鱼竿导环自动绕线机的研究思考

向萍萍 谢林兴 朴华杰 范玉龙 王波 成都理工大学

1 前言

如今，高压的竞争环境、劳碌的社会生活，促使人们愈发地渴望从娱乐当中获得自我释放，其中钓鱼是很受欢迎的休闲娱乐方式。据资料统计，中国出口钓具的种类，数量上位列前三名的分别是钓竿、鱼线轮和鱼钩。专家预测：在未来10至115年之间，中国将会出现世界性钓鱼品牌。

对鱼竿导环进行绕线是鱼竿制作的重要部分，通过我们的实地考察与研究发现，国内渔具生产厂家在生产过程中总是面临人工成本高，效率低下等问题，主要原因有以下几点：①没有成熟的机器设备，各个工厂均采用人工绕线的方式对导环进行绕线加工，②工厂对鱼竿的制作生产是按市场需求而进行的，当厂家接有订单时，才会大批量生产鱼竿，此时才会有工人上岗操作，而在淡季，工人往往被闲置，但是工厂仍需正常支付工人工资，进而产生了额外的无用费用，③工人在上岗操作前，工厂需对其进行一到两个月的技能培训，才可生产出合格的鱼竿，这无疑又增添了一笔额外费用。基于以上所述问题，鱼竿生产厂家急需一种能降低鱼竿导环绕线过程中的人工成本、提高导环的绕线精确度和鱼竿生产效率的自动化机器设备。

2 现状调研

目前，中国占世界近80%的渔具产品，2005年，我国渔船、渔具出口额为7.27亿美元，中国钓具出口量最大的3个地区分别是北美、亚洲和欧洲。我国是一个渔具制造大国，其中鱼竿的生产数量庞大。在我国，鱼竿导环的绕线方式以人工绕线为主，即使有机器作为辅助，也需要人工完成90%以上的工作量。然而目前国内还未研发出自动化的鱼竿导环绕线类的产品。

人工绕线的过程主要分为以下几个步骤：①首先将路亚PE线（或其他适当的线）先剪下一小段对折备用，②再把导环临时固定在竿材上，并且将事先剪下来备用的小段对折线也一同绑在线圈里，而绑线的线头插进对折的线圈中，③在缠绕数圈后，将之前插入对折线圈的绑线线头拉入绑好的线圈下，抽紧线圈继续向下缠绕，④线圈缠绕至导环底脚上并能使之初步固定时，拆去临时固定的气门芯或胶条继续缠绕，⑤将对折线如起始步骤一样压在线圈下后继续缠绕，⑥剪短绑线并将线头插入对折线的线圈内，绕线完成。

图 鱼竿导环人工绕线

3 设计构想

根据调研发现，现有的鱼竿导环绕线方式存在的问题主要为：人工手动绕线需要消耗大量的人力、物力以及财力，进而导致鱼竿导环绕线的过程繁复、效率低、绕线精确度低，并且最终给鱼竿生产厂家造成鱼竿生产成本高、实际效益低的结果。基于此问题，我们结合当前市场发展迅速且优质的自动化技术，提出一种鱼竿导环自动绕线机的构想。本设计拟将鱼竿导环的绕线过程由自动化机器装置替代手工完成，装置主要由夹紧装置和出线装置两个部分组成。

夹紧装置用于固定鱼竿，并使鱼竿在电机的带动下做匀速旋转运动；为保证鱼竿在绕线过程中的同轴度不变，该装置设有类三角卡盘，将鱼竿稳固在夹紧装置上；在鱼竿需进行安装导环的位置处设置灵敏传感器，传感器将实时监测鱼竿导环绕线部位的起止点、鱼竿直径大小，并且将数据反馈给出线装置的接收器中。出线装置提供绕线所需要的PE线（或其他可用的线），装置上的三轴定位机构通过接收器中的数据对出线针的位置进行了实时调整，保证绕线的良好精确度。

具体实施过程是：工作人员将鱼竿插入夹紧装置中，由类三角卡盘将其固定，待工作人员将线初步固定在既定位置后，传感器监测鱼竿上需要进行导环绕线部位的起点，并将数据实时反馈给出线装置上的接收器，而后三轴定位机构通过x、y、z三轴的移动将出现针精确地移动到绕线起点上方，工作人员将导环用胶带初步固定在鱼竿上，而后从出现针处将线拉出，进行起点的打结，完成后，出线装置进行线的绷紧行动，工作人员按下开关后，鱼竿在夹紧装置的电机带动下开始匀速旋转，出现针在电机的带动下开始沿鱼竿竖直方向开始变速平移，在此过程中，线始终是绷紧状态，使得线的排列有序且紧密，提高了绕线精度，一段时间后，传感器监测到绕线的终止点，夹紧装置、出线装置同时停止工作，由工作人员进行最后的打结，绕线即可结束。在整个绕线过程中，工作人员只需要负责绕线开始前和绕线结束后的打结工作，其他部分由绕线装置自动化完成。通过这种方式，工作人员只需要进行简单的操作即可上岗，不仅为鱼竿生产厂家节省了工人培训和待工所需的额外开销和精力，还提高了鱼竿导环绕线的精确度，最终实现了低成本、高效益、高精度的目的。

4 结语

在鱼竿导环的绕线方式上，由于国内还未出现自动化绕线的装置，因此几乎所有鱼竿生产厂家都是雇用工人进行手动绕线。要解决人工绕线带来的制作成本高、绕线精度低、实际效益低的炙手难题，可以从自动化绕线装置的方向发展。本文研究设计的一款鱼竿导环自动绕线机能合理地解决厂家鱼竿导环绕线成本高、精度低、效益低的问题，同时不仅能促进行业的发展和进步，还可以提高人民的幸福指数，改善民生。