发布时间 : 星期日 文章多自由度电动桑叶采摘器更新完毕开始阅读
电机实物图
三、最终完成的实物外观效果图
第三章 设计参数及理论计算
一、设计参数
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3.1.1.所选电动机参数
电动机型号 同步转速/额定（r/min） 功率/kw 1500 0.55 满载转速/堵转转矩 （r/min） 额定转矩1390 2.4 功率最大转矩 因数额定转矩ρ 2.3 0.76 Y80M1-4 3.1.2.机器设计参数
多自由度电动桑叶采摘器伸直后整体尺寸拟设计为400mm×300mm×2400mm，其创新点在于支撑杆与机架杆可以实现伸缩和360°旋转，同时支撑杆与刀具也能实现30°至270°旋转，从而实现了机构的多自由度，加大工作面积。为了使整个设备轻便小巧，降低桑农的劳动强度，适合丘陵等地形作业，支撑架的直径设计为60mm，机架杆的直径设计为80mm。为了刚好符合桑叶采摘要求，刀具的尺寸设计为150mm×100mm。 二、受力分析与计算
由上述电动机参数可知额定功率为P=0.55kW，满载转速n=1390 r/min，则机器正常工作时， 在没有剪切运动的情况下电机刀架受到的扭矩为：
三、各个构件的强度校核
受力构件的各应力应该小于其许用应力，在受到复合应力的做用时应用第三强度理论分析和计算，所用材料为45#钢，工作时主应力极小可忽略不计，故剪切力为主要因素，查得所用材料的许用切应力为[?]?315MPa，故
1）校核圆柱销（D1?20mm）的强度： 最大切应力为
4F4F482.983N?max,1???????3.522?105Pa?0.3522MPa??315MPa3A3?D23??0.022144故圆柱销强度满足使用要求。
2)校核轴（D2?25mm）的强度： 最大切应力为
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?max,2?4F4F482.983N??????7.081?105Pa?0,7081MPa??315MPa3A3?23?D2?0.025244故圆柱销强度满足使用要求。
由此可知，各部分结构强度均可满足使用要求。
第四章 工作原理及性能分析
一、工作原理
本多自由度电动桑叶采摘器是一台能够实现多自由度桑叶采摘的农用机械。
其工作原理为：行走机构由底部定位支撑架和4的支架滚轮组成。底部定位支撑架有四个支架滚轮，支撑着整个机器。带有支架滚轮的行走机构，可由桑农推动行走装置在桑园内，降低桑农的劳动强度。传动机构由偏心轮、滑块、固定滑槽组成，偏心轮作为传动机构的重要组成部件，当偏心轮转动时，由于偏心轮表面到转动中心的距离不同，从而推动滑块在固定滑槽内来回快速移动，保证了刀具的正常剪切动作，从而达到剪切掉桑叶的效果。多自由度支撑杆有两个支撑杆组成，支撑杆与机架杆折叠和伸缩装置不仅使移动行走方便，还可以减少机构在没使用时所占的空间。而且机架杆与杆可以实现伸缩和360度旋转，同时连杆与刀具也能实现360度旋转，从而实现了机构的多个自由度，这样一来就大幅度增大了机器的工作范围。刀具由上刀片、下刀片、调整上下刀片平行度和间距的调整螺钉、支撑架等组成。其核心设计在于调整上下刀片平行度和间距的调整螺钉，众所周知，若上下两刀片不平行或是间距过大，则不能实现剪切工作；若上下两刀片间距过小，则剪切时阻力将大大增加。刀具采用可拆装式，都由紧固螺钉定位在支撑架上。
二、结构及性能
本多自由度电动桑叶采摘器保证剪切桑叶的工作稳定性，避免意外情况的发
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生。选用合适材料，使各装置耐磨损，各部件接触的紧固，使用寿命更长久。选用适合的结构和材料制作本多自由度电动桑叶采摘器的自制专用刀具，保持整机的使用性能良好及特殊的加工要求。在兼顾可调性与使用性的前提下，使整机各部分机械传动结构紧凑，节省空间。安装方便并且使用操作简单，节省时间，易于维修和保养。
第五章 实验成果及展望
一、实验成果
本次广西高校大学生创新创业计划项目《多自由度电动桑叶采摘器》，经过指导老师的帮助及团队成员的共同努力下取得了以下的实验研究成果：
1、完成各执行构件之间的正常运转，实现作品预期功能并制造出物理样机一台。
2、正在受理发明专利一项，申请号分别为：201410150126.7。目前处于实审阶段。
3、荣获全国三维数字化创新设计大赛全国总决赛二等奖。
二、主要创新点
创新点一：多把小剪刀的刀具来剪桑叶，提高了采摘桑叶的效率。 创新点二：用偏心轮作为传动机构的重要组成部件，保证刀具的正常剪切动
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