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本期视频主要内容： 陕西渭南白水县的田文君发明了一种花椒采摘机。机器主要由腰挎锂电池，手柄和割刀组成。通过偏心杆使动刀进行往复运动，配合定刀收割花椒，速度胜于三名人工。经过测试，这款机器不仅适用于花椒的采摘，对枸杞等经济作物的收获也能有很好的效果。 （《我爱发明》 20141030 巧采花椒）
发明人联系方式：田文君 13892569003
《巧采花椒》花絮：老田本是当地有名的铁匠，以做锯子营生，收入不薄。但自从爱上了发明花椒收割机，不断地开模具和购买材料，使得他迅速耗光了前半生的所有积蓄。原本富足的家庭因为这个发明而变得拮据甚至不堪重负，这让他的两个儿子对他意见非常大。老伴儿对他的忍让和椒农的支持是他唯一的宽慰。
太阳能花椒采摘器的设计
摘 要
本文是基于太阳能的新型花椒采摘器的设计，首先通过现有的花椒采摘器，分析现有的花椒采摘器的不足之处和优点。然后根据得到的信息吸取优良的特点，并且将缺点进行弥补。提出几个可行的方案，然后对比方案的难易程度、成本、便携性等因素来确定最终的方案。方案确定之后就可以考虑传动方案的设计，确定传动方案，设计齿轮、带轮、刀具等的尺寸和材料，最后根据传动方案设计箱体的形状和大小。
因为采摘花椒的地方通常是比较偏远的地区，所以花椒采摘器的电源有一定问题，当然我们可以考虑采用干电池或者蓄电池。但是为了环保和可持续性发展，还有越来越成熟的太阳能技术，所以我们采用太阳能来提供能源。因为花椒基本上是除了新疆和东北之外其他全国各地的地区都有种植花椒。然后根据几个主要产地在7、8月份的平均日照时间，计算出功率。然后选择太阳能电池板的材料，根据光电转化率、成本、制造难易程度等因素，最终选择成本低廉、制造简单的多晶硅。根据多晶硅的光电转换效率确定太阳能电池板的大小。
关键字：太阳能，花椒采摘器
Solar Pepper Picking Design
ABSTRACT
This article is based on a new type of solar pepper picking the design, first through the existing pepper pickers, pepper pickers analysis of existing inadequacies and benefits. Then according to the obtained information absorb excellent characteristics, and make up for the shortcomings. Propose several possible solutions, and then compare the degree of difficulty programs, cost, portability and other factors to determine the final solution. Program to determine the transmission scheme can be considered after the design, determine the transmission scheme, designed gears, pulleys, knives and other dimensions and materials, final drive design based on the shape and size of the box.
Because picking pepper place is usually more remote areas, so the power pepper picking a certain problem, of course, we can consider using batteries or accumulators. However, to protect the environment and sustainable development, as well as more mature solar technology, so we use solar energy to provide energy. Basically because the pepper is in addition to Xinjiang and northeastern parts of the country other than the region has grown pepper. Then according to several major producer of sunshine in July and August, the average time to calculate the power. Then select solar panel materials, according to the photoelectric conversion rate, cost, ease of manufacture and other factors, the final choice, low cost, simple to manufacture polysilicon. According to the photoelectric conversion efficiency silicon solar panel to determine the size.
KEY WORDS:Solar，Pepper picking
目 录
摘 要 ........................................................................................................................................... I ABSTRACT ...............................................................................................................................II
1 绪论 ........................................................................................................................................ 1
1.1 课题的来源 ................................................................................................................. 1
1.2 国内外研究现状 ......................................................................................................... 1
1.3 本文研究的内容 ......................................................................................................... 1
2 花椒属性 ................................................................................................................................ 2
2.1 花椒形态 ..................................................................................................................... 2
2.2 生长习性 ..................................................................................................................... 2
2.3 生态分布 ..................................................................................................................... 2
2.4 常见树形 ..................................................................................................................... 3
2.5 花椒的采摘 ................................................................................................................. 3
2.5.1 采收时间 .......................................................................................................... 3
2.5.2 采摘前的准备工作 .......................................................................................... 3巧摘花椒
2.5.3 采摘方法 .......................................................................................................... 3
2.5.4 注意事项 .......................................................................................................... 3
2.6 现有的花椒采摘器 ..................................................................................................... 4
3 总方案的选择 ........................................................................................................................ 6
3.1 背景技术 ..................................................................................................................... 6
3.2 方案介绍 ..................................................................................................................... 6
3.2.1方案一 ............................................................................................................... 6
3.2.2 方案二 .............................................................................................................. 8
3.3 方案对比 ................................................................................................................... 10
4 传动方案的设计 .................................................................................................................. 11
4.1 电机的选用 ............................................................................................................... 11
4.1.1 功率的计算 .................................................................................................... 11
4.1.2 各轴的转速 .................................................................................................... 11
4.2 带轮的设计 ............................................................................................................... 12
4.2.1确定计算功率Pca ........................................................................................... 12
4.2.2 选择V带的带型 ........................................................................................... 12
4.2.3 确定带轮的基准直径dd并验算带速v ........................................................ 12
4.3 齿轮的设计 ............................................................................................................... 14
IV
4.3.1 选定齿轮的类型、精度等级、材料及齿数 ................................................ 14
4.3.2 按齿面接触强度设计 .................................................................................... 15
4.3.3 锥齿轮的设计 ................................................................................................ 17
4.4 轴承的选择 ............................................................................................................... 18
4.5 轴的设计 ................................................................................................................... 19
4.6 刀具的设计 ............................................................................................................... 19
5 太阳能电池简介 .................................................................................................................. 21
5.1 太阳能概况 ............................................................................................................... 21
5.1.1 光伏效应 ........................................................................................................ 21
5.1.2 晶硅太阳电池 ................................................................................................ 22
5.1.3 太阳能发电系统 ............................................................................................ 25
5.1.4 并网型太阳能交流发电系统 ........................................................................ 25
5.1.5 储能专用铅酸蓄电池的选用 ........................................................................ 25
5.1.6 胶体铅酸蓄电池（阀控式铅酸蓄电池）发展 ............................................ 28
5.2 功率的计算 ............................................................................................................... 29
5.2.1 耗电量的计算 ................................................................................................ 29
5.2.2 功率的计算 .................................................................................................... 29
5.3 蓄电池的选择 ........................................................................................................... 32
5.4 太阳能电池板的计算 ............................................................................................... 32
5.5 太阳能光板的转换率 ............................................................................................... 33
5.5.1 常规和非常规半导体电极的光电化学太阳电池 ........................................ 33
5.5.2 有机光敏染料的光电能量转换 .................................................................... 35
5.5.3 纳米结构半导体电极的光电能量转换 ........................................................ 37
5.5.4 有机／纳米半导体复合薄膜的光电化学太阳电池 .................................... 38
致谢 .......................................................................................................................................... 41
参 考 文 献 ............................................................................................................................ 42
太阳能花椒采摘器的设计 1
1 绪论
1.1 课题的来源
针对花椒采摘和收集的困难的现象，创新性的设计并创造出一种用于花椒采摘的菱形花椒采摘机。巧摘花椒
1.2 国内外研究现状
我们国家发明了一些花椒采摘机，但是不可否认的是我们的技术还是比较落后的，无论是效率、自动化程度还是方便程度等方面还不是太出色。基本上还是处在以人为主，以机器为辅。这样不仅会使得生产效率低下，而且人员也比较疲劳。
1.3 本文研究的内容
了解花椒的采摘过程和方式，查找关于花椒采摘的文献，查找花椒采摘的主要难题。收集一些关于太阳能电池的资料和太阳能的应用与现在的太阳能发展现状。了解已经使用的各种花椒采摘机的操作方法和它的优缺点，并借鉴一些和花椒采摘类似的采摘机，例如棉花采摘机，苹果采摘机。这些东西国内外都是存在，我们可以获得更多的相关知识，最后我们要设计一个全新的花椒采摘机并写出毕业设计说明书。
花椒采摘和晾晒技术
一、采收技术
1、采收时间：因花椒主要使用部分是花椒果皮，所以严格地讲，花椒的成熟期实际是指花椒果皮品质最佳的时期，这个时期也是花椒采收的最佳时期。花椒表皮呈深绿色，油胞明显突起，有浓郁的麻香味，此时可视花椒成熟，应及时采收。平坝浅丘区一般在6月中、下旬，深丘山区略推迟。采收过早过迟都会影响品质。采收过早，成熟度不足，麻香味不浓，色泽不鲜；采收过迟，过于成熟，麻香味变淡，色泽老化甚至变成紫红色。
2、采收前的用具准备：采收前应准备的采收工具如剪刀等和盛装花椒的用具如背篼、提篮、箩筐或花椒专用装箱等。这些工具和用具都要求清洁无污染，并用柔软的纱布或尼龙纱窗等作内衬，以防擦伤花椒果皮，擦破油胞，但不能用塑料薄膜等有毒和不透气的物品作内衬。用于运输花椒的工具如汽车等也要求洁净无污染。
3、采收方法：应选晴天露水干后进行采收。用剪刀剪下或用手轻轻摘下果穗，并轻轻放在背篼或提篮中，也可用提篮等接着，让剪下的果穗直接掉入其中，避免用手拿椒，如选用“花椒采摘机”（另有介绍）。尽量做到在椒园一次性采收到不带枝、刺、叶的净花椒，省去在室内再整理的工序，以减少对椒果的碰撞摩擦。盛装椒果的容器（背篼、箩筐等）内不要装得过多（一般不超过容器容积的70%），更不能为了多装而用手将椒果压紧，要及时倒出，以免挤压，碰破油胞。巧摘花椒
4、注意事项：
（1）选晴天上午露水干后采收，不能在雨天和有露水时采收，否则使椒颜色暗淡，品质低劣甚至变黑发霉。
（2）在采收的全过程都要注意轻拿轻放，避免碰破油胞。
（3）采收的花椒要做到无叶、无刺、无枝柄、无油椒、无变色椒。
（4）采收后必须及时摊晒，不能推放太久。
二、摊晒技术
1、摊晒的场地：干净并干燥的晒坝、竹席上均可摊晒。竹席最好用竹杆等物架空，以便通气，并可避免泥土等杂物混入。
2、摊晒方法：采收的花椒要抢晴天及时摊晒，将花椒轻轻摊撒在晒坝或竹席上，摊晒厚度2厘米左右，不宜摊得过厚，并且要厚薄均匀，不能起堆。摊晒的关键技术也是要保证油胞不破裂，完好无损，否则香气散发，颜色变黑，影响品质。花椒在烈日下曝晒，一般经5～6小时就会开裂，只要椒果开裂，椒皮水分蒸发失水后，油胞就不易破裂。待颗粒完全爆开后，用竹棍或连枷轻轻拍打，使种子、果梗、果皮分离，再用筛子、风车等工具把三者分开，即可得到色泽青绿、品质优良的花椒（果皮）。根据各地的经验，花椒最好当天晒干整理，即：早晨太阳照射地坝前将花椒进入晒场，待下午晒到全部爆口后整理，并复场。晒干后花椒的品质、色泽均好。若遇雨或阴天不能及时晒干，则色泽品质都会变差。
如采收后遇雨，应摊放在干净、通风的地方，厚度以单穗摊放，不重穗为好，待天晴后，轻轻搬到阳光下晒干。如采收后遇久雨不晴，或摊晒条件不好的地方，也可采用（探索）烘烤的方法制干。
3、包装：将花椒经晒干清选后所得到的椒皮进行分级（一般可分为3个等级），分级后用专门的包装塑料袋进行定量包装，用热合封口的方法密封，贮藏在干燥通风处，或运交加工厂进行加工处理。
4、注意事项：制干后的花椒（果皮）品质要求：包泽青绿；椒籽含量少，椒籽重量（包括晒干后不开裂的果实）最多不超过5%，上等不超过3%；含水量在11%以下，用手轻轻拿握，有扎手感，并有沙沙响声；不得有霉烂粒和其他杂质，并符合国家绿色食品卫生标准。
花椒采摘器使用说明书
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花椒采摘机巧摘花椒
1、产品概况：本产品是我公司组织多名科技人员经多次实地研究试验，与多种花椒采摘机（苹果梨疏花疏果器）工具对比后发现，工作效率与实用可操作性最强的一部电动工具。工作效率可提高3~5倍，可广泛应用于花椒采摘和大多数果树疏花疏果的产品。
该产品通过国家知识产权局颁发专利，是各级政府大力提倡推广的新型高科技园艺工具。
2、产品的性能与特点：此新型花椒辣椒采摘器（苹果梨疏花疏果器）实行自动修剪。可由一个电瓶（4V1200毫安）供电，可保证总共长达10~12小时的电源供给。机械部分是通过高速运转带动刀片（刀片材质为4CR进口）工作，方便快捷且效率极高。
3、产品的使用方法：前方螺丝顺时针转可调紧刀的结合面且调慢转速，注意：长时间转速不够会自动关闭，待3~6分会自动恢复。逆时针转可放松两刀片结
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合，且放快转速（调到“刀尖”贴合且转速最快时为标准）。打开开关后，花椒一触即掉。
充电时，红夹接正极，黑夹接负极，可同时充两个电池。（此人性化设计是为了在一电瓶工作时，另一电瓶也可充电）。待指示灯熄灭即充电完成，也可根据耗电量的幅度与工作速度充电。注意新买的机器电池需要先充6~7小时，不可充电太久。耗尽的电池需要充8~10个小时。
4、产品的保养与维修：前10小时为磨合期，在此期间，内部保护器会出现自动开关现象，待运转正常后，便会运转正常。每次用完需将刀口清理干净，涂上润滑油，运转数秒即可收存。电瓶存放时，应将电充满且将金属头朝上放置，约半年补充一次电。
5、使用范围：可用于花椒、辣椒采摘采收；也可用于苹果、梨、猕猴桃、橘子、葡萄等果树的疏花疏果。
6、注意事项：在使用过程中，如遇转速大幅降低时，需马上充电。严禁使用本产品剪切干枝，以及布料等花果枝以外的物品。
7、故障排除：打开开关未工作，应检查剪口有无杂物，电池电量是否充足，以及接触片是否正确接触等。
8、产品分类：我们的这款产品为 锯齿型口（采花椒辣椒和疏花疏果）以及大剪刀口，农民朋友可根据情况选择所需刀头。
9、保修条款 ：因产品自身质量问题，自购买之日起凭销售单据7天之内可包换；一年之内可保修。因用户使用不当造成的损坏，以及私自拆开机器；则不在保修范围之内。
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一、电量足。每机匹配12V电池两块，每块可连续工作6-8个小时左右，完全可以供椒农采椒一整天。12V电池与直筒式采椒机的6V电池相比，在电量和动力上有明显优势。
二、不疲劳。手枪形花椒采摘机机身仅四两重，握在手中“轻而易举”，使用起来更得心应手，易调节方向，手腕不易疲劳。
三、精确度高。与剪刀形单刀口相比，双刀口的设计不放“空枪”，大大提高了采椒的概率，从而加倍提高采椒效率。
四、速度快。孙老师牌花椒机快速摆动的刀片，保证枪到椒落，一触即落，剪切时间不足0.01秒。
五、采椒数量多。经两三天的熟悉使用之后，相比手工摘椒，普通椒农可提升工效1.5~2倍，摘椒速度快的人甚至可达2~3倍，每天可多采25~50斤左右。按人工摘椒价格每斤1.5元计算，每天省出37.5~75元，约合4天就可省出一台采摘机的价钱。
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六刀口花椒机，采用更为强大和复杂的动力系统，动力十足，高效剪切，一触即落，不会出现剪不断、藕断丝连的现象。神锋六刀吸收结合前几代花椒采摘机的剪切 方式，优化融合成现在的横向和纵向双向剪切，突破之前双刀口采摘机和锯齿型采摘机的单向剪切瓶颈，集几代花椒采摘机的优点于一身！六刀口花椒机，花椒采摘 机精品中的精品，王中之王，实为巅峰之作！
性能比较
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下表为双刀口花椒机和六刀口花椒机的性能比较。