毛刷式自動收棗裝置

馬秉政，宋 巖， 陳天慶，侯浩南，張靜勝

(沈陽化工大學 機械工程學院，遼寧 沈陽 110142)

1 工作原理及其過程

本裝置是毛刷式收棗裝置，裝置底部為背架，背架上套有背帶，背架底部有兩個普通輪子和一個萬向輪。因此，本裝置既可由人工背著進行作業，也可在地面上滑行進行作業，使得裝置可適應各種復雜的地形。在裝置滑行作業時，使用者既可以通過萬向輪調整方向，又可以實現隨時剎車。轉盤和轉軸能夠實現上方裝置方向的任意調節。使用者可以通過調節扭動開關方便、舒適地調節拉桿長度，并在萬向軸的上面加有螺絲可以手握桿可以拆卸，并在收集裝置下加有收集管，從而滿足更多地實際需求，體現了人性化的設計理念。本裝置采用電動機為動力來源，利用齒輪嚙合將電極的轉動傳遞到中心旋轉軸的轉動，從而使得裝置運行。減速器通過齒數少的齒輪嚙合齒數多的大齒輪，從而達到減速的目的。當輪齒盤低速轉動時，相鄰兩組毛刷接觸到棗時，因棗的直徑小于轉齒盤的間距，不同轉軸上兩根相鄰的毛刷便會把棗刷落，并且可以使棗葉和細枝條通過此間距。此外，通過調節轉齒盤的組數本裝置可以根據紅棗的大小對紅棗進行分類。毛刷具有良好的韌性，且表面硬度相對金屬材料更低，對棗的表面損害較小，并且整個裝置通過蓄電池提供能量。

2 機械系統設置

背、推兩用式電池架既可由人工背著進行作業，也可在地面上滑行進行作業，使得裝置可適應各種復雜的地形。裝置底部為背架，背架上套有背帶，背架底部有四個萬向輪，在裝置滑行作業時，使用者既可以通過萬向輪調整方向，又可以實現隨時剎車。并在萬向軸上方安裝了可拆卸裝置，可以改裝成手持裝置，使裝置更具有自由性，具體如圖1所示。

圖1 背、推兩用機構

轉盤和轉軸機構結構如圖2所示，轉盤和轉軸機構連接的上方裝置在空間內任意角度旋轉。因此，通過轉盤和轉軸系統，實現上方裝置方向的任意調節，從而滿足裝置在各個方向上工作的目的。

圖2 轉盤和轉軸機構

伸縮桿機構如圖3所示，伸縮拉桿機構滿足實際需求，體現了人性化的設計理念。

圖3 伸縮桿機構

減速機構如圖4所示，減速機構由不同規格的齒輪組成，通過小齒輪與大齒輪的嚙合，從而達到減速的目的。

圖4 減速機構

圖5 傳動裝置

傳動裝置如圖5所示，傳動機構電動機主軸經過減速機構減速后，帶動豎軸旋轉，通過兩個相嚙合的錐形齒輪后，可使得中心旋轉軸旋轉，帶動轉齒盤轉動，從而帶動后面兩齒輪相向嚙合轉動帶動毛刷轉動。

毛刷結構如圖6所示，轉齒盤結構與梳齒結構，每一組轉齒盤都有三個一組可隨軸轉動且繞軸均勻分布的毛刷，兩組相鄰毛刷之間的距離小于所要摘取的棗的最小直徑。這樣設計的目的是，當相鄰兩組毛刷接觸到棗時，因棗的直徑小于兩毛刷之間的間距，不同轉軸上兩根相鄰的冒酸便會把棗刷落，并且可以使棗葉和細枝條通過此間距。此外，考慮到不同地區紅棗的大小不盡相同，本裝置可根據實際需求選擇組數不同的轉軸，毛刷組數越多，每相鄰轉刷毛之間的距離越小，因而可摘取直徑較小的紅棗。對于同一地區的紅棗，也可通過調節毛刷的組數完成根據紅棗的大小對紅棗進行分類的任務。轉齒盤上的毛的稀疏結構是為了防止個別紅棗在裝置旋轉工作時滑離，此類機構可以有效地避免此類情況的發生。

圖6 毛刷結構