機(jī)電系統(tǒng)專周任務(wù)書

鋰電池采茶機(jī)項目任務(wù)書主要研究目的研究背景：隨著全球人口的增長和食品需求的上升，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著提高效率和產(chǎn)量的巨大壓力。特別是在勞動密集型的茶葉產(chǎn)業(yè)中，機(jī)械化不僅可以提高采摘效率，還可以緩解勞動力短缺的問題。采茶機(jī)的使用可以顯著提高茶葉的采摘速度，一臺機(jī)器的效率可能相當(dāng)于數(shù)十個工人。傳統(tǒng)的采茶機(jī)多采用柴油或汽油發(fā)動機(jī)，這不僅增加了運營成本，還對環(huán)境造成了一定的污染。相比之下，鋰電池作為一種清潔能源，具有更高的能量密度和更低的自放電率，使得采茶機(jī)在保持高效運作的同時，也更加環(huán)保。隨著消費者對高品質(zhì)茶葉需求的增加，茶葉加工行業(yè)迫切需要通過技術(shù)創(chuàng)新來提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。鋰電池采茶機(jī)的應(yīng)用不僅可以提高采摘的精確度，還能通過減少機(jī)械損傷來保證茶葉的品質(zhì)。2.設(shè)計目的：采茶機(jī)通過機(jī)械化作業(yè)，能夠大幅提高茶葉的采摘效率。例如，一臺采茶機(jī)一天的工作量可以抵得上3-5個勞動力。這對于面積較大的茶園來說，可以顯著減少采摘所需的時間和人力成本。傳統(tǒng)的人工采茶方式勞動強(qiáng)度大，尤其是在地形復(fù)雜的山區(qū)茶園中。采茶機(jī)的設(shè)計旨在減輕茶農(nóng)的體力負(fù)擔(dān)，通過機(jī)械化操作來替代高強(qiáng)度的手工勞動。對茶園多位于山高路小、斜面坡度大的地方，采茶機(jī)設(shè)計時考慮了其對復(fù)雜地形的適應(yīng)性。例如，履帶式智能采茶機(jī)和自走式乘坐式采茶機(jī)都采用了特殊的行走機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)丘陵、平地等多種路況。在采摘過程中，采茶機(jī)采用特定的切割和收集方式，如上下型割刀往復(fù)式切割和雙風(fēng)葉集葉系統(tǒng)，以確保茶葉的完整性和質(zhì)量?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)具備過載保護(hù)、短路保護(hù)等安全功能，防止意外事故的發(fā)生。在設(shè)計時充分考慮到操作者的安全，避免因誤操作導(dǎo)致的人身傷害。控制界面應(yīng)簡潔明了，方便操作者快速掌握使用方法。3.市場情況：全球電動采茶機(jī)市場在2022年的規(guī)模約為數(shù)十億元人民幣，預(yù)計到2029年將達(dá)到百億美元的規(guī)模，期間的年復(fù)合增長率（CAGR）為1.44%。特別是在中國，作為全球最大的茶葉生產(chǎn)國，其市場份額占全球的約47%，并且預(yù)計未來六年的復(fù)合增長率將高于全球平均水平目前，是全球最大的電動采茶機(jī)生產(chǎn)地區(qū)，占有大約%的市場份額，之后是，占有大約%的市場份額。全球市場基本由和地區(qū)廠商主導(dǎo)，全球電動采茶機(jī)頭部廠商主要包括Nippon

Sokki、Husqvarna、Honda、Sihno和Boma等，前三大廠商占有全球大約60%的市場份額。按照不同產(chǎn)品類型，包括選擇性采茶機(jī)和非選擇性采茶機(jī)。按照不同應(yīng)用，主要包括茶園、茶籽實驗園等。這些分類反映了市場上產(chǎn)品的多樣性和應(yīng)用的廣泛性.主要設(shè)計任務(wù)鋰電池采茶機(jī)的主要技術(shù)內(nèi)容控制部分的要求1.鋰電池采茶機(jī)的控制系統(tǒng)應(yīng)包括驅(qū)動裝置和控制裝置，兩者通過電性連接實現(xiàn)協(xié)同工作。控制裝置通常設(shè)置在殼體上，便于操作者直接控制。2.控制系統(tǒng)需要能夠準(zhǔn)確控制采茶刀片的啟動與停止，確保茶葉的采摘效率和質(zhì)量。具備調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)不同茶葉品種和采摘標(biāo)準(zhǔn)的需求。在緊急情況下，控制系統(tǒng)能迅速響應(yīng)，執(zhí)行停機(jī)或急停操作，保障操作者安全。3.控制系統(tǒng)具備過載保護(hù)、短路保護(hù)等安全功能，防止意外事故的發(fā)生。4.由于采茶機(jī)使用鋰電池作為動力來源，控制系統(tǒng)需要有效管理電池能量，延長作業(yè)時間。二、結(jié)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分的要求1.鋰電池采茶機(jī)的尺寸長度為620~640mm，寬度為80~95mm，高度為130~150mm。2.鋰電池采茶機(jī)的整機(jī)重量要小于2KG,以便于采茶時使用者的手持工作。因此選用3.鋰電池采茶機(jī)為了方便收集采摘的茶葉，需要用擋板防止茶葉在采摘后掉落，擋板高度為7~11cm,擋板的寬度為13~17cm。4.鋰電池采茶機(jī)的手把部分需要有安全開關(guān)，手把選用的材料為PBT,以達(dá)到絕緣的效果，防止漏電對人體造成傷害。5.采茶機(jī)的刀刃采用綠籬機(jī)刀片，綠籬機(jī)刀片長度為23~27cm，含刀刃的部分為13~17cm，與擋板的寬度一致，刀刃的長度為3~7cm，以便于采茶的進(jìn)行。6.采茶機(jī)的刀刃可以通過工具進(jìn)行拆卸，以便于根據(jù)采摘不同品種的茶葉進(jìn)行刀具的更換。7.采茶機(jī)的擋板部分運用的材料為鋁合金，具有耐高溫，耐腐蝕，不易磨損的特點，且為輕質(zhì)材料。三、動力與驅(qū)動部分的要求1.鋰電池采茶機(jī)以鋰電池作為動力源，電池需要具備高能量密度、長壽命和良好的抗震性能，電池系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計為易于更換和維護(hù)，以適應(yīng)長時間的采茶作業(yè)需求。鋰電池還應(yīng)有低自放電率和長壽命的特點，能夠重復(fù)充電放電700次以上，確保采茶機(jī)的持續(xù)工作能力。2.動力部分通常由直流電動機(jī)提供，如24V的直流電動機(jī)，這種電機(jī)能夠為采茶機(jī)提供穩(wěn)定而高效的驅(qū)動力。3.動力通過軟軸傳至手?jǐn)y采摘裝置，驅(qū)動切割器（單動刀或者雙動刀兩種方式）和集葉裝置進(jìn)行工作。這種傳動方式可以減少能量損失，提高傳動效率。傳動部分的設(shè)計需要考慮到減少震動和噪音，以提高采茶機(jī)的舒適性和操作性。4.當(dāng)采茶機(jī)運作時，轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到1800r/min，以保證采茶操作的正常運行。5.鋰電池采茶機(jī)內(nèi)部含有40w左右的微型電動機(jī)對其進(jìn)行驅(qū)動。四、傳感器1.選用壓力傳感器監(jiān)測按動安全開關(guān)的力度，防止操作失誤造成人身傷害。