智能型鲜花运输周转箱设计_龚婧.pdf

SCI-TECH INNOVATION&PRODUCTIVITYNo.1 Jan.2023，Total No.348智能型鲜花运输周转箱设计基金项目 校级大学生创新训练项目（202210225051）收稿日期：20220110；修回日期：20220528作者简介：龚婧（2002），女，湖北宜昌人，在读本科，主要从事包装技术研究，E-mail：。通信作者：李琛（1979），女，黑龙江哈尔滨人，副教授，主要从事包装技术研究，E-mail：lichen_。龚婧，魏媛杰，庞栋，陈羽彤，马成，李琛摘要：为解决鲜花运输过程中运输包装难以重复利用、鲜花损耗率高的问题，设计了适用于鲜花配送运输环节的智能型鲜花运输周转箱。在该设计中，通过定位结构设计，实现了鲜花分区分隔放置，可有效减少鲜花的机械损伤且通用性好；通过温控装置与通风装置增强保鲜能力，降低鲜花损耗率。该智能型鲜花运输周转箱可重复利用，降低成本。关键词：鲜花运输；周转箱；分隔放置；智能监测；重复利用中图分类号：F252.13；TB485.3；Q944.5文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2023.01.098（东北林业大学工程技术学院，黑龙江哈尔滨150040）文章编号：1674-9146（2023）0109803鲜花主要用于美化环境、人际交往，还作为一种食物来源。随着经济的发展与人民消费水平的提高，鲜花此类非生活必需品的市场需求量与日渐增，我国花卉市场开放力度加大，且在国际市场上的占有率越来越高。由于我国幅员辽阔，鲜花生产基地多，因此运输过程往往路途较长，需要经历多次中转才能到达市场1。在运输过程中，鲜花运输包装大多为瓦楞纸箱，出现了以下问题：一是不环保。鲜花运输包装在运输过程中易变性、破损，难以重复利用，在运输中属于一次性用品。运输包装的加工生产与回收处理浪费资源，增加了碳排放。二是鲜花损耗大。在运输过程中，鲜花往往由于外界环境造成的冲击、碰撞或挤压，发生花朵受损、折枝等损耗，经济效益降低2-4。为解决以上问题，本设计探究一种适用范围广的智能型鲜花运输周转箱，可灵活分隔箱体空间以放置鲜花，从物理和生理上减少鲜花损耗，在物流运输过程中可循环利用。1智能型鲜花运输周转箱结构设计1.1总体结构适用范围广的智能型鲜花运输周转箱总体结构见图 1。该周转箱外壳的外侧壁上均匀分布开设有若干个通槽，顶面内侧壁上开设有侧槽，底面靠近边沿处开设有卡槽，侧槽与卡槽之间相互匹配设置。外壳内腔的前侧壁和左侧壁上均开设有横槽，内腔前后对称设置有若干个活动壳。前后相邻的两个活动壳之间均设置有安装板，安装板分别插入两侧的活动壳并与其活动连接。第 99 页图 2 为内部结构示意图；第 99 页图 3为内部结构 A-A 截面示意图。安装板上均匀分布开设有若干个圆槽，圆槽内均固定连接有风扇，安装板的左右侧壁中心均固定连接有温控装置。活动壳的内腔侧壁上均固定连接有电池，前侧活动壳的前侧壁上固定连接有固定壳，后侧活动壳的后侧壁上开设有矩形槽，矩形槽与固定壳相互匹配设置，固定壳内腔设置有定位结构。1.2定位结构第 99 页图 4 为 A-A 截面中 B 局部放大图。图 4 展示了固定壳内腔定位结构。圆台块前侧壁上固定连接固定杆，固定杆远离圆台块一端贯穿固定*267654321图 1总体结构示意图1外壳；2通槽；3侧槽；4卡槽；5横槽；6活动壳；7安装板；26凹槽技术 创 新Technological Innovation-098-2023 年 1 月总第 348 期壳并与其活动连接。圆台块远离固定杆一侧开设有活动槽，活动槽内固定连接第一弹簧，第一弹簧另一端固定连接有圆杆，圆杆与活动槽活动连接，圆杆另一端与固定壳内腔固定连接。圆台块的侧壁上下对称活动连接有两个插杆，横槽的上下侧壁上均开设有插槽，插杆远离圆台块一端贯穿固定壳并插入插槽，插杆与固定壳之间活动连接。插杆远离插槽一端固定连接有活动块，活动块与斜槽之间活动连接。1.3连接结构图 2 展示了活动壳与安装板的连接结构。活动壳的内腔上下侧壁上均开设有滑槽，安装板上下侧壁靠近两侧均固定连接有滑块，滑块与滑槽之间活动连接，滑块的侧壁上固定连接有第二弹簧，第二弹簧另一端与滑槽内侧壁固定连接。2智能型鲜花运输周转箱主要构件2.1外壳外壳具有通槽、侧槽、卡槽、横槽、活动壳设计，侧槽与卡槽可相互匹配设置。2.2活动壳活动壳设有凹槽、通孔、电池、固定壳、矩形槽、滑槽设计，连接外壳与安装板，且通孔增强了箱内空气流通。2.3安装板安装板具有圆槽、风扇、防护网、温控装置、滑块设计，根据鲜花放置分隔箱内空间，监控箱内温度，加强箱内空气流通。2.4定位结构定位结构具有圆台块、斜槽、固定杆、固定壳、活动槽、第一弹簧、圆杆、插杆、横槽、插槽、活动块设计，活动壳矩形槽与固定壳相互匹配后定位。3智能型鲜花运输周转箱应用原理在使用时，先根据鲜花的大小不同，通过将活动壳和安装板插入到外壳内腔之中，在外壳内腔之中分隔出不同大小的隔断空间；若需要进行横向分隔操作时，将一个固定壳插入到另一活动壳上的矩形槽内，实现两个活动壳之间的连接，再将另一侧的固定壳插入到横槽内，通过第二弹簧推动安装板运动，可以使得两侧的活动壳紧贴在外壳内腔侧壁上，此时固定壳内的固定杆与横槽内侧壁紧贴推动，固定杆推动圆台块运动，第一弹簧压缩，通过圆台块的运动带动插杆运动，使得插杆插入到横槽内侧壁上的插槽内，完成对活动壳和安装板位置的定位，从而对外壳内腔形成内部空间分隔操作，这样可以方便地实现对不同大小的鲜花进行放置运输操作，通用性好。在运输的过程中，通过温控装置对外壳内腔的温度进行监测，一旦外壳内腔的温度过高，风扇启动，通过风扇的转动加速外壳内腔的空气流通，并通过外壳侧壁上的通槽作用，可以有效地减少温度过高对鲜花的损坏，便于对鲜花的运输使用。4智能型鲜花运输周转箱主要性能1）放置通用功能。将活动壳和安装板置于外壳内腔之中，并通过定位结构实现对外壳内腔进行分隔操作，可以根据鲜花的大小不同进行分开放置，便于对鲜花的放置，通用性好。2）降低损耗功能。通过温控装置对外壳内腔图 2内部结构示意图1外壳；5横槽；6活动壳；7安装板；9风扇；10温控装置；11电池；20插槽；21滑槽；22滑块；23第二弹簧；25防护网；29矩形槽51206 9 10 23 22 7 29 11 21 25AA图 3内部结构 A-A 截面示意图1外壳；3侧槽；4卡槽；6活动壳；7安装板；8圆槽；9风扇；11电池；21滑槽；22滑块；23第二弹簧；24通孔；26凹槽；29矩形槽21 23 22879263611B124294图 4A-A 截面中 B 局部放大图12固定壳；13定位结构；14圆台块；15固定杆；16活动槽；17第一弹簧；18圆杆；19插杆；20插槽；27斜槽；28活动块13B512272820191417151618技 术 创新Technological Innovation-099-SCI-TECH INNOVATION&PRODUCTIVITYNo.1 Jan.2023，Total No.348参考文献：1LARRY L.HOWELL.柔顺机构学M.余跃庆,译.北京:高等教育出版社,2007.2姚兴田,王旭光,张磊,等.基于滑块摇杆机构的柔性三指机器人手爪研究J.农业机械学报,2021,52(8):396-405.3金开放.大行程柔顺恒力机构的优化设计D.西安:西安电子科技大学,2018.4张凯,韩迎鸽,李保坤,等.基于附加弹簧双滑块四杆机构的柔顺恒力机构设计J.机械传动,2020,44(4):85-89.5LIB,HAO G.On generatingexpectedkinetostatic nonlinearstiffness characteristics by the kinematic limb-singularity of acrank-slider linkage with springs J.Chinese Journal ofMechanical Engineering,2019,32(3):29-44.（责任编辑王璐）Design of Compliant Constant Force MechanismBased on Additional Spring Rocker SliderYU Ze-xian,ZHAO Xu,QUAN Zi-qing(School of Mechanical Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan 232001 China)Abstract：This paper elaborates a compliant mechanism that can achieve constant force characteristics,and illustrates thetheoretical model,specific configuration and simulation results of the design.The theoretical analysis model is establishedbased on the additional spring rocker slider mechanism,and the kinematic static equation is deduced by the principle ofvirtual work.Then the specific configuration of compliant constant force mechanism is established according to the rigid bodyreplacement synthesis method,and the accuracy and feasibility of the model is verified by the finite element analysissoftware.Key words：constant force characteristic;compliant mechanism;principle of virtual work;rigid body replacement synthesismethod进行温度监控，一旦温度过高，风扇启动，加速外壳内腔的空气流通；利用外壳侧壁上的通槽作用，降低外壳内腔温度，减少对鲜花的损坏。3）循环利用功能。采用可循环利用材质，提高周转箱的重复使用率，降低成本，减少碳排放。5结束语设计了通用的智能型鲜花运输周转箱，在保证周转箱运输能力的同时，提高通用性与对所运输鲜花的保护性。该设计主要完成了周转箱适配各种不同规格鲜花与鲜花运输温度调控装置的设计，在后续研究中，将考虑该周转箱对于各种不同规格运输容器的适配能力，使得周转箱尺寸可以根据运输工具规格进行调整，从而使得其适用于更广泛的鲜花运输。参考文献：1陈绮.我国花卉物流现状及发展研究J.现代企业教育,2010(4):104-105.2林金水.花卉的采后保鲜、包装及贮运J.中国花卉园艺,2006(4):36-39.3李晓刚.鲜切花运输包装及物流配送的分析研究J.包装工程,2010,31(13):71-73+86.4薛金礼,祝安然,邵贝贝.我国花卉物流发展对策J.物流技术,2021,40(4):40-42.（责任编辑邸开宇）Design of Intelligent Flower Transport Turnover BoxGONG Jing,WEI Yuan-jie,PANG Dong,CHEN Yu-tong,MA Cheng,LI Chen(College of Engineering and Technology,Northeast Forestry University,Harbin 150040 China)Abstract