6CL-60-16型茶葉理條機的人機工程學分析與優(yōu)化設計.pdf

1、茶葉理條機是條形茶加工過程中至關重要的設備。理條機工作時，在制葉隨槽鍋體往復運動，發(fā)生摩擦、碰撞及失水，最終使條索達到細、緊、直的狀態(tài)。多年來，我國茶葉機械設計者一直對茶葉理條機進行研制與改進，也實現(xiàn)了一些較為先進的機械結構設計。但是，當前茶農及茶葉加工單位對理條機的要求已不僅僅局限于其制茶的功能，操作的舒適性也逐步成為茶農和茶葉加工單位考量理條機綜合性能的一個重要因素。較之航天、軍事及汽車制造領域，人機工程學理論在國內農業(yè)機械領域的應

2、用甚少，而人機工程學在農業(yè)機械設備領域的應用將成為必然趨勢。為了實現(xiàn)高效設計產品的目的，人們引進了計算機輔助人機工程設計技術，它是將產品設計與人機工程學通過虛擬技術進行的平行設計。該技術能使設計者在完成設計時第一時間檢驗產品的使用情況，比起傳統(tǒng)的設計，它可以大大縮短設計周期，節(jié)省設計費用，因此它是一項值得推廣的設計方法。
　　本文從6CL-60-16型理條機改良設計的角度，以人機工程學為理論基礎，對當前國內廣泛使用的茶葉理條機進行

3、調查研究，找出其存在的問題，并應用人機工程學的相關知識，結合其他工業(yè)產品的成熟設計理念，對其進行改良設計，達到提高使用者操作舒適性的目的，為此本文主要做了以下工作：
　　首先，通過實地調查，對茶葉理條機的使用現(xiàn)狀及使用過程中出現(xiàn)的問題進行歸納整理，為明確論文的研究目標打下基礎。
　　其次，介紹人機工程學的相關研究內容與CATIA V5軟件的功能，運用機械設計模塊對茶葉理條機進行建模，在人機工程學設計與分析模塊建立符合當前中國

4、人體尺寸參數(shù)的模型，對人體模型進行控制面板的操作姿勢仿真，并對姿勢進行評價，結果表明這種常用的理條機控制面板的操作舒適度偏低，再結合人體測量學、生物力學方面的理論知識對理條機控制面板提出手動操作高度為990mm，面板傾斜度為30°的優(yōu)化設計方案。
　　再次，運用軟件的行為分析模塊，對槽鍋體的出茶動作進行仿真，并對其進行人體負重的RULA評估，評估結果表明出茶的操作姿勢需要進一步研究，結合理條機結構特點提出如下優(yōu)化方案：
　　

5、①形狀：虎口至掌心方向直徑由35cm增加至45cm，長度為120mm的圓錐臺；
　?、诟叨龋?00mm；
　?、鬯骄嚯x：500~550mm；
　?、苓B接方式：改為碰珠式，替換成較小的氣彈簧等。
　　最后，對理條機的使用環(huán)境進行分析研究，包括對熱環(huán)境（溫度、濕度）、噪音、振動和茶塵五個因子進行論述，并對上述每個環(huán)境因子提出了合理的改善措施，包括：
　?、僭跈C械上方安裝熱空氣吸收裝置；
　?、谠谕L口設

6、置除濕器；
　　③在車間設置增強氣流裝置；
　　④在槽鍋體上方安置吸濕罩；
　　⑤以曲柄擺桿機構替換曲柄滑塊機構；
　　⑥進行加蓋或密閉等，以克服作業(yè)環(huán)境對茶葉工作者產生的不愉悅感，減輕由作業(yè)環(huán)境對操作人員身體健康導致的損害。
　　論文的研究成果為茶葉理條機的進一步優(yōu)化和系列化設計提供了依據(jù)。結果表明本課題的茶葉理條機的人機工程改良設計可以有效地解決操作者使用過程中不人性化的設計，提高本機操作的舒適性和安全