张龙龙 张勇 唐国真 李照龙 田俊

摘 要：随着人民生活水平的不断提高和幼果培育行业的整体进步，对幼果套袋的机械化水平的要求越來越高，为了降低人力成本和提高生产效率，本文从设计一种易于套袋动作实现的环保型幼果包装袋出发，提出了一种可实现给定复杂轨迹，满足指定定点停歇指定时长的单自由度机构的设计方法，给本文涉及的相关机构的设计提供了一种简易思路。本装置体积小巧，灵活性高，解决了现存幼果套袋方法不环保和机械化水平不高等问题。

关键词：幼果套袋;套袋机;机械化;环保型幼果包装袋

1 研究背景

随着人民生活水平的不断提高和近年来我国水果产业的发展迅猛以及果品的质量和产业化水平的不断发展和提高，对幼果套袋机械化水平的要求越来越高，然而，目前我国大部分地区幼果套袋仍然以手工为主，现存的幼果套袋装置大多是利用胶棒粘力拉开塑膜袋，通过加热熔合塑膜袋完成果袋封口，易造成封口不严，对幼果的生长发育不利的危害，且需要人工多次反复撑袋，劳动强度大，人力成本高。幼果套袋技术的主要目的是减少水果的农药污染、减少鸟害和虫害，改善水果果泽和外观，提升水果品质，从而增加果农收入和提升幼果培育行业机械化水平。

2 整体结构及工作原理

1-操作把手部分;2-间歇送袋部分;3-幼果包装袋封口变化部分4-铁丝固紧部分;5-传动部分;6-位姿调节部分;7-幼果包装袋支撑部分;8-幼果包装袋储存部分。

3 主要机构的设计和工作原理

该装置的储袋机构主要由储袋主体结构、弹力支持机构、操作手柄三个部分组成。

3.1 间歇送袋机构设计及工作原理：

该部分由间歇送袋主体机构1、储袋机构2组成，采用摩擦力传动并将成叠的幼果包装袋分离开并输送给下一个机构，能够精确传送一定的距离而且稳定性较好，保证连续的循环工作。

3.2 幼果包装袋封口变化机构设计及工作原理：

该部分由抓取装置1、轨迹规划部分2、具有2自由度的移动平台3、驱动2自由度移动平台的移动凸轮4、同步传动装置5等组成。由于整个封口过程比较复杂，单个机构难以满足，故采用包括带传动机构、具有2自由度的移动平台、轨迹规划部分、驱动2自由度移动平台的移动凸轮机构等的组合机构完成该过程。

3.3 抓取装置设计及工作原理：

抓取装置是幼果包装袋的封口变化操作的主要承担者，本装置采用的抓取原理是磁力抓取，通过装置所携带的磁铁将包装袋吸附到其表面，为后续的其他操作做准备。主要由具有安装磁铁功能的主体支架和安装在零件上的磁铁组成，通过异极摆放两磁极产生磁力相互吸引，进而夹紧包装袋。

3.4 自由度的移动平台设计及工作原理：

这部分主要机架、沿轴方向的滑轨、沿轴方向的滑轨、安装架组成，其中，机架是其余部件装配的基础。

3.5 同步传动装置设计及工作原理：

同步传动装置主要由具有同步传送功能的同步带、驱动部件移动凸轮、具有连接功能的连接件、可安装同步带的同步轮以及可安装同步轮的支架组成。

3.6 扎紧铁丝的固紧机构设计及工作原理：

扎紧铁丝的固紧机构由可变固紧部件、固紧机构主体组成。要求固紧机构能够形成一个可以根据包装袋的具体尺寸进行调节的封闭空间，综合考虑尺寸限制及动作特点，采用6个并联的正切机构正切机构来完成此动作。

4 结束语

目前，幼果套袋装置存在很大空缺，集环保和机械化为一体的高效化及时化幼果套袋产品肯定是大势所趋。文章设计的新型便捷型幼果套袋机结构简单、操作方便、成本低廉、安全，有较强的通用性和可操作性，能够有效降低人力成本和劳动强度，提高生产效率，保障幼果健康的生长发育，具有广阔市场前景和巨大的应用价值，在民生方面具有重大的意义。

参考文献：

[1]孙亚平，彭俞彪，袁天印，蒋猛.便携式水果套袋机[J].科技创新与应用，2016，0（12）：22-23.

[2]文亦骁，王志明，万勇，何俊峰.水果套袋机发展研究综述[J].中国农机化学报，2017，38（6）：104-108.

[3]冷康麒. 一种新型幼果套袋机[P]. 中国专利：  CN206101121U，2017-04-19

[4]谢晓兵. 一种幼果套袋机封口装置及一种果袋[P]. 中国专利： CN211090992U， 2020-07-28