一种对辊式银杏叶采摘机设计

2021-08-20王中流张善文

机械工程与自动化 2021年3期

王中流，张善文

(扬州大学机械工程学院，江苏扬州 225127 )

0 引言

银杏叶具有较高的药用价值，对许多疾病有着较好的治疗效果，银杏叶收获可为医药企业生产银杏制剂提供重要原料[1]。目前，银杏叶采摘方式仍然是以人工采摘为主，采摘效率低，劳动强度大[2]。虽然市场上出现了部分银杏叶采摘机械，但大多是单株采摘，采摘效率仍然较低[3-5]，成本也较高，低效的银杏叶采摘模式严重制约了相关产业的发展。为提高银杏叶采摘效率，本文设计了一种对辊式银杏叶采摘机，并对其结构和工作原理进行了介绍。

1 对辊式银杏叶采摘机结构设计

对辊式银杏叶采摘机主要由行走机构、采摘执行机构和收集装置三大部分组成，其整体结构见图1。

1-行走机构；2-采摘执行机构；3-收集装置

1.1 行走机构设计

行走机构包括皮带传动结构1、履带轮结构2、第一电机3、底板4、支撑架5、控制箱6、顶板7、微调螺杆8和螺母9，如图2所示。皮带传动结构1的一端与第一电机3的输出轴连接，皮带传动结构1的另外一端与履带轮结构2的输入轴连接，第一电机3固定设置在底板4上，支撑架5的底端与底板4固定连接，支撑架5另一端与顶板7固定连接，控制箱6固定设置在顶板7上，微调螺杆8固定设置在顶板7下方，螺母9与微调螺杆8通过螺纹连接。

1-皮带传动结构；2-履带轮结构；3-第一电机；4-底板；5-支撑架；6-控制箱；7-顶板；8-微调螺杆；9-螺母

1.2 采摘执行机构设计

采摘执行机构由桁架1、桁架连接梁2、竖直架3、第二电机4、电机座5、联轴器6、轴承7、轴承座8、电机支撑架9、旋转滚筒10、落叶箱11和采摘圆棒12构成，其结构如图3所示。旋转滚筒10和采摘圆棒12共同构成了旋转采摘手结构，采摘圆棒12呈阵列式分布固定设置在旋转滚筒10上，桁架1与桁架连接梁2固定连接，竖直架3固定安装于桁架连接梁2下方，轴承7安装在旋转滚筒10的阶梯轴上，轴承7安装在轴承座8中，轴承座8通过螺栓固定安装在竖直架3外侧，第二电机4固定设置在电机座5上，电机支撑架9通过螺栓固定安装在电机座5下方，同时与竖直架3固定连接，旋转滚筒10通过联轴器6与第二电机4的输出轴转动连接，落叶箱11通过螺栓固定安装在竖直架3内侧。

1.3 收集装置设计

收集装置由出风口1、风扇2、防护网3、第三电机4、收集箱盖5、收集箱6、落叶筛7和吸叶管8构成，如图4所示。收集箱盖5中部开有通孔，第三电机4固定设置在收集箱盖5上方，第三电机4的输出轴穿过通孔与风扇2转动连接，防护网3固定设置于收集箱盖5内侧，风扇2放置于防护网3内部，落叶筛7固定安装在收集箱6内部，吸叶管8一端固定设置在收集箱6的上部、另一端固定设置在采摘执行机构的落叶箱11底部，收集箱盖5设置有出风口1。

1-桁架；2-桁架连接梁；3-竖直架；4-第二电机；5-电机座；6-联轴器；7-轴承；8-轴承座；9-电机支撑架；10-旋转滚筒；11-落叶箱；12-采摘圆棒

2 对辊式银杏叶采摘机工作过程

对辊式银杏叶采摘机具体工作过程如下：图1中的行走机构1搭载采摘执行机构2和收集装置3实现行走功能；图3中的采摘执行机构左右两侧承对称式分布，结构组成相同，中间留有银杏树通道，银杏树进入采摘通道，采摘圆棒12随旋转滚筒10旋转工作，使银杏叶在旋转惯性力的作用下从树干上脱落，可以完成银杏叶一次性采摘工作，微调螺杆可调节采摘执行机构到地面距离，满足不同树龄的银杏叶采摘工作，银杏树通道两侧各有一对旋转滚筒10，通道两侧的旋转滚筒上的采摘圆棒12呈交错分布，扩大与银杏叶的接触，采净率高，左侧旋转滚筒10均为顺时针转动，右侧旋转滚筒均为逆时针转动，有利于将银杏叶向下打落进落叶箱；在图4中，第三电机4工作，在第三电机4作用下银杏叶会通过吸叶管8被抽送至收集箱6中，至此完成银杏叶的采摘与收集工作。