新型可調(diào)式筷子分揀機(jī)說明書

1、全國(guó)大學(xué)生系列科技競(jìng)賽學(xué)術(shù)競(jìng)賽新型可調(diào)式筷子分揀機(jī)設(shè)計(jì)人員: 指導(dǎo)老師：2014-9-20摘要全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，簡(jiǎn)稱挑戰(zhàn)杯。再設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程中特別注重設(shè)計(jì)的方法及其實(shí)用性。作品的設(shè)計(jì)做到有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性；設(shè)計(jì)過程中綜合考慮產(chǎn)品背景、材料 、加工 、制造成本應(yīng)用前景等方面因素。我們借鑒了模型化設(shè)計(jì) 、優(yōu)化設(shè)計(jì) 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)發(fā)發(fā)明理論方法；采用了SOLIDER WORKS 、VC等軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品的設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段：方案設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、模型檢驗(yàn)、實(shí)物調(diào)試。通過每一階段的深入分析、層層把關(guān)，是我們的設(shè)計(jì)盡可能向最優(yōu)設(shè)計(jì)靠攏。方案設(shè)計(jì)階段根據(jù)該筷子分揀機(jī)的功能要求我

2、們把該機(jī)構(gòu)分為筷子收集斗、電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、篩子篩選機(jī)構(gòu)、二次傳送、分揀箱等五個(gè)模塊，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。分別針對(duì)每一個(gè)模塊進(jìn)行多方案設(shè)計(jì)，通過綜合對(duì)比選擇出最優(yōu)的方案組合。我們的方案為：筷子收集斗上設(shè)有壓力傳感器，電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接單片機(jī)并受傳感器信號(hào)控，制，篩子篩選機(jī)構(gòu)采用偏心曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，二次傳送采用特殊帶棱履帶并傾斜安裝，分揀箱中間部位設(shè)有垂直擋板。技術(shù)設(shè)計(jì)階段我們先對(duì)方案進(jìn)行理論分析，進(jìn)行能源消耗分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、傳感器靈敏度分析等。進(jìn)而得出了筷子分揀機(jī)的具體參數(shù)。電機(jī)和傳感器型號(hào)的確定。在實(shí)體建模的基礎(chǔ)上對(duì)每一個(gè)零件進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)。綜合考慮零件材料性能、加工工藝、成本等。該機(jī)

3、構(gòu)所用零件大多是標(biāo)準(zhǔn)件，、可以購(gòu)買，同時(shí)除部分要求加工精度高的部分需要特殊加工外，大多數(shù)都可以通過手工加工出來。因?yàn)榭曜邮芰Σ淮?，因此模型采用亞克力板和板用膠接完成。簡(jiǎn)化模型上的零件及零件裝配。調(diào)試過程會(huì)通過微調(diào)曲面弧度、微調(diào)傳感器感應(yīng)點(diǎn)、調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速及擋板距離等方式改變?cè)摍C(jī)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上驗(yàn)證筷子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律同時(shí)確定機(jī)構(gòu)的最優(yōu)參數(shù)。關(guān)鍵字：新型筷子分揀機(jī) 參數(shù)化設(shè)計(jì) 軟件輔助設(shè)計(jì) 微調(diào)機(jī)構(gòu) 靈敏度分析目錄1、 設(shè)計(jì)任務(wù)書·············&#

4、183;·····································32、 電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算··········&

5、#183;···················4傳感器的選擇和計(jì)算····························

6、83;3、 傳動(dòng)方案的擬定···············································54、 整

7、個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的選擇和計(jì)算·······························75、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算··············

8、;·····································136、 的選擇···········

9、83;···········································187、 其他，如裝配、拆卸、安裝、使用和維護(hù)··

10、3;······························208、 參考資料··················&

11、#183;········································219、 總結(jié)········

12、··················································

13、·····22方案設(shè)計(jì)通過該機(jī)構(gòu)完成筷子的掉頭自動(dòng)分揀。為了得到令人滿意方案，采用擴(kuò)展性思維設(shè)計(jì)每一個(gè)模塊，尋求多種可行的方案和構(gòu)思。設(shè)計(jì)背景與內(nèi)容簡(jiǎn)介：現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校、部隊(duì)、員工食堂和餐廳就餐用的筷子都是多次回收利用的，對(duì)筷子進(jìn)行清洗，消毒，最后由人工理順其大小頭后進(jìn)行整理或無菌包裝。這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率低下。而且由于用手工整理筷子，整理過程中很容易使筷子再次被污染。新型筷子分揀機(jī)是集自動(dòng)分揀整理裝箱為一體的分揀筷子機(jī)器。它融機(jī)械原理、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等多方面的知識(shí)于一身。根據(jù)筷子兩頭粗細(xì)不同，質(zhì)量不同的特點(diǎn)實(shí)行分揀，能夠快速準(zhǔn)確地

14、把筷子由散亂排布變成方向一致整齊排布。此裝置還可根據(jù)實(shí)際筷子長(zhǎng)度調(diào)節(jié)尺寸，應(yīng)用廣泛，可適用于食堂、餐廳等餐飲場(chǎng)所。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一種新型筷子調(diào)頭分揀機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架上固定有盛放筷子的料斗，出料口一側(cè)固定有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)且相對(duì)設(shè)置傳送帶一，放置在料斗側(cè)面的壓力傳感器檢測(cè)料斗側(cè)壁上的壓力，通過控制電路來控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止。傳送帶一末端下方設(shè)置整理筷子的篩子，篩子底部設(shè)有長(zhǎng)度與筷子稍長(zhǎng)且等距離平行排布的若干細(xì)管，篩子由電機(jī)帶動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)控制，通過往復(fù)運(yùn)動(dòng)來篩選整理筷子。使篩子里的筷子能夠以合適的速度且平行于篩孔的方向水平落在篩子正下方的傳送帶二上。傳送帶二的傳送方向沿水平方向向下偏離515度，其外側(cè)固

15、定有一對(duì)對(duì)稱的擋板用以矯正筷子的方向使其居中的。在傳送帶二的末端設(shè)有一對(duì)可對(duì)稱調(diào)節(jié)間距的擋板二，能夠通過調(diào)節(jié)適應(yīng)各種尺寸的筷子，傳送帶二的外表面上帶有一周形狀特殊的對(duì)稱的凸槽，傳送帶二的末端設(shè)有筷子分揀箱，分揀箱中間有豎直放置的平衡板，平衡板位于傳送帶的正中間，分揀箱下端出口接收納箱。新型可調(diào)式筷子分揀機(jī)設(shè)計(jì)過程及計(jì)算說明一電動(dòng)機(jī)的選擇及計(jì)算電機(jī)的功率計(jì)算及扭矩計(jì)算。帶輪上槽數(shù)為k=9，相鄰兩槽之間的夾角為，傳送帶始端帶輪的角速度1，半徑為r1，線速度為1，轉(zhuǎn)速為n1；傳送帶末端的帶輪的角速度為2，半徑為r2，線速度為2；傳送帶上槽數(shù)為N，傳送帶，傳送帶上的筷子數(shù)，傳送帶軸，篩子的質(zhì)量分別為m

16、1m2m3M。有用功為p1，效率為，總功為p總。電機(jī)的扭矩為Me。由此確定電機(jī)的扭矩，以選擇電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸。1. 溢滿自動(dòng)啟動(dòng)裝置：當(dāng)槽內(nèi)筷子高度到達(dá)一定時(shí)，觸碰壓力傳感器，壓力傳感器發(fā)送信號(hào)到單片機(jī)，由單片機(jī)控制電機(jī)傳送帶的啟動(dòng)。2. 特殊篩子篩選裝置： 該裝置分為底部和支架兩部分，該篩子底部由N個(gè)特殊排列的圓柱桿構(gòu)成，由對(duì)心曲柄滑塊帶動(dòng)篩子沿篩子支架的滑槽進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，把落下的筷子推到篩子支架前后兩端，通過支架的前后擋板阻擋而達(dá)到使筷子沿篩子的空隙水平落下的目的。3.1.2運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模型篩子的往返運(yùn)動(dòng)采用偏心曲柄滑塊結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。利用反轉(zhuǎn)法計(jì)算曲柄滑塊的數(shù)據(jù)。曲柄長(zhǎng)度為a，連桿長(zhǎng)度為b，偏心距

17、為e，行程速度比為k，極位夾角為。的長(zhǎng)度為，與機(jī)架M（與曲柄相連）在的投影上點(diǎn)的距離為x。由于空間問題，設(shè)計(jì)縱向運(yùn)動(dòng)范圍（a+e）最小。a=e=57，b=135，a+e=57+57=114；3. 帶棱皮帶: 傳送帶上有很多突起的兩邊對(duì)稱水平的小棱，該傳送帶在安裝時(shí)與水平方向有一定夾角，能夠使少量不太水平的筷子在行進(jìn)中因受重力的分力打滑而趨向于水平，進(jìn)一步提高了準(zhǔn)確率。4. 分揀筷子長(zhǎng)度可調(diào)： 通過旋轉(zhuǎn)機(jī)身兩側(cè)的旋鈕使兩個(gè)擋板二之間的距離增大或減小，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同長(zhǎng)度筷子的分揀。5. 自動(dòng)分揀箱：筷子經(jīng)過重力分揀設(shè)施后，可以沿著有特別弧度的曲面以大頭向外的方向整齊地進(jìn)入筷子收納箱。產(chǎn)品性能和特點(diǎn)新型筷子分揀機(jī)是集自動(dòng)分揀、整理裝箱為一體的分揀筷子機(jī)器。它融機(jī)械原理、電動(dòng)原理、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技