新型可調(diào)式筷子分揀機說明書

1、全國大學(xué)生系列科技競賽學(xué)術(shù)競賽新型可調(diào)式筷子分揀機設(shè)計人員: 指導(dǎo)老師：2014-9-20摘要全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽，簡稱挑戰(zhàn)杯。再設(shè)計產(chǎn)品的過程中特別注重設(shè)計的方法及其實用性。作品的設(shè)計做到有系統(tǒng)性規(guī)范性和創(chuàng)新性；設(shè)計過程中綜合考慮產(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 、優(yōu)化設(shè)計 、系統(tǒng)設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計發(fā)發(fā)明理論方法；采用了SOLIDER WORKS 、VC等軟件進行輔助設(shè)計。該產(chǎn)品的設(shè)計分為三個階段：方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、模型檢驗、實物調(diào)試。通過每一階段的深入分析、層層把關(guān)，是我們的設(shè)計盡可能向最優(yōu)設(shè)計靠攏。方案設(shè)計階段根據(jù)該筷子分揀機的功能要求我

2、們把該機構(gòu)分為筷子收集斗、電機傳動機構(gòu)、篩子篩選機構(gòu)、二次傳送、分揀箱等五個模塊，進行模塊化設(shè)計。分別針對每一個模塊進行多方案設(shè)計，通過綜合對比選擇出最優(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，電機傳動機構(gòu)連接單片機并受傳感器信號控，制，篩子篩選機構(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)計階段我們先對方案進行理論分析，進行能源消耗分析、運動學(xué)分析、動力學(xué)分析、傳感器靈敏度分析等。進而得出了筷子分揀機的具體參數(shù)。電機和傳感器型號的確定。在實體建模的基礎(chǔ)上對每一個零件進行詳細(xì)的分析設(shè)計。綜合考慮零件材料性能、加工工藝、成本等。該機

3、構(gòu)所用零件大多是標(biāo)準(zhǔn)件，、可以購買，同時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。因為筷子受力不大，因此模型采用亞克力板和板用膠接完成。簡化模型上的零件及零件裝配。調(diào)試過程會通過微調(diào)曲面弧度、微調(diào)傳感器感應(yīng)點、調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速及擋板距離等方式改變該機構(gòu)的參數(shù)進行試驗，在試驗的基礎(chǔ)上驗證筷子的運動規(guī)律同時確定機構(gòu)的最優(yōu)參數(shù)。關(guān)鍵字：新型筷子分揀機 參數(shù)化設(shè)計 軟件輔助設(shè)計 微調(diào)機構(gòu) 靈敏度分析目錄1、 設(shè)計任務(wù)書·············&#

4、183;·····································32、 電動機的選擇和計算··········&

5、#183;···················4傳感器的選擇和計算····························

6、83;3、 傳動方案的擬定···············································54、 整

7、個傳動系統(tǒng)運動和動力參數(shù)的選擇和計算·······························75、 傳動零件的設(shè)計計算··············

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

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

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

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

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

13、·····22方案設(shè)計通過該機構(gòu)完成筷子的掉頭自動分揀。為了得到令人滿意方案，采用擴展性思維設(shè)計每一個模塊，尋求多種可行的方案和構(gòu)思。設(shè)計背景與內(nèi)容簡介：現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校、部隊、員工食堂和餐廳就餐用的筷子都是多次回收利用的，對筷子進行清洗，消毒，最后由人工理順其大小頭后進行整理或無菌包裝。這種方法費時費力，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。新型筷子分揀機是集自動分揀整理裝箱為一體的分揀筷子機器。它融機械原理、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)等多方面的知識于一身。根據(jù)筷子兩頭粗細(xì)不同，質(zhì)量不同的特點實行分揀，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)實際筷子長度調(diào)節(jié)尺寸，應(yīng)用廣泛，可適用于食堂、餐廳等餐飲場所。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一種新型筷子調(diào)頭分揀機，包括機架，機架上固定有盛放筷子的料斗，出料口一側(cè)固定有由電機驅(qū)動且相對設(shè)置傳送帶一，放置在料斗側(cè)面的壓力傳感器檢測料斗側(cè)壁上的壓力，通過控制電路來控制電機的啟動、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)有長度與筷子稍長且等距離平行排布的若干細(xì)管，篩子由電機帶動的曲柄滑塊機構(gòu)控制，通過往復(fù)運動來篩選整理筷子。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、定有一對對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)有一對可對稱調(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)式筷子分揀機設(shè)計過程及計算說明一電動機的選擇及計算電機的功率計算及扭矩計算。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。電機的扭矩為Me。由此確定電機的扭矩，以選擇電機的驅(qū)動軸。1. 溢滿自動啟動裝置：當(dāng)槽內(nèi)筷子高度到達一定時，觸碰壓力傳感器，壓力傳感器發(fā)送信號到單片機，由單片機控制電機傳送帶的啟動。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個特殊排列的圓柱桿構(gòu)成，由對心曲柄滑塊帶動篩子沿篩子支架的滑槽進行往復(fù)運動，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到使筷子沿篩子的空隙水平落下的目的。3.1.2運動學(xué)分析模型篩子的往返運動采用偏心曲柄滑塊結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。利用反轉(zhuǎn)法計算曲柄滑塊的數(shù)據(jù)。曲柄長度為a，連桿長度為b，偏心距

17、為e，行程速度比為k，極位夾角為。的長度為，與機架M（與曲柄相連）在的投影上點的距離為x。由于空間問題，設(shè)計縱向運動范圍（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稱水平的小棱，該傳送帶在安裝時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中因受重力的分力打滑而趨向于水平，進一步提高了準(zhǔn)確率。4. 分揀筷子長度可調(diào)： 通過旋轉(zhuǎn)機身兩側(cè)的旋鈕使兩個擋板二之間的距離增大或減小，實現(xiàn)對不同長度筷子的分揀。5. 自動分揀箱：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入筷子收納箱。產(chǎn)品性能和特點新型筷子分揀機是集自動分揀、整理裝箱為一體的分揀筷子機器。它融機械原理、電動原理、傳感器技術(shù)、自動控制技