传递到主齿轮上。

吸头:将花从枝上抓下来。

以上最重要的部分是吸头,由橡胶转轴、轴承、齿轮、花盒、筛花板等部分组成,该吸头各部分的工作特性及原理:

橡胶转轴:6个转轴由不锈钢材料制成,上有定位台阶和定位扁。将转轴固定在橡胶模具上,通过压力机高温高压,使用高抗撕硅橡胶,制成圆形转轴。该圆柱内硬、外软,类似于人手指头。

轴承:橡胶转轴两端装有轴承,橡胶转轴可灵活转动。

齿轮:转轴上装有齿轮,齿轮带动橡胶轮转动。

花盒:临时储存所采的花。

筛花板:由多个网格组成,左右移动,将花和叶分开,使叶不进入吸盒。

整个工作过程:充电器给锂电池充电—锂电池提供电源—电机旋转—调速器变速—动力线传送动力到转动主轴—6对齿轮啮合转动—3组吸轴相对旋转—带动金银花和叶子贴进筛花板—筛花板左右移动—金银花进入花盒—风扇旋转形成负压—金银花通过输送管进入背箱—打开箱盖取出。

4 项目推广前景

该变速金银花采摘机虽处于样机试制但已基本代替金银花手工采摘,效率相当于2~3倍人力,已在遂平金银花基地试用。因塑料模具费用投入较大,部分部件使用现有物品改制,未能批量生产。如年批量生产2000台,每台估价约1500元如按照当地人均日工资60元每天,每天可节约120元,15天左右即可收回成本最主要是解决了劳动力短缺问题。

5 创新点、效果归纳

该采摘设备原理并不复杂,但要达到人工的采摘质量有一定难度,经过多次调整橡胶转轴直径、橡胶型号、筛花板与转轴间距、电机转速、转轴之间间隙、筛花板移动距离等部件关系,基本可代替人工采摘金银花,高于其它采摘机的效率和质量。现在机器是样机研制,因塑料模具投入较大,部分部件使用现在物品改制,外观、质量、效率仍有一定的改进空间,争取通过不断完善和改进,达到人手的采摘质量,效率同倍于3~5人。

6 结论

金银花的采摘是金银花整个种植行业的难题,尤其是人力成本上升的今天,该变速金银花采摘机较好地解决了金银花手工采摘效率低的难题,此设备目前仍处于样机试制阶段,因塑料模具投入较大,部分部件使用现有物品改制,未批量生产随着研制投入的加大,在听取种植人员的试用意见后,不断完善和改进,将会逐步提升外观、质量和效率。产品定型批产后,成本下降,将会在整个金银花采摘行业使用有着广阔的市场前景和社会效益。

[1]陈军.中药金银花质量控制研究[M.中国中医药出版社,2012,08.

池现荣,1973年生,河南确山人,讲师,研究方向:机械设计与制造的教学科研。

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