蔡佳麟，刘学文，魏波，孙志伟，郝美娟，刘敏

（广州华夏职业学院，广东广州510935）

可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机的设计与建模

蔡佳麟，刘学文，魏波，孙志伟，郝美娟，刘敏

（广州华夏职业学院，广东广州510935）

香蕉产业链为我国岭南地区带来了巨大的经济收益。但因种植地况复杂、加工工艺落后、蕉梳采摘后各加工环节无法紧密承接，导致部分香蕉因无法及时进行加工而损坏了蕉面品相，降低了销售效益。针对岭南地区香蕉产业现状，设计研发了可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机。该机器将蕉梳的清洗、风干、保鲜剂的喷涂“三位一体”化，结构紧凑，可拆卸整机，分模块于田间移动。

蕉梳清洗喷涂一体机；可拆卸；田间移动

我国岭南地区气候适宜，拥有大面积的香蕉种植林，香蕉产量大，因缺少可适应田间复杂地形的机械设备[1]，无法将蕉梳的各加工环节紧密承接，蕉梳加工时间较长，工作效率低，导致香蕉外表皮极易长黑斑，降低香蕉的商品价值[2]。针对我国岭南地区香蕉种植区域的现状，利用现有虚拟建模技术，设计研发了可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机，打破现有蕉梳清洗机械的设计技术。该一体机较容易适应田间地形，可一次性完成蕉梳的清洗、风干与蕉把的保鲜剂喷涂三个加工环节，用时短，对香蕉外观品相保护效果好。

1 可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机建模设计

1.1 组成与设计要求

如图1所示，可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机主要由蕉梳清洗池、蕉梳传送及其风干装置、蕉梳蕉把保鲜喷涂装置组成。其中蕉梳蕉把保鲜喷涂装置主要由双传送带、万向轮、支架固定挡板、连接板、支架、电控箱、小型电机、保鲜剂水泵构成。

图1 可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机主要模块

如图2所示，蕉梳蕉把保鲜喷涂装置中的支架固定挡板通过挡板连接架连接在一起，双传送带支撑架固定在挡板连接架最上面起支撑作用，支架通过连接板与支架固定挡板紧固连接。传动轴通过传动轴紧固装置安装在支架固定挡板侧面并与减速器、小型电机形成传动连接，齿轮通过平键安装在传动轴上，双传送带则与齿轮形成啮合传动关系。喷嘴、软管与保鲜剂水泵相连为一体并安装在保鲜剂溶剂槽中，保鲜剂溶剂槽安装在交错穿插安装的挡板连接架之间。带刹万向轮和无刹万向轮安装在支架底部。

图2 蕉梳喷涂机结构图

1.2 总体设计

可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机主要由蕉梳清洗池、蕉梳清洗时间控制装置、蕉梳传送及其风干装置、蕉梳蕉把保鲜喷涂装置与控制单元搭建而成，结构如图1、图2、图3所示。

图3 可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机结构图

1.3 工作流程

如图2、图3、图4所示，香蕉落梳后，将蕉梳置于装水后的清洗池中，高压泵启动，向清洗池中泵水，通过循环管路从底部泵入形成混流，另通过分流泵入喷淋管道，从而对蕉梳进行上下无损伤清洗；清洗后水由清洗池底部的过滤器回到水泵，形成循环。洗净后的蕉梳被清洗池底部形成的混流带向传送链板网带，进行传送与风干，最终被传送至喷涂装置。

图4 保鲜剂喷涂装置结构图

然后保鲜剂水泵启动，保鲜剂通过软管、喷嘴形成喷淋状态；启动小型电机，在减速器的作用下带动传动轴和齿轮稳定运转，此时双传送带与齿轮形成啮合开始传送，风干后的蕉梳置于双传送带上，蕉把朝下，蕉梳在双传送带的作用下往终端传送，在此过程中保鲜剂会通过喷淋涂抹在蕉把上，防止蕉把褐变。蕉梳最终被传送至保鲜喷涂装置的终端进行包装与装箱。

1.4 使用特点

（1）该清洗喷涂一体机将蕉梳的清洗、风干和保鲜剂的喷涂三个功能一体化，使其结构紧奏，操作方便。

（2）一体机作业时，能使各环节承接紧密，降低加工时间，对蕉梳的品相起到较好保护作用。

（3）简化了结构，整机可分模块拆卸，并装置万向轮，方便设备于田间移动。

2 可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机的虚拟装配设计

2.1 零部件建模

可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机的主要模块有蕉梳清洗池、蕉梳传送及其风干装置、蕉梳蕉把保鲜喷涂装置等，其模块和主要零部件建模如图1、图5、图6所示。

图5 双传送带

图6 传送装置安装轴

2.2 虚拟安装

将可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机所需零件进行三维虚拟建模后，在三维环境下进行三维虚拟装配，可得到蕉梳清洗喷涂一体机整机的三维模型效果图，如图7所示。

图7 可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机整机三维模型

3 生产工程图

装配好可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机整机模型后，在三维环境下可让其自动生成工程图纸，提高设计研发的效率。由于该机器装配图过大，本文截取其中一部分作为示例，如图8所示。

图8 可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机装配图

因处于设计阶段，未生产实物。为了优化蕉梳清洗池水管与喷嘴的排布，设计并进行了蕉梳所能承受水压试验、各类喷嘴不同高度下喷洒面积与冲力测试，得出以下主要参数。

主要技术参数：

喷淋系统中水柱冲刷力（N）：<10

喷嘴底部与水面垂直距离（mm）：>110

喷嘴选型：83°实心锥形喷嘴、混流喷嘴

4 结束语

（1）可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机巧妙地将蕉梳的清洗、风干和保鲜剂的喷涂三大功能结合，结构紧奏，操作方便快捷；另以电作为动力单元，在种植区域内易于实现。

（2）在其作业时，各加工环节能够紧密承接，以达到降低加工时间的目的，对蕉梳的品相起保护作用。其解决了传统作业时，蕉梳于空气中滞留时间过长，导致蕉梳蕉把褐变速度加快，同时增加了香蕉外表皮长黑斑的风险，降低蕉梳商品价值降低等问题。

（3）该机器结构简单，可将整机按模块拆卸，装置万向轮，方便设备于田间移动，可以实现香蕉落梳后立马进行清洗、风干、蕉把保鲜、包装及装箱的目的，进一步降低蕉梳在空气中的滞留时间。

（4）同时，使用三维虚拟技术对可拆卸移动式田间蕉梳清洗喷涂一体机整机进行三维建模及虚拟设计，提高了设计效率，且可自动将三维模型生成工程图纸，方便研发与加工工作。

[1]农志荣．我国香蕉采后处理现状及应注意的问题[J]．广西热带农业，2009，120（1）：17－20．

[2]林醒华．提高香蕉商品质量的途径[J]．福建果树，1990（4）：34－35．

Design and Modeling of a Detachable Movable Banana Cleaning Machine

CAI Jia-lin，LIU Xue-wen，WEI Bo，SUN Zhi-wei，HAO Mei-juan，LIU Min
（Guangzhou Huaxia Technical College，Guangzhou Guangdong 510935，China）

Banana industry chain has brought huge economic benefits to the lingnan area.Due to the complex planting conditions，backward processing technology，the processing can not be closely，part of the banana can not be processed in a timely manner，the appearance of the some bananas were damaged，economic benefits are also reduced.According to the present situation of banana industry in lingnan area，a detachable movable banana cleaning machine is designed and developed.This machine can be a one-time cleaning of bananas，air drying，preservation.It also can disassemble the whole machine，and can be divided into a module to move in the field.

banana cleaning spraying machine；removable；be able to adapt to the terrain

S233.3

A

1672-545X（2017）06-0158-03

2017-03-01

蔡佳麟（1989-），男，广东澄海人，硕士研究生，教师，主要从事机电一体化方面的研究工作。