9、动物粪便收集与绵羊内脏收获技术研究

动物粪便收集与绵羊内脏收获技术研究

1. 动物粪便收集机分析

1.1 电机功率与速度要求

在动物粪便收集机的设计中，驱动轴所需的最小扭矩是一个关键参数。假设电机和齿轮效率为 85%，所需的电机功率为 Preq = (Pth/0.85) = 123.4 W。这表明驱动输送系统的电机可以比车辆驱动电机小很多。为避免粪便堆积增加车辆阻力，当车辆以 0.2 m/s 的最大前进速度行驶时，输送系统的运行速度应始终高于 1.67 rad/s。

1.2 转向机制

为简化设计，该车辆采用手动转向，类似于船用舵的转向方式，这是一种“平行四边形转向机制”。这种机制仅适用于低速应用，因为高速行驶会导致轮胎或车轮严重磨损以及侧向拖动。相比之下，“阿克曼转向机制”能使两个车轮都与各自的转向圆相切，可避免车轮磨损和高地面摩擦。但由于该车辆主要用于沙地，如海滩或沙漠，“平行四边形”转向机制被认为足以适应这种环境。

1.3 实地测试结果

• 初始原型问题 ：基于初始设计的第一个原型在沙地收集动物粪便的成功率仅约 10%。马和骆驼的粪便往往会从耙子的“直齿”上向前滚动掉落。此外，新的或潮湿的粪便容易粘在耙齿上，需要手动清除。
• 解决方案尝试 ：添加“清洁耙”可部分解决粪便粘连问题，它能将粘性粪便推入收集箱。同时，增加“固定弯曲坡道”试图防止粪便从耙齿上掉落，但结果是坡道会在车辆前方堆积粪便，并非有效的解决方案。

1.4 耙子设计改进

• 弯曲齿设计 <