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研究報告
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作品名稱：全自動紅棗去核機
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全自動紅棗去核機的研究報告
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，勞動強度大，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。操作不慎就會弄傷手部，對去核工人造成傷痛，十分危險。
在國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了一些紅棗去核機，但大多數(shù)存在不足之處，諸如，適應(yīng)性差，即不能對直徑不同的紅棗進行去核，需要人工進行大小分揀后再去核；定位不準(zhǔn)確，去核時機器不能根據(jù)紅棗大小自動對準(zhǔn)棗核，導(dǎo)致去核不徹底，棗核殘留在棗肉里，食用時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。這些缺陷使得機器去核的紅棗反而達不到手工去核的質(zhì)量和效果。
由于本身設(shè)備的問題導(dǎo)致大棗去核是一項比較棘手且相當(dāng)繁重的勞動，此前大部分地區(qū)采用人工、簡易連桿、腳動去核機、槽式去核機、轉(zhuǎn)盤式去核機等為大棗去核，這些設(shè)備工作時，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)效率不會超過300Kg,無法實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而且勞動強度很大，每天的工作量以及工作時間都造成人體的超負荷工作。大棗去核機，主要用來為曬干的大紅棗去除棗核，同時保證棗肉的完整，實現(xiàn)機械化自動化，將勞動力從效率低下勞動強度大的大棗去核工作中解救出來。
二、 研究目的
本作品因為簡單易操作，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性和實用性強，設(shè)備的工作運行流程簡單，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，勞動力費用在加工作業(yè)成本中所占的比例越來越高，人們對食品質(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
有計劃、有目的地到農(nóng)村進行實地調(diào)查，了解目前紅棗去核現(xiàn)狀及機械化設(shè)備的需求情況。
2.文獻查找法
通過網(wǎng)上搜索及查閱圖書資料，了解到國內(nèi)外現(xiàn)有的紅棗去核機和相關(guān)的實用新型專利技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對其進行一定的分析，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)改進的依據(jù)。
3.歸納總結(jié)法
對掌握的文獻資料和調(diào)查數(shù)據(jù)進行歸納總結(jié)和科學(xué)分析，獲得第一手資料，形成了該機的技術(shù)指標(biāo)和性能指標(biāo)，并寫出課題研究的具體實施方案。
4.試驗論證法
在研究過程中，我們對設(shè)計的三維模型進行模擬試驗，找出存在的問題，然后對設(shè)計進行改進，再進行試驗，最后完善。
4、 研究內(nèi)容及主要成果
紅棗去核機的去核原理是利用沖管的往復(fù)直線運動來完成去核,利用旋轉(zhuǎn)物料盤的旬歇轉(zhuǎn)動完成送棗的過程。本次所設(shè)計的紅棗去核機的動作可分解為送料、沖核、沖棗三個步驟。
紅棗去核是利用一個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 用一個頂針將棗核從空心管中頂出， 完成去核。紅棗去核時要求紅棗要準(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。紅棗去核時需要空心管做往復(fù)直線運動，而送料機構(gòu)做間歇運動，兩者之間不能發(fā)生干涉，因此在本機的設(shè)計中采用了減速器輸出軸兩端同時輸出來防止干涉。采用兩端輸 出 的方式還能減少支撐點的數(shù)量，降低紅棗去核機的復(fù)雜程度，優(yōu)化了設(shè)計.本次設(shè)計的是小型家用的去核機，所以送料機構(gòu)選用的是旋轉(zhuǎn)物料盤，采用手動放紅棗。
五、圖片展示
5、 產(chǎn)品創(chuàng)新點
創(chuàng)造性：紅棗去核時需要空心管做往復(fù)直線運動，而送料機構(gòu)做間歇運動，兩者之間不能發(fā)生干涉，因此在本機的設(shè)計中采用了減速器輸出軸兩端同時輸出來防止干涉。
可行性：該紅棗去核機的旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動速度要求速度低，且需要精確地轉(zhuǎn)角，并且一次轉(zhuǎn)動后直到下一次轉(zhuǎn)動前不能再出現(xiàn)轉(zhuǎn)動，否則不能完成去核，因此用了槽輪機構(gòu)。槽輪機構(gòu)在完成間歇運動后，鎖止弧可以將物料盤固定防止再發(fā)生轉(zhuǎn)動。
可行性：該紅棗去核機的旋轉(zhuǎn)物料盤的間歇轉(zhuǎn)動速度要求速度低，且需要精確地轉(zhuǎn)角，并且一次轉(zhuǎn)動后直到下一次轉(zhuǎn)動前不能再出現(xiàn)轉(zhuǎn)動，否則不能完成去核，因此用了槽輪機構(gòu)。槽輪機構(gòu)在完成間歇運動后，鎖止弧可以將物料盤固定防止再發(fā)生轉(zhuǎn)動。
實用性：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)紅棗放在套筒中時會自動被定在套筒中心，降低了機器對紅棗直徑的要求。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
我國去核機市場發(fā)展迅速，產(chǎn)品產(chǎn)出持續(xù)擴張，國家產(chǎn)業(yè)政策鼓勵去核機產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)品方向發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)新增投資項目投資逐漸增多。投資者對去核機市場的關(guān)注越來越密切，這使得去核機市場越來越受到各方的關(guān)注
從經(jīng)濟和實際應(yīng)用角度講我們的大棗去核機性價比極高，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)品實現(xiàn)了小型化，同時功能強大，完全可以擔(dān)任起大棗去核的功能，對于實際應(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者的需求。我們的設(shè)備較之前設(shè)備的研發(fā)時間較晚，因此總結(jié)了很多之前果類去核設(shè)備和社會生產(chǎn)方面的經(jīng)驗，設(shè)備實用方面已經(jīng)成熟能滿足社會生產(chǎn)上的基本需求，具有很高的設(shè)計意義和實用意義，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：該機器有較高的去核效率，簡單易操作，使用性能極高。方便個體家庭使用，不占空間，本設(shè)備的操作過程簡單、運轉(zhuǎn)周期快、安裝和拆卸便捷。具有運行平穩(wěn)，操作簡單，維修方便等優(yōu)點，機身計劃的也很合理，結(jié)構(gòu)緊湊，移動便當(dāng)。保證了棗肉的完整，實現(xiàn)機械化自動化，將勞動力從效率低下勞動強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，因為我們特別的產(chǎn)品定位，與生產(chǎn)相比應(yīng)該更注重人的使用體驗，以在后續(xù)的流程中改良我們的產(chǎn)品。
因為本產(chǎn)品生產(chǎn)成本主要由市場波動情況確定，所以我們大量使用型材，在保證質(zhì)量的同時盡量壓縮成本，這樣初期進入市場時在定價上能夠占有優(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)展的時期，在這一時期內(nèi)培養(yǎng)出了眾多的機械愛好者，他們對于機械加工有自己的需求，而現(xiàn)今經(jīng)濟發(fā)展已今成果，人們有了更多資金投入到自己對于設(shè)計創(chuàng)造的愛好中來，本產(chǎn)品對于這些有個人使用需求的人而言正是他們的理想選擇。
1、我們計劃通過學(xué)校的一些合作企業(yè)，先進行產(chǎn)品的試制，然后在大學(xué)城內(nèi)推廣使用， 對部分常駐大學(xué)城的用戶免費贈送，但需要每月給出一份使用意見，通過免費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、我們會及時了解并爭取國家隊大學(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)青少年對于機械的學(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，另外可以引進外來資金，而我們初期最主要的資金來源是團隊成員的集資。
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，公司隨時能在高校的實習(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)運營過程中的每一個環(huán)節(jié)都與我們的產(chǎn)
品掛上鉤，我們可以免費贈送產(chǎn)品，但需要為我們宣傳或是反饋使用體驗。有時直接發(fā)布廣告的成本不是我們這樣的初創(chuàng)團隊能承受的，而有時直接贈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行了初步分工。為使方案切實可行了解了國內(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)有的實用新型專利技術(shù)，了解其市場需求，并在此基礎(chǔ)上對其進行一定的分析，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)改進的依據(jù)，并初步判斷該機是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、工作可靠、經(jīng)濟適用的機械。
開發(fā)技術(shù)路線簡述:
1.技術(shù)準(zhǔn)備階段
進行市場調(diào)研，資料收集等。
2.方案制定階段
根據(jù)市場調(diào)研情況，課題組做了細致的分析與研究，確定了設(shè)計的原則及初步確定了總體結(jié)構(gòu)，制定初步的設(shè)計方案，并對機械結(jié)構(gòu)的運動思路和方法進行總體的設(shè)計。
3.方案論證階段
初步方案完成后，進行初步論證，根據(jù)專家提出的修改方案，對設(shè)計方案進行了修改與完善。同時，利用SolidWorks三維機械設(shè)計軟件，建立了三維模型，并進行實驗?zāi)M。之后再聘請行業(yè)企業(yè)專家和用戶代表對該機的設(shè)計方案及三維設(shè)計模型進行充分地論證。根據(jù)專家提出的建議，再次修改并完善設(shè)計方案，確定了產(chǎn)品的各項設(shè)計參數(shù)，進行產(chǎn)品的圖紙設(shè)計，充分保證設(shè)計方案的可行性。
4.技術(shù)設(shè)計階段
(1) 機器的運動學(xué)設(shè)計
確定機器各構(gòu)件的運動參數(shù)(轉(zhuǎn)速、速度等)。
(2) 機器的動力學(xué)設(shè)計
分析運動和動力的傳遞，計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
確定主要零件的失效形式、計算準(zhǔn)則，選擇材料和熱處理方法，并對主要零件進行工作能力計算，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
設(shè)計并繪制各部件裝配圖，再繪制出機器總裝配圖。
5.三維動畫模擬
通過動畫模擬該機工作過程，驗證和修改設(shè)計方案。