蔡佳麟，劉學文，魏波，孫志偉，郝美娟，劉敏

（廣州華夏職業(yè)學院，廣東廣州510935）

可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機的設(shè)計與建模

蔡佳麟，劉學文，魏波，孫志偉，郝美娟，劉敏

（廣州華夏職業(yè)學院，廣東廣州510935）

香蕉產(chǎn)業(yè)鏈為我國嶺南地區(qū)帶來了巨大的經(jīng)濟收益。但因種植地況復雜、加工工藝落后、蕉梳采摘后各加工環(huán)節(jié)無法緊密承接，導致部分香蕉因無法及時進行加工而損壞了蕉面品相，降低了銷售效益。針對嶺南地區(qū)香蕉產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，設(shè)計研發(fā)了可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機。該機器將蕉梳的清洗、風干、保鮮劑的噴涂“三位一體”化，結(jié)構(gòu)緊湊，可拆卸整機，分模塊于田間移動。

蕉梳清洗噴涂一體機；可拆卸；田間移動

我國嶺南地區(qū)氣候適宜，擁有大面積的香蕉種植林，香蕉產(chǎn)量大，因缺少可適應(yīng)田間復雜地形的機械設(shè)備[1]，無法將蕉梳的各加工環(huán)節(jié)緊密承接，蕉梳加工時間較長，工作效率低，導致香蕉外表皮極易長黑斑，降低香蕉的商品價值[2]。針對我國嶺南地區(qū)香蕉種植區(qū)域的現(xiàn)狀，利用現(xiàn)有虛擬建模技術(shù)，設(shè)計研發(fā)了可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機，打破現(xiàn)有蕉梳清洗機械的設(shè)計技術(shù)。該一體機較容易適應(yīng)田間地形，可一次性完成蕉梳的清洗、風干與蕉把的保鮮劑噴涂三個加工環(huán)節(jié)，用時短，對香蕉外觀品相保護效果好。

1 可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機建模設(shè)計

1.1 組成與設(shè)計要求

如圖1所示，可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機主要由蕉梳清洗池、蕉梳傳送及其風干裝置、蕉梳蕉把保鮮噴涂裝置組成。其中蕉梳蕉把保鮮噴涂裝置主要由雙傳送帶、萬向輪、支架固定擋板、連接板、支架、電控箱、小型電機、保鮮劑水泵構(gòu)成。

圖1 可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機主要模塊

如圖2所示，蕉梳蕉把保鮮噴涂裝置中的支架固定擋板通過擋板連接架連接在一起，雙傳送帶支撐架固定在擋板連接架最上面起支撐作用，支架通過連接板與支架固定擋板緊固連接。傳動軸通過傳動軸緊固裝置安裝在支架固定擋板側(cè)面并與減速器、小型電機形成傳動連接，齒輪通過平鍵安裝在傳動軸上，雙傳送帶則與齒輪形成嚙合傳動關(guān)系。噴嘴、軟管與保鮮劑水泵相連為一體并安裝在保鮮劑溶劑槽中，保鮮劑溶劑槽安裝在交錯穿插安裝的擋板連接架之間。帶剎萬向輪和無剎萬向輪安裝在支架底部。

圖2 蕉梳噴涂機結(jié)構(gòu)圖

1.2 總體設(shè)計

可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機主要由蕉梳清洗池、蕉梳清洗時間控制裝置、蕉梳傳送及其風干裝置、蕉梳蕉把保鮮噴涂裝置與控制單元搭建而成，結(jié)構(gòu)如圖1、圖2、圖3所示。

圖3 可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機結(jié)構(gòu)圖

1.3 工作流程

如圖2、圖3、圖4所示，香蕉落梳后，將蕉梳置于裝水后的清洗池中，高壓泵啟動，向清洗池中泵水，通過循環(huán)管路從底部泵入形成混流，另通過分流泵入噴淋管道，從而對蕉梳進行上下無損傷清洗；清洗后水由清洗池底部的過濾器回到水泵，形成循環(huán)。洗凈后的蕉梳被清洗池底部形成的混流帶向傳送鏈板網(wǎng)帶，進行傳送與風干，最終被傳送至噴涂裝置。

圖4 保鮮劑噴涂裝置結(jié)構(gòu)圖

然后保鮮劑水泵啟動，保鮮劑通過軟管、噴嘴形成噴淋狀態(tài)；啟動小型電機，在減速器的作用下帶動傳動軸和齒輪穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，此時雙傳送帶與齒輪形成嚙合開始傳送，風干后的蕉梳置于雙傳送帶上，蕉把朝下，蕉梳在雙傳送帶的作用下往終端傳送，在此過程中保鮮劑會通過噴淋涂抹在蕉把上，防止蕉把褐變。蕉梳最終被傳送至保鮮噴涂裝置的終端進行包裝與裝箱。

1.4 使用特點

（1）該清洗噴涂一體機將蕉梳的清洗、風干和保鮮劑的噴涂三個功能一體化，使其結(jié)構(gòu)緊奏，操作方便。

（2）一體機作業(yè)時，能使各環(huán)節(jié)承接緊密，降低加工時間，對蕉梳的品相起到較好保護作用。

（3）簡化了結(jié)構(gòu)，整機可分模塊拆卸，并裝置萬向輪，方便設(shè)備于田間移動。

2 可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機的虛擬裝配設(shè)計

2.1 零部件建模

可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機的主要模塊有蕉梳清洗池、蕉梳傳送及其風干裝置、蕉梳蕉把保鮮噴涂裝置等，其模塊和主要零部件建模如圖1、圖5、圖6所示。

圖5 雙傳送帶

圖6 傳送裝置安裝軸

2.2 虛擬安裝

將可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機所需零件進行三維虛擬建模后，在三維環(huán)境下進行三維虛擬裝配，可得到蕉梳清洗噴涂一體機整機的三維模型效果圖，如圖7所示。

圖7 可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機整機三維模型

3 生產(chǎn)工程圖

裝配好可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機整機模型后，在三維環(huán)境下可讓其自動生成工程圖紙，提高設(shè)計研發(fā)的效率。由于該機器裝配圖過大，本文截取其中一部分作為示例，如圖8所示。

圖8 可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機裝配圖

因處于設(shè)計階段，未生產(chǎn)實物。為了優(yōu)化蕉梳清洗池水管與噴嘴的排布，設(shè)計并進行了蕉梳所能承受水壓試驗、各類噴嘴不同高度下噴灑面積與沖力測試，得出以下主要參數(shù)。

主要技術(shù)參數(shù)：

噴淋系統(tǒng)中水柱沖刷力（N）：<10

噴嘴底部與水面垂直距離（mm）：>110

噴嘴選型：83°實心錐形噴嘴、混流噴嘴

4 結(jié)束語

（1）可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機巧妙地將蕉梳的清洗、風干和保鮮劑的噴涂三大功能結(jié)合，結(jié)構(gòu)緊奏，操作方便快捷；另以電作為動力單元，在種植區(qū)域內(nèi)易于實現(xiàn)。

（2）在其作業(yè)時，各加工環(huán)節(jié)能夠緊密承接，以達到降低加工時間的目的，對蕉梳的品相起保護作用。其解決了傳統(tǒng)作業(yè)時，蕉梳于空氣中滯留時間過長，導致蕉梳蕉把褐變速度加快，同時增加了香蕉外表皮長黑斑的風險，降低蕉梳商品價值降低等問題。

（3）該機器結(jié)構(gòu)簡單，可將整機按模塊拆卸，裝置萬向輪，方便設(shè)備于田間移動，可以實現(xiàn)香蕉落梳后立馬進行清洗、風干、蕉把保鮮、包裝及裝箱的目的，進一步降低蕉梳在空氣中的滯留時間。

（4）同時，使用三維虛擬技術(shù)對可拆卸移動式田間蕉梳清洗噴涂一體機整機進行三維建模及虛擬設(shè)計，提高了設(shè)計效率，且可自動將三維模型生成工程圖紙，方便研發(fā)與加工工作。

[1]農(nóng)志榮．我國香蕉采后處理現(xiàn)狀及應(yīng)注意的問題[J]．廣西熱帶農(nóng)業(yè)，2009，120（1）：17－20．

[2]林醒華．提高香蕉商品質(zhì)量的途徑[J]．福建果樹，1990（4）：34－35．

Design and Modeling of a Detachable Movable Banana Cleaning Machine

CAI Jia-lin，LIU Xue-wen，WEI Bo，SUN Zhi-wei，HAO Mei-juan，LIU Min
（Guangzhou Huaxia Technical College，Guangzhou Guangdong 510935，China）

Banana industry chain has brought huge economic benefits to the lingnan area.Due to the complex planting conditions，backward processing technology，the processing can not be closely，part of the banana can not be processed in a timely manner，the appearance of the some bananas were damaged，economic benefits are also reduced.According to the present situation of banana industry in lingnan area，a detachable movable banana cleaning machine is designed and developed.This machine can be a one-time cleaning of bananas，air drying，preservation.It also can disassemble the whole machine，and can be divided into a module to move in the field.

banana cleaning spraying machine；removable；be able to adapt to the terrain

S233.3

A

1672-545X（2017）06-0158-03

2017-03-01

蔡佳麟（1989-），男，廣東澄海人，碩士研究生，教師，主要從事機電一體化方面的研究工作。