椰子轮廓自动修剪机1.doc

大学 课 程 论 文 题 目：椰子轮廓自动修剪机的设计 学 号： 姓 名： 年 级：级 学 院：学院 专 业：机械设计制造及其自动化 指导教师：老师 完成日期：年月日 椰子轮廓自动修剪机的设计 摘要：一台椰子自动修剪机原型已经完成了设计，建造，测试和评估。使用功能的机制为，尖斜刀在垂直平面平移运动来修剪被夹紧和绕着垂直轴旋转的椰子。机组件包括1个主框架，1个侧面修剪台，1个脊顶修剪台，1个底部切割台，1个旋转底座，3个椰子固定夹，电气连接滑环，电源驱动器和可编程序电子控制。在实验中，未切边的椰子不断被送入三个分开的椰子固定夹。它们交替传送着通过侧面修剪、脊顶修剪和底部修剪的椰子。椰子固定夹按顺序，不断围绕着每个修剪机构装置旋转。 关键词：椰子、物理特性、修剪平台 1、前言 “Namhom”椰子深受国际喜爱。椰子由一个封闭的外壳，里面含有果肉、果汁。通常情况下，为了方便搬移椰子，椰子都被手动修剪成一个五边形轮廓。手动修剪需要相当的体力和一个非常大的锋利刀，因而是一个危险的过程。与手工修剪相关的其他问题还有：熟练劳动力的短缺和需要相当长时间的修剪过程。 该机器基于车床切削机原理，由侧面修剪刀、脊顶修剪刀、底部修剪刀和夹紧机构的车床机组成。为了享用椰子的肉和汁，无论手动还是机械加工，椰子都必须被打开。修剪过程中，手动开启需要使用大而锋利的刀、大量体力，并增加了受伤的风险。机器切口的理念是通过一固定不动的刀来剪切旋转中的椰子。椰子自动修剪机的进一步发展的挑战是工作相比于手动操作更好更快。因此，本研究旨在开发一个新型的椰子轮廓自动修剪机，可以快速有效地处理椰子。 2、材料和方法 2.1 未修剪的及已修剪的椰子的物理特性的测定 2.1.1 椰子样品的物理特性 准备大量完全成熟的“Namhom”品种椰子。使用游标卡尺（图1和图2）来测量每一个完整椰子的直径D和高度H 。然后测量每个被修剪的水果样品的物理特性（水果高度h1，脊顶高h2，脊顶边缘直径dh，底部直径db）。完好未被修剪的和已被修剪的样品切片沿轴干，用锯子和一个大型的锋利的刀剖开（图2）。在此之后，将一半选定出的并水平安放的样品测量椰子的尺寸。测量未修剪的椰子时，步骤类似于已修剪的椰子。以上所述的物理特性的知识对于椰子自动修剪机的设计是必不可少的。 完整名单的特点如下： 对于未被修剪的椰子（单位：mm） 对于已修剪椰子（单位mm） H=外表面高度 h1=高度 D=外表面直径 h2=脊顶边缘平均高度 h=外壳高度 d=外壳直径 d=外壳直径 h=外壳高度 b1=底部到外壳的垂直距离 dh=脊顶边缘直径 b2顶部到外壳的垂直距离 db=底部直径 a1左侧到外壳的水平距离 j1=脊顶尖到外壳的垂直距离 a2右侧到外壳的水平距离 j2=底部到外壳的垂直距离 k=脊顶边缘到外壳的平均水平距离 l=侧面到外壳最薄处平均水平距离 m=脊顶到外壳最薄处平均垂直距离 n=脊顶边缘到底部的平均距离 γ=脊顶角 β=基角 图1 未修剪的椰子图像（a）和已修剪的椰子图像（b） 图2 未修剪椰子剖面尺寸(a)和已修剪的椰子剖面尺寸(b)。 编号 名称 1 主架 2 侧面修剪平台 3 脊顶修剪平台 4 输入输出及底面修剪平台 5 旋转底盘 6 椰子固定夹 7 椰子压紧套 8 电气连接滑环 9 电动马达 10 电气控制 图3 椰子轮廓自动修剪机原型 在确定相关的物理特性后，机械修剪过程是根据在Solid Works 软件（达索系统公司的SolidWorks）模拟完成的。 2.2 设计。 设计概念是通过在一个垂直平面倾斜平移的道具来修剪被夹紧和垂直旋转的椰子。 原型（图3）包括三个相隔120°外壳修剪平台，这三个平台安装在固定的沿着旋转底座（转盘）外围的主框架上的，侧面修剪平台、脊顶修剪平台与底部修剪平台。在安装转盘上每隔120°安装三个相同的椰子固定夹。每个椰子固定夹包括一个顶部夹套和底部夹套。 底部中间由一个圆形平台组成，底部四周被三个可移动的爪包围。每个爪内衬泡沫橡胶，用以减少对椰子的伤害。爪可以打开或关闭，以便于侧面修剪和脊顶修剪的刀具修整。顶部夹套是用于固定椰子固定夹上的椰子。顶部夹套包括轴，弹簧，限位开关，以及直流电动机驱动的传动轴。 弹簧，限位开关和电机安装在尾端覆盖着橡胶锥的轴上。这个锥的功能是收紧椰子顶部，或修剪椰子的脊顶。弹簧用来压缩椰子，而限制开关控制压缩过程