菠萝采摘机的总体结构方案设计案例综述
1.1设计思路
菠萝采摘机构的研究参阅的资料很少。针对菠萝的采摘机构，大部分都是在专利中体现出来的，目前查询的资料中大部分是以切断、定位、回收为主的三种方向设计思路。菠萝的生长形状和物理特征，对于目前果农的三种采摘方式，设计出一种适用于菠萝田作业的菠萝采摘装置，由于设计涉及到的知识比较广，这次设计主要对机构机构进行设计仿真分析，其它的就不做详细解释。
1.2采摘车结构分析
菠萝采摘车系统一般由电力系统、车身、行走机构、驱动单元、车辆电源、、安全管理系统等组成。
（1）动力系统：包括电源和电机单元。在正常情况下，自动采摘车所使用的电源是电池。该电源系统可用于由多辆采摘车组成的运输系统，并与外部充电器相互配合作用，在运行过程中完成实时充电，提高系统效率、降低运输成本[6]。
（2）车身结构：包括分系统各装置的框架及支撑安装装置。根据输送机的性质，机架应具有良好的缓冲性能和高负荷能力。在这部分的设计中，首先要做的就是尽量减采摘车身的重心，因为它满足了各个部分的功能设计，比如结合整个车身的结构，轴承的稳定性，紧凑性和美观性。最后，完成车身的结构设计。
（3）行走机构：包括发动机和车轮。采摘车的轮数可根据当地情况计算。如果工作环境和刚度要求不是很高，可以开发三轮和四轮输送机。根据对车辆的具体要求，车轴的数量可能会相应增加。
（4）自动输送系统：机动车辆的设计主要是为了解决人员和设备投入大的问题，其目的是自动控制车辆。因此，设计自动导向模块是输送机结构的主要组成部分。自动引导方法通常分为固定跟踪、半固定跟踪和非固定跟踪，这部分项目主要包括控制芯片编程项目和引导方法设计。
图1.1菠萝采摘机结构图
1.3传动方案
方案一:
带传动带力传动机构由上下两个转动皮带轮轴和另一条被紧紧缠绕连接在前后两个运动皮带轮轴心上的传动机皮带轴组成,它需要利用旋转皮带轴线与旋转皮带轮之间传递的径向摩擦力差来同时传递运动载荷和动力。带网传动大致可再分为摩擦网传动类和网状带传动类两大支类。摩擦传动式离合器是离合器利用机械传动带轮与运动皮带轮轴之间摩擦的相对摩擦力变化来进行各种运动信号和动力传递的方式。齿轮传动式联轴器是一种指齿轮通过连接皮带齿轮上的啮合齿片和传动皮带轮联轴器上啮合的啮合齿槽联接来同时传递齿轮运动扭矩和机械动力连续输出的同步啮合皮带机械传动器。这种制动设计还考虑到轮胎需要用来适应一些恶劣路况的工作,避免路面因皮带和传动部分的机械动力所造成路面打滑或者路面阻力过大。
方案二:
链传动链传动机车(chaindrive)的主要组成是主动链轮驱动车链(chainwheel)轮、链条轮(chain)轮、从传动链轮等零件。链轮具有两个特定长度的锯齿形,链条套装连接在主动链轮上和一个从动主链轮上。工作运转时,通过传动链条末端的链节齿与传动链轮轮齿面的机械啮合连接来同时传递齿轮运动信息和机械动力。
链传动具有下列特点:
(1)链桥传动的结构形式较钢带牵引传动形式更紧凑,承载负荷能力要求更大。
(2)链块传动系统有较为准确合理的平均链传动比,无滑动磨损现象,但链传动系统平稳性能差,工作平稳时偶有噪声。
(3)可防止在室外温度相对较高、灰尘成分相对较多、湿度也较大的不良气体环境状态下的安全程度较低的工作。
(4)低速时能传递较大的载荷。
(5)安装焊接精度的要求较高高,制造的成本要求也较高。方案三:齿轮传动齿轮系是一种机械传动装置,它使用齿轮副来传递运动(或)动力。齿轮啮合副轴中相邻的同一对啮合齿轮中的两个齿轮交替着互相接触,从而可以达到一定程度上规律要求的一种相对连续运动过程中相互啮合齿轮的啮合形状。齿轮链传动系统主要有以下优点和缺点。
优势：
（1）保证瞬时齿轮比恒定，性能可靠性高，传动运动精确。
（2）宽范围的发射功率和外围速度。
缺陷：
（1）运行时的振动、冲击和噪音。
（2）变速箱安装要求高；
（3）不能进行无级调速。
综上所述，本次设计的采摘车的传动丰负荷并不是很大，皮带传动即可满足要求，因此本次设计采用皮带传动装置。