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研究報(bào)告
推薦學(xué)校：
作品名稱：全自動(dòng)紅棗去核機(jī)
組 別：
所屬專業(yè)：
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：
團(tuán)隊(duì)其他成員：
指導(dǎo)教師：
申報(bào)時(shí)間：
全自動(dòng)紅棗去核機(jī)的研究報(bào)告
一、研究背景和意義
隨著紅棗產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和人們生活水平的日益提高，對(duì)紅棗加工技術(shù)水平的要求也越來越高，尤其是紅棗加工中去除棗核為加工的重要環(huán)節(jié)，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效果。目前,紅棗去核作業(yè)仍依賴于手工或十分簡陋的工具完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，不符合食品衛(wèi)生原則等，而且加工的產(chǎn)品質(zhì)量難以控制，經(jīng)常將棗皮和棗肉穿爛，造成極大的浪費(fèi)。操作不慎就會(huì)弄傷手部，對(duì)去核工人造成傷痛，十分危險(xiǎn)。
在國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了一些紅棗去核機(jī)，但大多數(shù)存在不足之處，諸如，適應(yīng)性差，即不能對(duì)直徑不同的紅棗進(jìn)行去核，需要人工進(jìn)行大小分揀后再去核；定位不準(zhǔn)確，去核時(shí)機(jī)器不能根據(jù)紅棗大小自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)棗核，導(dǎo)致去核不徹底，棗核殘留在棗肉里，食用時(shí)容易咯牙或扎傷口腔；加工外觀差，即被加工的紅棗往往被壓扁或者壓爛，影響成品率。這些缺陷使得機(jī)器去核的紅棗反而達(dá)不到手工去核的質(zhì)量和效果。
由于本身設(shè)備的問題導(dǎo)致大棗去核是一項(xiàng)比較棘手且相當(dāng)繁重的勞動(dòng)，此前大部分地區(qū)采用人工、簡易連桿、腳動(dòng)去核機(jī)、槽式去核機(jī)、轉(zhuǎn)盤式去核機(jī)等為大棗去核，這些設(shè)備工作時(shí)，由于大部分工作都需要人工來操作完成，而且本身設(shè)備的安全措施少，所以導(dǎo)致衛(wèi)生條件相對(duì)而言很差，生產(chǎn)效率也很低，一般來說每人一天的生產(chǎn)效率不會(huì)超過300Kg,無法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而且勞動(dòng)強(qiáng)度很大，每天的工作量以及工作時(shí)間都造成人體的超負(fù)荷工作。大棗去核機(jī)，主要用來為曬干的大紅棗去除棗核，同時(shí)保證棗肉的完整，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化，將勞動(dòng)力從效率低下勞動(dòng)強(qiáng)度大的大棗去核工作中解救出來。
二、 研究目的
本作品因?yàn)楹唵我撞僮?，體積小，所以十分方便放置，不需要占用太大的空間，不僅適應(yīng)于工廠類的加工環(huán)境，家庭使用也十分便利，特別是對(duì)于家里有老人和孩子的家庭更加的方便安全，而且本產(chǎn)品能保證紅棗的新鮮口感，不影響口感和烹飪針對(duì)性和實(shí)用性強(qiáng)，設(shè)備的工作運(yùn)行流程簡單，容易被人們接受，非常符合市場需求。近年來，隨著人民生活水平的不斷提高，勞動(dòng)力費(fèi)用在加工作業(yè)成本中所占的比例越來越高，人們對(duì)食品質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格。因此，開發(fā)性能優(yōu)良的去核機(jī)及其它前處理設(shè)備是形勢所需。
3、 研究方法
1.調(diào)查研究法
有計(jì)劃、有目的地到農(nóng)村進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，了解目前紅棗去核現(xiàn)狀及機(jī)械化設(shè)備的需求情況。
2.文獻(xiàn)查找法
通過網(wǎng)上搜索及查閱圖書資料，了解到國內(nèi)外現(xiàn)有的紅棗去核機(jī)和相關(guān)的實(shí)用新型專利技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行一定的分析，找出目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品存在的問題，并作為本研究技術(shù)改進(jìn)的依據(jù)。
3.歸納總結(jié)法
對(duì)掌握的文獻(xiàn)資料和調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)和科學(xué)分析，獲得第一手資料，形成了該機(jī)的技術(shù)指標(biāo)和性能指標(biāo)，并寫出課題研究的具體實(shí)施方案。
4.試驗(yàn)論證法
在研究過程中，我們對(duì)設(shè)計(jì)的三維模型進(jìn)行模擬試驗(yàn)，找出存在的問題，然后對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，再進(jìn)行試驗(yàn)，最后完善。
4、 研究內(nèi)容及主要成果
紅棗去核機(jī)的去核原理是利用沖管的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)來完成去核,利用旋轉(zhuǎn)物料盤的旬歇轉(zhuǎn)動(dòng)完成送棗的過程。本次所設(shè)計(jì)的紅棗去核機(jī)的動(dòng)作可分解為送料、沖核、沖棗三個(gè)步驟。
紅棗去核是利用一個(gè)壁厚艮薄的空心管插入到豎立的紅棗中，并且將紅棗穿透，棗核就被留在了空心管中，然后再使 用一個(gè)頂針將棗核從空心管中頂出， 完成去核。紅棗去核時(shí)要求紅棗要準(zhǔn)確的定位,而且必須是豎著放，否則將無法完成去核或去核不完整。紅棗去核時(shí)需要空心管做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，而送料機(jī)構(gòu)做間歇運(yùn)動(dòng)，兩者之間不能發(fā)生干涉，因此在本機(jī)的設(shè)計(jì)中采用了減速器輸出軸兩端同時(shí)輸出來防止干涉。采用兩端輸 出 的方式還能減少支撐點(diǎn)的數(shù)量，降低紅棗去核機(jī)的復(fù)雜程度，優(yōu)化了設(shè)計(jì).本次設(shè)計(jì)的是小型家用的去核機(jī)，所以送料機(jī)構(gòu)選用的是旋轉(zhuǎn)物料盤，采用手動(dòng)放紅棗。
五、圖片展示
5、 產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn)
創(chuàng)造性：紅棗去核時(shí)需要空心管做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，而送料機(jī)構(gòu)做間歇運(yùn)動(dòng)，兩者之間不能發(fā)生干涉，因此在本機(jī)的設(shè)計(jì)中采用了減速器輸出軸兩端同時(shí)輸出來防止干涉。
可行性：該紅棗去核機(jī)的旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求速度低，且需要精確地轉(zhuǎn)角，并且一次轉(zhuǎn)動(dòng)后直到下一次轉(zhuǎn)動(dòng)前不能再出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，否則不能完成去核，因此用了槽輪機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)在完成間歇運(yùn)動(dòng)后，鎖止弧可以將物料盤固定防止再發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
可行性：該紅棗去核機(jī)的旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)速度要求速度低，且需要精確地轉(zhuǎn)角，并且一次轉(zhuǎn)動(dòng)后直到下一次轉(zhuǎn)動(dòng)前不能再出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，否則不能完成去核，因此用了槽輪機(jī)構(gòu)。槽輪機(jī)構(gòu)在完成間歇運(yùn)動(dòng)后，鎖止弧可以將物料盤固定防止再發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
實(shí)用性：自定心套筒由塑料制成，內(nèi)壁的突出的部分有一定的彈性，當(dāng)紅棗放在套筒中時(shí)會(huì)自動(dòng)被定在套筒中心，降低了機(jī)器對(duì)紅棗直徑的要求。去核之后頂棗針直接將棗由套筒中頂出，大量簡化了機(jī)器結(jié)構(gòu)。
六、市場需求及競爭分析
（1） 市場需求
我國去核機(jī)市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴(kuò)張，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)去核機(jī)產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)新增投資項(xiàng)目投資逐漸增多。投資者對(duì)去核機(jī)市場的關(guān)注越來越密切，這使得去核機(jī)市場越來越受到各方的關(guān)注
從經(jīng)濟(jì)和實(shí)際應(yīng)用角度講我們的大棗去核機(jī)性價(jià)比極高，使用方便操作簡單，安全性極高，因此我們的產(chǎn)品可以解決相當(dāng)一部分人的使用需求。我們的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了小型化，同時(shí)功能強(qiáng)大，完全可以擔(dān)任起大棗去核的功能，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用而言，雖然市場上關(guān)于去核的設(shè)備比比皆是，但是去核方面的設(shè)備還存在需求漏洞并不能很好的迎合市場上的消費(fèi)者的需求。我們的設(shè)備較之前設(shè)備的研發(fā)時(shí)間較晚，因此總結(jié)了很多之前果類去核設(shè)備和社會(huì)生產(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備實(shí)用方面已經(jīng)成熟能滿足社會(huì)生產(chǎn)上的基本需求，具有很高的設(shè)計(jì)意義和實(shí)用意義，所以說我們的產(chǎn)品前景廣闊，具有極高的市場潛力。
（2） 競爭分析
優(yōu)勢：該機(jī)器有較高的去核效率，簡單易操作，使用性能極高。方便個(gè)體家庭使用，不占空間，本設(shè)備的操作過程簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)周期快、安裝和拆卸便捷。具有運(yùn)行平穩(wěn)，操作簡單，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)身計(jì)劃的也很合理，結(jié)構(gòu)緊湊，移動(dòng)便當(dāng)。保證了棗肉的完整，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化，將勞動(dòng)力從效率低下勞動(dòng)強(qiáng)度大的大棗去核工作中解救出來。
七、產(chǎn)品推廣規(guī)劃
經(jīng)過我們對(duì)農(nóng)村及周邊人群的調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在這種小型農(nóng)產(chǎn)品加工型設(shè)備的還沒有被廣泛配備，現(xiàn)今農(nóng)產(chǎn)品的商品化、工業(yè)化蓬勃興起，國家更強(qiáng)調(diào)發(fā)展創(chuàng)新型加工設(shè)備，隨著需求的提升，設(shè)備的更新?lián)Q代也勢在必行，不管是企業(yè)、個(gè)人還是小型加工作坊，都潛藏著尚未被完全挖掘的市場，當(dāng)然我們的產(chǎn)品還有許多不足之處，所以應(yīng)該在市場調(diào)研方面不可掉以輕心，務(wù)必要突出本產(chǎn)品的專業(yè)性，人性化，因?yàn)槲覀兲貏e的產(chǎn)品定位，與生產(chǎn)相比應(yīng)該更注重人的使用體驗(yàn)，以在后續(xù)的流程中改良我們的產(chǎn)品。
因?yàn)楸井a(chǎn)品生產(chǎn)成本主要由市場波動(dòng)情況確定，所以我們大量使用型材，在保證質(zhì)量的同時(shí)盡量壓縮成本，這樣初期進(jìn)入市場時(shí)在定價(jià)上能夠占有優(yōu)勢，更利于打開市場，提高市場占有量，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，現(xiàn)在許多單位有著設(shè)備更新?lián)Q代的需求，我們瞄準(zhǔn)這個(gè)空缺，更有利于本產(chǎn)品的推廣。過去的幾十年是我國工業(yè)化急劇發(fā)展的時(shí)期，在這一時(shí)期內(nèi)培養(yǎng)出了眾多的機(jī)械愛好者，他們對(duì)于機(jī)械加工有自己的需求，而現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展已今成果，人們有了更多資金投入到自己對(duì)于設(shè)計(jì)創(chuàng)造的愛好中來，本產(chǎn)品對(duì)于這些有個(gè)人使用需求的人而言正是他們的理想選擇。
1、我們計(jì)劃通過學(xué)校的一些合作企業(yè)，先進(jìn)行產(chǎn)品的試制，然后在大學(xué)城內(nèi)推廣使用， 對(duì)部分常駐大學(xué)城的用戶免費(fèi)贈(zèng)送，但需要每月給出一份使用意見，通過免費(fèi)用戶的反饋不斷修改，然后開始試營業(yè)，根據(jù)前期市場反響制定投入金額。
2、我們會(huì)及時(shí)了解并爭取國家隊(duì)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)者的政策支持，最大限度降低經(jīng)營成本。
3、我們準(zhǔn)備建立青少年培養(yǎng)中心，我們的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，清晰而且非常安全，適合用于培養(yǎng)青少年對(duì)于機(jī)械的學(xué)習(xí)興趣，和邏輯思維能力。
4、我們在開始的資金可以以大學(xué)生創(chuàng)業(yè)者的身份向銀行申請低息貸款，另外可以引進(jìn)外來資金，而我們初期最主要的資金來源是團(tuán)隊(duì)成員的集資。
5、產(chǎn)品材料和制造過程中盡量選擇與學(xué)校有合作關(guān)系的企業(yè)，培養(yǎng)合作關(guān)系，便于在學(xué)校和企業(yè)中的發(fā)展。在學(xué)校學(xué)生中培養(yǎng)好后備軍，公司隨時(shí)能在高校的實(shí)習(xí)人員中找到接替者，最大限度減小人員離職帶來的接替損失。
6、學(xué)習(xí)互聯(lián)網(wǎng)思維的有益之處，我們盡量把企業(yè)運(yùn)營過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都與我們的產(chǎn)
品掛上鉤，我們可以免費(fèi)贈(zèng)送產(chǎn)品，但需要為我們宣傳或是反饋使用體驗(yàn)。有時(shí)直接發(fā)布廣告的成本不是我們這樣的初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)能承受的，而有時(shí)直接贈(zèng)送的成本并不高但效果更好。
八、研究采用的技術(shù)路線
我們成立了研究小組，為更好的開展研究工作進(jìn)行了初步分工。為使方案切實(shí)可行了解了國內(nèi)外現(xiàn)有的相關(guān)行業(yè)，組織了部分老師和學(xué)生進(jìn)行市場調(diào)研。通過市場調(diào)研，了解到國內(nèi)外現(xiàn)有的實(shí)用新型專利技術(shù)，了解其市場需求，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行一定的分析，找出目前國內(nèi)外同類產(chǎn)品中存在的問題，作為本研究技術(shù)改進(jìn)的依據(jù)，并初步判斷該機(jī)是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、工作可靠、經(jīng)濟(jì)適用的機(jī)械。
開發(fā)技術(shù)路線簡述:
1.技術(shù)準(zhǔn)備階段
進(jìn)行市場調(diào)研，資料收集等。
2.方案制定階段
根據(jù)市場調(diào)研情況，課題組做了細(xì)致的分析與研究，確定了設(shè)計(jì)的原則及初步確定了總體結(jié)構(gòu)，制定初步的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)思路和方法進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)。
3.方案論證階段
初步方案完成后，進(jìn)行初步論證，根據(jù)專家提出的修改方案，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了修改與完善。同時(shí)，利用SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，建立了三維模型，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M。之后再聘請行業(yè)企業(yè)專家和用戶代表對(duì)該機(jī)的設(shè)計(jì)方案及三維設(shè)計(jì)模型進(jìn)行充分地論證。根據(jù)專家提出的建議，再次修改并完善設(shè)計(jì)方案，確定了產(chǎn)品的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行產(chǎn)品的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，充分保證設(shè)計(jì)方案的可行性。
4.技術(shù)設(shè)計(jì)階段
(1) 機(jī)器的運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)
確定機(jī)器各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(轉(zhuǎn)速、速度等)。
(2) 機(jī)器的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)
分析運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，計(jì)算各主要零部件上所受的載荷大小、方向和性質(zhì)等。
(3) 零件的工作能力設(shè)計(jì)
確定主要零件的失效形式、計(jì)算準(zhǔn)則，選擇材料和熱處理方法，并對(duì)主要零件進(jìn)行工作能力計(jì)算，確定其主要尺寸和參數(shù)。
(4)?部件裝配草圖和總裝配圖的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)并繪制各部件裝配圖，再繪制出機(jī)器總裝配圖。
5.三維動(dòng)畫模擬
通過動(dòng)畫模擬該機(jī)工作過程，驗(yàn)證和修改設(shè)計(jì)方案。