《水果自動(dòng)套袋的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)》8500字（論文）

第第頁共16頁水果自動(dòng)套袋的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章概論 11.1課題背景以及意義 11.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.1國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.2國外發(fā)展現(xiàn)狀 21.3總結(jié) 2第二章設(shè)計(jì)方案 42.1主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 42.2總體設(shè)計(jì)方案 42.2.1整體設(shè)計(jì)方案 42.2.2工作原理 42.3套袋機(jī)的主要參數(shù)介紹 42.4方案三維結(jié)構(gòu)圖 4第三章整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 53.1送袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 53.1.1送袋機(jī)構(gòu)的分類 53.1.2擠出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 53.1.3軸承的選型 53.2擠出機(jī)滾花軸的設(shè)計(jì) 63.2.1軸的設(shè)計(jì)原則 63.2.2軸的最小直徑確定 63.2.3軸的校核 63.3同步帶的選型 73.3.1同步帶分類 73.3.2同步帶帶類型 73.3.3確定帶輪直徑 73.3.4確定中心距 73.3.5確定帶數(shù) 83.3.6傳動(dòng)比計(jì)算 83.4開袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 83.4.1選擇傳動(dòng)類型 83.4.2強(qiáng)度軸的最小直徑 83.4.3自粘圓柱棒的設(shè)計(jì) 93.5封袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 93.5.1加熱結(jié)構(gòu)選擇 93.6袋子固定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10第四章相關(guān)續(xù)航能力計(jì)算 114.1電機(jī)選用 114.2電池類型選擇 124.2.1鋰電池總?cè)萘坑?jì)算 124.2.2續(xù)航計(jì)算 124.2.3電池倉設(shè)計(jì) 13總結(jié) 14參考文獻(xiàn) 16摘要：我國從20世紀(jì)90年代開始使用水果套袋技術(shù)。事實(shí)證明，這項(xiàng)技術(shù)可以有效的提高水果果實(shí)的生產(chǎn)質(zhì)量，因此，水果自動(dòng)套袋技術(shù)在我國逐漸開始流行起來。但是，隨著這項(xiàng)技術(shù)的流行，套袋對于勞動(dòng)量的需求使得果農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度也有了巨大的提升。因此，對于水果自動(dòng)套袋裝置的研究刻不容緩。在通過查閱相關(guān)資料和觀看演示視頻之后，對于水果自動(dòng)套袋裝置功能需求的分析，采用圖形拓?fù)淅碚?，對套袋裝置的核心部分--封口機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和功能的設(shè)計(jì)，決定采用熱熔的方法進(jìn)行封口。然后對送袋機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終選擇了塑料袋以滾花輪送袋的方式進(jìn)行送袋。之后對撐袋裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用了自粘材料將袋拉開的方式撐開塑料袋，完成開袋。最后通過建模與仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。關(guān)鍵詞：水果；套袋；機(jī)構(gòu)第一章概論1.1課題背景以及意義在我國，水果產(chǎn)業(yè)一直有著舉足輕重的地位。水果產(chǎn)量居我國除種植業(yè)糧菜之外的第一位，是我國是增加農(nóng)民就業(yè)和收入的重要途徑，也是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。我國水果資源豐富，近年來，我國水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，進(jìn)出口貿(mào)易也在穩(wěn)步增長，水果產(chǎn)業(yè)有著美好的發(fā)展前景和廣闊的發(fā)展空間。雖然我國各個(gè)品種的水果種植面積、產(chǎn)量，果實(shí)的品質(zhì)以及水果的消費(fèi)量相較于過去有了非常大的提升，但隨著國民生活品質(zhì)的不斷提升，對于水果的品質(zhì)與對水果的需求量也大大的提升。從水果的品質(zhì)角度出發(fā)，國民日益提高的生活水平和日益增強(qiáng)的健康飲食意識(shí)，都使得人們開始追求優(yōu)質(zhì)、健康、安全無污染的綠色水果。從水果的需求量來說，雖然我國居民的水果需求量有了大幅的提升，但我國居民的人均水果的消費(fèi)仍然遠(yuǎn)低于世界平均水平，在國內(nèi)還擁有著巨大的潛在市場。隨著消費(fèi)者對于水果品質(zhì)要求的不斷提高，市場對于優(yōu)質(zhì)水果的需求也越來越大；優(yōu)質(zhì)水果不僅要求水果味道好，而且要求無污染，無公害，外觀光鮮亮麗，沒有瑕疵。這種消費(fèi)需求使得優(yōu)質(zhì)水果的售價(jià)高，銷售量大，帶來的經(jīng)濟(jì)效益也遠(yuǎn)比普通水果要好，還可以出口國外，打造中國品牌形象。因此，迎接市場帶來的挑戰(zhàn)，提高優(yōu)質(zhì)水果的產(chǎn)出，也能大幅的提高果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入。想要提高優(yōu)質(zhì)水果的產(chǎn)量，就得讓水果在生長過程中受到保護(hù)，抵擋天氣和蟲害，減少損失。普遍認(rèn)為，對幼果進(jìn)行套袋之后可以有效的減少天氣和蟲害帶來的損失，提升水果品質(zhì)。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代初，日本、韓國、美國等國首次將水果套袋技術(shù)應(yīng)用于果園生產(chǎn)。到目前為止，這些國家仍在對水果套袋技術(shù)不斷地進(jìn)行探索和研究。雖然這項(xiàng)技術(shù)在我國僅有不到三十年的使用歷史，但在我國果農(nóng)的經(jīng)驗(yàn)積累以及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)工作人員的不斷嘗試，大膽改進(jìn)和不斷創(chuàng)新之下，套袋技術(shù)也有了不小的進(jìn)步?，F(xiàn)在我國果園套袋一般使用紙袋或者塑料薄膜袋。不同的袋也有著不同的套袋技術(shù)要求。為了提高水果的品質(zhì)和帶來的經(jīng)濟(jì)效益，許多地方開始采用套袋技術(shù)。在研究和推廣塑料薄膜套袋技術(shù)方面，廣大果農(nóng)和果園科技工作者做出了巨大貢獻(xiàn)，蘋果成為塑料薄膜套袋技術(shù)的先驅(qū)。為了防止蘋果腐爛，巴縣農(nóng)民較早地進(jìn)行了蘋果地膜套袋試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)使用的是市場上銷售的普通塑料袋，但套袋后，果實(shí)銹病、煤炭污染更加嚴(yán)重，還出現(xiàn)了積水、開裂、果面粗糙等新問題。隨后，一些果農(nóng)在用微膜袋包裝紅星、紅富士等蘋果時(shí)，將袋底的一角切掉或在袋上打個(gè)洞，逐漸找出塑料薄膜套袋的要點(diǎn)。它們利用塑料薄膜袋對果實(shí)進(jìn)行保護(hù)，成功地避開了8月份的蟲害高峰期，使果實(shí)表面光潔、色澤好，因此受到越來越多的關(guān)注。為了減少害蟲的發(fā)生，國內(nèi)一些果農(nóng)開始采用舊報(bào)紙將水果包裹起來。隨后，為了防止水果銹病，一些水果產(chǎn)區(qū)開始大規(guī)模使用紙袋對水果進(jìn)行套袋處理，并取得了良好的效果。20世紀(jì)90年代以來，水果市場的競爭也是越來越激烈。消費(fèi)者對水果的品質(zhì)要求越來越高。市場也需要美觀無公害的水果，因此水果套袋技術(shù)在國內(nèi)不斷興起，成為了果園生產(chǎn)中不可缺少的技術(shù)，也成為了果園科技研究的熱點(diǎn)項(xiàng)目。由于水果套袋技術(shù)得到了越來越廣泛的使用，使得果農(nóng)的勞動(dòng)量和勞動(dòng)強(qiáng)度都有了很大的提高，迫切需要研究出能夠代替果農(nóng)套袋，減少果農(nóng)勞動(dòng)量的自動(dòng)化器械。1.2.2國外發(fā)展現(xiàn)狀目前國外對套袋機(jī)的研究也不是很多。在美國和日本這些科技大國，把科學(xué)研究的重點(diǎn)更多的放在了大型多功能智能機(jī)器人的研究，套袋只是作為其中的一個(gè)功能。日本更是因?yàn)槠淙丝谏?，勞?dòng)力短缺的原因，在農(nóng)業(yè)機(jī)械的研究領(lǐng)先全球。日本岡山大學(xué)農(nóng)學(xué)院研制的多功能葡萄架栽培采摘機(jī)器人[50-10]。不僅能完成葡萄幼果的套袋，還可以通過更換末端執(zhí)行器來進(jìn)行疏果、修剪、噴灑等功能。機(jī)械手安裝在自行式小車上，機(jī)械手末端是可更換的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和視覺傳感器。由機(jī)械手和彈簧完成支撐袋動(dòng)作。由于美國的農(nóng)場規(guī)模大，勞動(dòng)力少，很難像中國那樣用大袋打害蟲、提高銷量。由于其技術(shù)先進(jìn)，在臍橙、蘋果等水果上噴涂一層類似白色涂層的可降解液膜，減少水果上的曬傷和病斑。液膜噴涂方便、高效。在美國的農(nóng)場里經(jīng)常使用。為了提高水果品質(zhì)，美國農(nóng)場采用寬行距、低密度種植，最新的蘋果種植采用V型架栽，透光率和透氣性達(dá)到規(guī)定要求。建立了智能水肥物化灌溉系統(tǒng)，農(nóng)民可根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整施肥方案。此外，美國完善的水果加工銷售網(wǎng)絡(luò)不僅保證了果農(nóng)的合理收入，而且增強(qiáng)了美國水果在國際市場上的影響力。1.3總結(jié)第一個(gè)小結(jié)：受手工包工作量大、勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺的影響，手工包日均成本可達(dá)3000包，每包成本約4分錢。為了大規(guī)模推廣，制袋機(jī)的速度必須至少是手動(dòng)制袋機(jī)的兩倍。同時(shí)，袋的成本也不能太高（個(gè)別袋機(jī)專用）。在中國，果農(nóng)首先要考慮的是成本，不僅是生產(chǎn)成本，還有包裝成本。目前，封口技術(shù)是制約制袋機(jī)發(fā)展的主要問題。普通工人裝袋雖然費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但封口牢固，基本滿足封口要求。套袋機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)封口松、果柄燙傷等現(xiàn)象。它還需要人工檢查，而且套袋作業(yè)時(shí)間增加，對果袋的效率影響很大，增加了使用成本。另外，由于幼果的高度、大小和密度不同，在封袋機(jī)上很難實(shí)現(xiàn)高效率。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)成熟，可以加大對密封機(jī)理的研究，重點(diǎn)開發(fā)適合幼果的密封裝置，重點(diǎn)解決果柄上的套袋問題。盡最大努力確保密封完成，不會(huì)損壞水果。第二個(gè)小結(jié)：受手工包工作量大、勞動(dòng)力嚴(yán)重短缺的影響，手工包日均成本可達(dá)3000包，每包成本約4分錢。為了大規(guī)模推廣，制袋機(jī)的速度必須至少是手動(dòng)制袋機(jī)的兩倍。同時(shí)，袋的成本也不能太高（個(gè)別袋機(jī)專用）。在中國，果農(nóng)首先要考慮的是成本，不僅是生產(chǎn)成本，還有包裝成本。目前，封口技術(shù)是制約制袋機(jī)發(fā)展的主要問題。普通工人裝袋雖然費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但封口牢固，基本滿足封口要求。套袋機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)封口松、果柄燙傷等現(xiàn)象。它還需要人工檢查，而且套袋作業(yè)時(shí)間增加，對果袋的效率影響很大，增加了使用成本。另外，由于幼果的高度、大小和密度不同，在封袋機(jī)上很難實(shí)現(xiàn)高效率。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)成熟，可以加大對密封機(jī)理的研究，重點(diǎn)開發(fā)適合幼果的密封裝置，重點(diǎn)解決果柄上的套袋問題。盡最大努力確保密封完成，不會(huì)損壞水果。第二章設(shè)計(jì)方案2.1主要設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)實(shí)現(xiàn)便攜功能(2)實(shí)現(xiàn)價(jià)格成本低(3)設(shè)計(jì)套袋機(jī)袋子的傳送機(jī)構(gòu)(4)設(shè)計(jì)套袋機(jī)的開袋機(jī)構(gòu)(5)設(shè)計(jì)套袋機(jī)的封袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2總體設(shè)計(jì)方案2.2.1整體設(shè)計(jì)方案整體的設(shè)計(jì)方案為：從頭到尾的設(shè)計(jì)順序是先設(shè)計(jì)套袋機(jī)的送帶機(jī)構(gòu)/開袋機(jī)構(gòu)/封袋機(jī)構(gòu)等。其中送袋機(jī)構(gòu)需要保證袋子的輸送距離，開袋機(jī)構(gòu)需要有效的開袋，封袋機(jī)構(gòu)需要包裝袋子的有效密封性。2.2.2工作原理第一步：送袋機(jī)構(gòu)工作，通過同步帶結(jié)構(gòu)，把電機(jī)的里傳送到擠出輪上，擠出輪工作，把袋子輸送出去，第二部，通過電機(jī)控制開袋機(jī)構(gòu)，開袋機(jī)構(gòu)配有活動(dòng)板，上面有自粘式膠棒，通過電機(jī)控制活動(dòng)板開合，把自粘式的膠棒，粘在袋子上，然后活動(dòng)板打開，袋子打開，第三步，套好幼果后，按下開關(guān)，封袋機(jī)構(gòu)運(yùn)作，通過電機(jī)控制活動(dòng)板，兩側(cè)活動(dòng)板配有加熱片，加熱袋子，起到封口作用。然后重復(fù)以上的動(dòng)作持續(xù)工作。2.3套袋機(jī)的主要參數(shù)介紹外形尺寸參數(shù)（長/寬/高）mm：435mm*267mm*220mm電動(dòng)機(jī)動(dòng)力參數(shù)：5（W）傳動(dòng)方式參數(shù)：帶傳動(dòng)開袋間距參數(shù)：139（mm）桿子長度：2000mm2.4方案三維結(jié)構(gòu)圖第三章整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1送袋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1送袋機(jī)構(gòu)的分類一般來說，輸送機(jī)構(gòu)分為：帶式結(jié)構(gòu)輸送/鏈條輸送/機(jī)械手輸送/擠出輸送。（1）傳送帶結(jié)構(gòu)包括：一是輸送能力大，且可連續(xù)不間斷地輸送物料，也可在運(yùn)輸過程中不停車裝卸，不因空載而中斷運(yùn)輸。在起動(dòng)和制動(dòng)不頻繁的情況下，可采用高速運(yùn)行。其運(yùn)輸設(shè)備的連續(xù)高速運(yùn)輸能力無法與之相比。二是結(jié)構(gòu)簡單。帶式輸送機(jī)也可按一定的線路范圍設(shè)置和輸送物料，動(dòng)作單一，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，成本低，負(fù)荷均勻，速度穩(wěn)定，耗電量變化小。在同等條件下，帶式輸送機(jī)的功率需求一般較小。三是可以進(jìn)行長途運(yùn)輸。多臺(tái)單機(jī)串聯(lián)不僅可以增加單機(jī)的長度，而且可以增加輸送線路的距離。（2）鏈傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：輸送帶是由鏈條驅(qū)動(dòng)的，通常小軸由鏈條驅(qū)動(dòng)，然后帶動(dòng)皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)。網(wǎng)帶由連桿滾動(dòng)，左右網(wǎng)條成兩條線與大網(wǎng)條連接，大網(wǎng)條穿過小軸，小軸的兩端穿過鏈孔，從而達(dá)到鏈條驅(qū)動(dòng)網(wǎng)帶的目的。鏈條傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)扭矩小。網(wǎng)帶表面光滑，通孔均勻，標(biāo)準(zhǔn)鏈傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無跑偏，承載力強(qiáng)，拉伸性能好，易于清洗和維護(hù)。（3）機(jī)器人傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械臂傳動(dòng)具有精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn)，但其造價(jià)昂貴、結(jié)構(gòu)龐大。（4）擠壓運(yùn)輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)：擠壓輸送具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。3.1.2擠出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的擠出立構(gòu)為滾筒式基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，帶有滾花的形狀，可以有效的防止袋子在擠出的過程中出現(xiàn)打滑的情況。整體的結(jié)構(gòu)尺寸為：直徑14mm高度39.5mm和30mm兩種，結(jié)構(gòu)形狀如圖3-1滾花輪外形圖所示。圖3-1滾花輪外形圖3.1.3軸承的選型（1）軸承的分類這軸承可分為：滑動(dòng)軸承、關(guān)節(jié)軸承、滾動(dòng)軸承、深溝球軸承、角接觸球軸承、調(diào)心球軸承、推力球軸承、雙向推力角接觸球軸承、推力滾子軸承、滾針軸承、外球面球軸承、調(diào)心球軸承、法蘭軸承、帶座、組合軸承、直線軸承。（2）確定軸承類型本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的軸直徑為：5mm，所以選擇nsk-686zz類型的軸承，軸承的尺寸規(guī)格為：6mm*13*5。如圖3-2軸承所示：圖3-2軸承3.2擠出機(jī)滾花軸的設(shè)計(jì)3.2.1軸的設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)軸的時(shí)時(shí)候需要考慮軸的使用情況，以及軸上的零件安裝情況，主要考慮軸的基金結(jié)構(gòu)性能，材料選擇以及軸的強(qiáng)度/剛度。而軸的設(shè)計(jì)要求是：設(shè)計(jì)的軸需要保證軸的強(qiáng)度剛度，只要達(dá)到要求才能防止軸在使用過程中斷裂變形，而且軸加工方便，裝配也方便。3.2.2軸的最小直徑確定據(jù)查參考文獻(xiàn)[19]公式（15-2）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：式中：—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa；T—軸所受的扭矩，N·mm；WT—軸的抗扭截面系數(shù)，mm3;d—計(jì)算截面處的直徑，單位為mm；—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa；由上式可得軸的直徑其中P=5w，n=4000r/min。可以知曉軸的最小直徑需大于4.4mm。3.2.3軸的校核(1)計(jì)算扭矩已知主軸輸出功率為P=5w，傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n=4000r/min根據(jù)參考文獻(xiàn)[23]公式（3.1）外力偶距的計(jì)算公式，=5.6N.M3.3同步帶的選型3.3.1同步帶分類傳動(dòng)帶可分為三角帶、同步帶、V型帶、平行帶、平帶、農(nóng)用機(jī)帶、塔帶、變速帶、扁形帶、高速防油帶、圓形帶、活絡(luò)帶、牽引帶、摩托車變速帶、多溝帶、六角帶、汽車帶等。SPA,SPB,SPc,SPz三種高速防油三角帶主要型號(hào)有：SPA,SPB,SPC,SPz,3V,5V,8V等。高速防油V帶。一般三角帶：主要型號(hào)有：A(13*8),B(17*11),C(22*14),D(32*20),Y(6*4),Z(10*6),K,M,o,5(5*3),8(8*5),20(20*12.5)。齒形三角帶的主要型號(hào)有：AX,BX,CX,DX,YX,ZX,8X,XPA,XPB,XPC,XPZ,3vx,5vx,8VX等。三聯(lián)三角帶：A,B,C,D,SPA,SPB,SPC,SPZ,3V,5v,8v,3VX,5VX,8VX,8VX。3.3.2同步帶帶類型已知Pca=53.3.3確定帶輪直徑（一）根據(jù)參考文獻(xiàn)[19]公式（8-20），初定中心距a08（二）計(jì)算相應(yīng)的帶長Ld0L查參考文獻(xiàn)[19]表8-2，選擇帶的基準(zhǔn)長度Ld3.3.4確定中心距式中：KaP0—單根普通V帶的基本額定功率取0.31?P0—單根普通V帶額定功率的增量取0.03；KL則：z=0.963.3.5確定帶數(shù)我們一般都知道V帶輪中輪緣、輪輻組成，其實(shí)還有輪轂。（1）實(shí)心式輪。（2）腹板式輪。（3）孔板式輪。其中橢圓輪輻皮帶輪是各類同步帶的經(jīng)典結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)同步帶輪輻結(jié)構(gòu)加以區(qū)分。根據(jù)不同的直徑（同步滑輪基準(zhǔn)），需要注意傳動(dòng)效率和制造成本是否能滿足要求。我們需要根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的結(jié)構(gòu)類型。一般來說，當(dāng)直徑為實(shí)心時(shí)，D為滑輪的根軸直徑，還有一種情況。所以這個(gè)設(shè)計(jì)使用了兩個(gè)同步帶3.3.6傳動(dòng)比計(jì)算假設(shè)動(dòng)力源的行走速度為3.6km/h。通過單位換算為1m/s，行走輪的直徑為420mm，通過公式計(jì)算動(dòng)力源的轉(zhuǎn)速為：式中：v—行走輪的行駛速度d—行走輪的直徑經(jīng)計(jì)算得N=3500r/m根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，傳動(dòng)軸直徑的轉(zhuǎn)速需要相等，所以動(dòng)力源與擠出機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為1：1.2。3.4開袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.4.1選擇傳動(dòng)類型本次設(shè)計(jì)開袋機(jī)構(gòu)時(shí)，選取了絲桿電機(jī)配合直線光軸的結(jié)構(gòu)類型，因?yàn)殚_袋機(jī)構(gòu)的活動(dòng)板中心點(diǎn)偏離過大，所以采用的這種結(jié)構(gòu)形式的傳動(dòng)類型，可以保證傳送的穩(wěn)定性以及整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而且在活動(dòng)板上固定了開袋機(jī)構(gòu)的自粘式圓柱棒，此自粘式圓柱棒作為消耗品可以進(jìn)行更換的。3.4.2強(qiáng)度軸的最小直徑據(jù)查參考文獻(xiàn)[19]公式（15-2）初步確定軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：由上式可得軸的直徑其中P=5w，n=3000r/min?？梢灾獣暂S的最小直徑需大于7.23mm。故選取軸的直徑為8mm.3.4.3自粘圓柱棒的設(shè)計(jì)在考慮到自粘圓柱棒作為消耗品需要定期跟換，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候采用的式在自粘式的圓柱棒上設(shè)計(jì)粘貼3M膠作為消耗品，自粘膠片需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的尺寸，來符合本次的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的為：直徑25mm的3M膠。3.5封袋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)封袋機(jī)構(gòu)時(shí)，選取了絲桿電機(jī)配合直線光軸的結(jié)構(gòu)類型，因?yàn)榉獯鼨C(jī)構(gòu)的活動(dòng)板中心點(diǎn)偏離過大，所以采用的這種結(jié)構(gòu)形式的傳動(dòng)類型，可以保證傳送的穩(wěn)定性以及整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而且在活動(dòng)板上固定了封袋機(jī)構(gòu)的加熱棒機(jī)構(gòu)，來起到封袋作用。3.5.1加熱結(jié)構(gòu)選擇市場上的封口機(jī)主要有三種：手動(dòng)、全自動(dòng)和半自動(dòng)。其特點(diǎn)如下。手工包裝機(jī)是一種需要人工操作才能封口的機(jī)器。它的工作效果會(huì)受到操作者的影響。手動(dòng)包裝機(jī)在手動(dòng)操作時(shí)，由于壓力不均，密封部分會(huì)產(chǎn)生偏移，密封量差，質(zhì)量難以保證。包裝好的食品在運(yùn)輸過程中可能受到擠壓而泄漏。半自動(dòng)封口機(jī)的效果比手動(dòng)封口機(jī)要突出得多，特別是在產(chǎn)品封口效果、機(jī)器操作性、封口速度等方面，半自動(dòng)封口機(jī)的體積相對較小，由于這些優(yōu)點(diǎn)，在食品、食品、食品、食品等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但半自動(dòng)封口機(jī)仍依靠人工操作。自動(dòng)封口機(jī)完全不需要人工操作，依靠預(yù)先設(shè)定的指令連續(xù)工作。因?yàn)槿詣?dòng)封口機(jī)完全是機(jī)械操作，可以保證包裝的受力均勻，所以封口性能非常好，無論是在封口性能、包裝速度，還是封口質(zhì)量上，全自動(dòng)封口機(jī)都非常適合這種結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖3-3所示：圖3-3封袋機(jī)構(gòu)3.6袋子固定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的袋子采用的是桶類的結(jié)構(gòu)，袋子為一卷的結(jié)構(gòu)，所以在使用的時(shí)候就需要有個(gè)固定的地方，所以本次所設(shè)計(jì)的袋子固定結(jié)構(gòu)如圖3-4袋子固定裝置所示：圖3-4袋子固定裝置

第四章相關(guān)續(xù)航能力計(jì)算4.1電機(jī)選用根據(jù)總合和考慮情況下以及實(shí)際調(diào)查情況下，設(shè)備的使用環(huán)境一般為農(nóng)場以及果園，而且根據(jù)國家政策或者使用經(jīng)濟(jì)性來說，電是采用12-36v的電壓的（或者電瓶是用逆變器轉(zhuǎn)換成72v的），所以電機(jī)基本就選用12v供電就行，從設(shè)備本身來說，他主要就是用來提供封袋機(jī)的動(dòng)力的，不需要多大的扭力以及動(dòng)力，所以選擇的電機(jī)一般常見的12V電機(jī)就行了。根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及相關(guān)技術(shù)要求，本次設(shè)計(jì)主要選擇的是以NEMA17電機(jī)作為本次設(shè)計(jì)的動(dòng)力源，而42系列的電機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)為以下幾點(diǎn)：防塵/防雜物/實(shí)用性廣。產(chǎn)生的噪音小/震動(dòng)小電機(jī)體積小適合各種場所使用。效率高?？砷L時(shí)間運(yùn)行，不易損壞。安裝以及維修保養(yǎng)方便。這款電機(jī)通常使用在這小型的這一類設(shè)備上的比較多，所以綜合考慮，本次設(shè)計(jì)就采用42系列的電動(dòng)機(jī)作為封袋機(jī)的動(dòng)力源。查找相關(guān)的參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表中的12-16，本次的設(shè)計(jì)選擇42系列的步進(jìn)電機(jī)他的型號(hào)是：NEMA17-42。NEMA17-42技術(shù)的具體參數(shù)如表3-1所示，因?yàn)楦鶕?jù)設(shè)計(jì)要求中主軸轉(zhuǎn)速需要達(dá)到4000r/min，而且查找相關(guān)文獻(xiàn)中記載同步帶輪傳動(dòng)的最佳傳動(dòng)比為1-2。在根據(jù)技術(shù)性能要求來說，主要選擇一款不低于所需額定功率的電動(dòng)機(jī)就行，所以本次設(shè)計(jì)采用NEMA17-42的小概率電動(dòng)機(jī)，這樣就可以滿足設(shè)計(jì)的要求。電機(jī)如圖9-9所示表3-1NEMA17-4212V功率5W同步轉(zhuǎn)速4000r/min頻率50HZ效率68%功率因數(shù)型號(hào)外形尺寸電壓電動(dòng)機(jī)的安裝方式螺絲孔固定圖3-9電機(jī)圖片4.2電池類型選擇18650鋰電池是市面上最為常見的鋰電池型號(hào)，它是由日本 索尼公司定下的鋰電池標(biāo)準(zhǔn)，其中數(shù)字18表示鋰電池的直徑為18mm，數(shù)字65表示鋰電池的長度為65mm，數(shù)字0表示該鋰電池為圓柱形電池。在本設(shè)計(jì)中，我選取的是容量為6800毫安的18650鋰電池，每組3節(jié)3.7V，一共3組，已知電機(jī)功率為5W4.2.1鋰電池總?cè)萘坑?jì)算每組鋰電池容量為W=VxA3.7Vx20400=75.48（W）其中電機(jī)供電為48V，也就是說需要4組4528.8W鋰電池串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)的定律，電壓相加，容量不變的原則，本次設(shè)計(jì)的供電系統(tǒng)電壓為12V75.48W,A=W/100754.8/5=15(A)4.2.2續(xù)航計(jì)算續(xù)航里程=電瓶的供電能力(電壓x容量)+電機(jī)功率(W)*時(shí)速。輪椅續(xù)行里程與電池電壓、電流有關(guān)系,還和電機(jī)類型、額定功率、輸出效率、負(fù)荷量等有關(guān)系。按12V15A電池5W電機(jī)計(jì)算,續(xù)行里程等于=12/(5W/12V/15A)*80%*5小時(shí)/小時(shí)5小時(shí)。也就是說,如果在正常條件下使用的話,電機(jī)效率可達(dá)80%,那么,可以續(xù)行5小時(shí)左右。如圖3-11所示鋰電池組圖3-11鋰電池組4.2.3電池倉設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)3組鋰電池的電池倉在下背包里面，電池外殼采用ABS塑料注塑而成，然后螺絲擰緊外殼，ABS電池倉外殼，采用背包，背在身上就行

總結(jié)通過本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我能夠?qū)Υ髮W(xué)四年的書本知識(shí)有了更進(jìn)一步的了解與學(xué)習(xí)，對于所需資料的查詢與合理的應(yīng)用有了更加深入地體會(huì)，本次進(jìn)行的便攜式幼果自動(dòng)包裝機(jī)畢設(shè)設(shè)計(jì)讓我明白了書本上的知識(shí)需要結(jié)合實(shí)際才是對自身學(xué)習(xí)的驗(yàn)證，只讀書不進(jìn)行實(shí)際操作那就只是紙上談兵。同時(shí)，我也對自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用有了更深刻的認(rèn)識(shí)，自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于人們的日常生活與生產(chǎn)活動(dòng)，通過自動(dòng)化技術(shù)能夠極大地減輕人們的工作負(fù)擔(dān)，提高生產(chǎn)效率，規(guī)范生產(chǎn)流程，極大地促進(jìn)生產(chǎn)資源的進(jìn)一步開發(fā)利用，使我們的物質(zhì)生活水平不斷提高。本次設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：1、可以實(shí)現(xiàn)袋子自動(dòng)進(jìn)行輸送的功能，不再需要人工裝袋。2、可以實(shí)現(xiàn)袋子的打開功能，不在需要人工打開。3、可以實(shí)現(xiàn)袋子的封袋功能，不需要人工封袋。4、可以實(shí)現(xiàn)樹下套袋的功能，不再需要工人上樹套袋。本次的設(shè)計(jì)大大地提高了生產(chǎn)的效率,工人的安全以及幼果的打包速度也得到了不同程度地提升，相