朱 銳

藜蒿，蒿屬，別名蔞蒿、蘆蒿、水蒿等，是一種綠色保健蔬菜，香脆可口，因具有特殊的香味、一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而深受消費(fèi)者的青睞。對(duì)于藜蒿，主要食用其嫩莖，當(dāng)藜蒿長(zhǎng)至20～40 cm時(shí)，將嫩莖割下，經(jīng)過(guò)一定的工藝去除葉子，清洗干凈后食用，清炒或配以臘肉烹炒。臘月、春節(jié)前后，市場(chǎng)的需求量非常大，價(jià)格非常高。因而，近年來(lái)湖北省種植面積不斷擴(kuò)大[1]。長(zhǎng)期以來(lái)，去葉工作主要由人工完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作量大，而且效率低。目前，人工去葉成本約2 kg/元，使得種植藜蒿的成本增大，不利于藜蒿種植業(yè)的持續(xù)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

該文設(shè)計(jì)了一種仿人工手的去葉裝置，利用合頁(yè)的張合模仿夾持手實(shí)現(xiàn)藜蒿頂端夾持功能，利用2塊內(nèi)側(cè)帶有橡膠的夾板模仿去葉手實(shí)現(xiàn)手指摩擦去葉的功能。

1 仿生去葉的原理

人工去葉時(shí)，一只手利用手指的間隙夾住藜蒿莖稈頂端，目的是確保藜蒿莖稈不被損壞；另一只手夾住藜蒿莖稈，沿逆向藜蒿莖稈方向，將葉子一片片播下。裝置正是參照該過(guò)程，由夾持手抓取藜蒿的頂端，可以是一根也可以是多根，再通過(guò)仿生的去葉手依靠橡膠對(duì)藜蒿莖稈的摩擦力去除藜蒿上的葉子，達(dá)到去葉目的，為了防止劃傷藜蒿嫩莖，去葉手內(nèi)側(cè)粘有橡膠。

2 仿形夾持裝置的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)采用機(jī)械式夾持裝置，設(shè)計(jì)了夾持裝置。首先需要一只手夾持著藜蒿頂端，仿照人手夾取藜蒿原理，仿形手夾持部位選擇為藜蒿帶葉頂端，一方面是為了避免對(duì)藜蒿的頂端以下部分的損壞，為方便接下來(lái)的后續(xù)去葉工序；另一方面夾持部位的葉子得以保留，主要是為了迎合消費(fèi)市場(chǎng)的美觀、新鮮需求。

整個(gè)夾持裝置設(shè)計(jì)了合頁(yè)夾，合頁(yè)夾的原理主要是張合動(dòng)作，模仿人手夾取藜蒿莖稈頂端，兩合頁(yè)夾連接部分設(shè)計(jì)了個(gè)銷(xiāo)軸，可繞銷(xiāo)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，確保夾持牢靠。同時(shí)，在夾片內(nèi)側(cè)粘附有橡膠片，依靠橡膠的彈性對(duì)對(duì)象起到柔性?shī)A持作用，可確保夾取藜蒿時(shí)不損壞藜蒿的食用部分。

在合頁(yè)夾合攏時(shí)，葉片如果是水平的，這樣合攏狀態(tài)下會(huì)產(chǎn)生一角度，產(chǎn)生間隙，不滿足夾持要求。因此，設(shè)計(jì)合頁(yè)夾葉片中下部向外凸出，上部有一定弧度且可以相互貫穿，橡膠層凸凹相間，確保當(dāng)合頁(yè)夾合攏時(shí)利于夾緊。所以最終的設(shè)計(jì)結(jié)果，合頁(yè)夾上部設(shè)計(jì)成弧狀貫穿，中下部設(shè)計(jì)為向外凸半圓，橡膠層凸凹相間[2]。

夾持裝置進(jìn)入導(dǎo)軌的過(guò)程中，會(huì)與導(dǎo)軌之間產(chǎn)生阻礙夾持裝置的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的摩擦力，摩擦阻力過(guò)大的話，不利于后續(xù)工藝的進(jìn)行。所以，盡量減少摩擦力是設(shè)計(jì)要考慮的難點(diǎn)問(wèn)題。出于對(duì)該問(wèn)題的解決，設(shè)計(jì)了一個(gè)由若干軸承組成的導(dǎo)輥，位于合頁(yè)夾與導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)位置間。同時(shí)，為了使夾持裝置擺正，在夾持裝置后部設(shè)計(jì)了一個(gè)墊片，以墊高合頁(yè)夾一邊，通過(guò)以上措施可有效減小導(dǎo)軌摩擦力。

整個(gè)裝置的動(dòng)作過(guò)程如下：合頁(yè)夾在進(jìn)入導(dǎo)軌前，狀態(tài)處于打開(kāi)狀態(tài)，壓簧的狀態(tài)處于完全張開(kāi)狀態(tài)，同時(shí)夾持裝置安裝在鏈條上，為防止合頁(yè)夾張開(kāi)的過(guò)程中角度過(guò)大，會(huì)對(duì)夾持裝置夾取藜蒿莖稈的速度產(chǎn)生一定的影響，鏈條在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)，合頁(yè)夾在無(wú)約束情況下擺晃，在夾持裝置固定板上設(shè)計(jì)了2個(gè)角度限位板，對(duì)合頁(yè)夾起左右支撐限位作用，從而可以確保合頁(yè)夾張開(kāi)角度不大于45°。

3 仿形去葉裝置的設(shè)計(jì)

人手去葉時(shí)通過(guò)手的拉力，一手夾住藜蒿莖稈的頂端，用一定的力拉拽藜蒿；同時(shí)另一只手大拇指和食指間的壓力，壓于藜蒿莖稈，沿逆藜蒿莖稈生長(zhǎng)方向順勢(shì)將葉子一次性剝下，由于人手具有一定的靈活性，可根據(jù)藜蒿莖稈的直徑不斷調(diào)節(jié)中間的間隙、莖稈的長(zhǎng)度，以改變手指對(duì)藜蒿莖稈施加的力，同時(shí)注意因用力過(guò)大引起的藜蒿拉斷。

去葉裝置主要由直線軸承、去葉夾、讓位輥、U型光軸和彈簧組成。去葉夾為一塑料板安裝在軸套上，軸套通過(guò)螺栓固定在光軸上，設(shè)計(jì)了一個(gè)在去葉夾內(nèi)側(cè)黏有橡膠墊，作用是緩存去葉夾對(duì)藜蒿莖稈的夾緊力，防止損傷藜蒿莖稈。去葉夾通過(guò)光軸沿直線軸承的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)張合，直線軸承套在套筒中，將套筒焊接于機(jī)架上。光軸穿過(guò)直線軸承可沿直線軸承做直線運(yùn)動(dòng)，在去葉夾與直線軸承間套有壓簧，利用壓簧的彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)去葉夾的夾緊。

4 結(jié)語(yǔ)

該文設(shè)計(jì)了一種仿生手去葉裝置的設(shè)計(jì)，詳細(xì)介紹了其工作原理和過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾取藜蒿、去葉功能，并對(duì)夾持機(jī)構(gòu)和去葉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。夾持的關(guān)鍵是夾持過(guò)程中夾持的部位、藜蒿的頂端直徑不同對(duì)夾持的效果及對(duì)藜蒿的損傷有很大的影響，今后需對(duì)送葉機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。

[1]龔世偉，梁軍，吳正斯，等．藜蒿文化歷史與蔡甸藜蒿產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀[J]．長(zhǎng)江蔬菜，2011（16）：15-16．

[2]楊鳳巖．蘆蒿不同部位營(yíng)養(yǎng)成分比較[J]．氨基酸和生物資源，2003（1）：829．