多功能柔性蔬菜捆扎机机械结构的设计与实现

张 钦， 谢文彬

（淮安生物工程高等职业学校， 江苏 淮安 223001）

0 引言

捆扎机是使用捆扎带缠绕产品或包装件， 然后收紧并将两端通过热效应熔融或使用包扣等材料连接的机器。捆扎机的功用是使塑料带能紧贴于被捆扎包件表面，保证包件在运输、贮存中不因捆扎不牢而散落，同时还应捆扎整齐美观。 目前，现有的捆扎机存在如下问题：①功能单一，在进行捆扎后不能对其进行称重，在销售时消费者需要将成捆蔬菜拿至称重台才能知晓其重量； ②在进行捆扎时需要使用两只手来对蔬菜两端进行下压来进行捆扎，否则捆扎段会展开，导致捆扎不美观，影响销售[1]。本论文围绕上述问题提出一种具有感应功能的自动捆扎设备，可实现自动打捆、自动割线、自动称重等功能。

1 捆扎机的设计方案

1.1 工作原理

鉴于蔬菜的特殊性， 捆扎带选择的新型环保材料聚丙烯薄膜[2]。 本装置对蔬菜进行捆扎时，将蔬菜放入卡槽内并下压，带动两侧挡板转动，使两对称挡板呈三角状，可以使蔬菜向中部聚拢，便于对其进行捆扎[3]。 捆扎完成后，将成捆的蔬菜放在称重台上， 并使捆扎带置于移动槽上方，行走机构带动打印头，使其在移动槽内反复移动，通过红外传感器检测捆扎带的位置，当检测到捆扎带时，电机停止转动， 打印机将称重传感器检测的数据通过打印头打印在捆扎带上。

图1 捆扎机工作台俯视图Fig.1 Top view of binding machine table

1.2 本体功能设计

本装置针对不同蔬菜要求有不同的捆扎力度， 设计出柔性自动并带有称重功能的捆扎装置， 自动调整打捆过程中的夹持和打捆力度，避免对蔬菜造成损伤。 打捆系统中具有自动夹持部分。 在线绳捆扎完成后切割装置自动割断线绳，实现连续捆扎。 图2 为外部结构图，图3 为内部结构图。

捆扎机是一个装配体，工作台上固定有放带机构，工作台顶部左侧设置有称重台，称重台中部开设有移动槽，移动槽内活动连接有打印头， 打印头底部连接有行走机构，称重台下端连接有称重块，工作台内设置有四个称重传感器，称重块底部与称重传感器连接；工作台顶部位于放带机构下方开设有卡槽，卡槽内对称设置有两组挡板，挡板的两端均设置有轴杆且通过轴杆与工作台转动连接。在对蔬菜进行捆扎后，通过打印机在捆扎纸上打上称重的重量，消费者观察捆扎纸即可知晓该捆蔬菜的重量，提高了捆扎机的功能性[4]；捆扎时使蔬菜聚拢，便于对其捆扎，能够提高捆扎的速度和美观度。

工作台表面左侧铰链接有仓门， 右侧固定连接有开关，仓门转动后可以对工作台内部器件进行检修。打印头上固定有红外传感器，打印头与打印机之间连接有连接，红外传感器用于检测捆扎带的位置， 打印机控制打印头对捆扎带进行打印[5]。

1.3 行走机构设计

针对市场上捆扎机大多形体较大， 在深入研究其工作原理的基础上对蔬菜称重部分的打印行走机构进行创新设计与研究，设计一种成本低，结构紧凑的部件，能够满足中小型市场的需求。 图4 为本装置行走机构的结构示意图。

图4 行走结构图Fig.4 walking structure

固定板共设有两个且分别竖直固定在底板顶部两端，两个固定板之间设有限位杆和螺杆，固定块分别与限位杆和螺杆连接，位于底板下侧的固定板上固定有电机，电机的动力输出端与螺杆固定连接，电机转动后可以带动螺杆转动，固定块底部设置螺母与螺杆螺接，使螺杆在转动的过程中固定块进行移动，从而调节打印头的位置[6]。 综上所述，具有自动打捆、自动割线与自动称重功能的多功能自动打捆机机构设计思路基本完成，其装置的效果图如图5 所示。

图5 蔬菜捆扎机整体效果图Fig.5 Overall effect of vegetable binding machine

2 捆扎机推广的意义

2.1 提高工作效率、 减轻劳动强度

采用机器捆扎，效率大大提高， 可实现捆包包装流水化， 在台面上加设输送装置，就可组成无人操作包装线。蔬菜包装在使用机器捆扎后，只需启动装置，所有捆扎、称重工作自动完成，而减轻了打包工人的劳动强度[7]，保证了他们的健康， 将打包工人从单调的重体力劳动中解放出来，相应的也提高了劳动积极性。

2.2 提高包装质量、降低包装成本

采用机器捆扎， 热熔搭接接头强度比人工捆扎的接头强度要牢固且均匀。 包装物捆扎更整齐、紧实。 本装置本身的成本不高，包装用的塑料带比纸带、钢带、麻绳便宜，尤其是窄带，塑料带捆扎提高了包装强度[8]，也可以节约纸箱等包装材料，所以包装成本大大降低。

3 结语

蔬菜捆扎机械适用性强，通用性广，可使仓库管理合理化。 而且又能与自动线配套，推广性较强。 捆扎机在对蔬菜在进行捆扎时，可以将蔬菜放在卡槽内，挡板转动后呈三角状，可以使蔬菜聚拢，便于对其捆扎，能够提高捆扎的速度和美观度。进行捆扎后，将捆扎好的蔬菜放在称重台上进行称重， 并通过打印机在捆扎纸上打上称重的重量，消费者观察捆扎纸即可知晓蔬菜的重量，提高了捆扎机的功能性，同时降低超市称重台的占用。本装置目前已经投入实际生产和应用， 尤其是在蔬菜捆扎领域上的进行了应用，有益可靠的技术方案符合社会需求，也适宜批量生产及推广使用。