开题报告-简易桔子采摘装置结构设计.docx

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1、新余学院本科毕业设计（论文）开题报告学 号学生姓名二级学院专 业机械设计制造及其自动化指导教师姓名及职称郭国谊（副教授）毕业设计（论文）题目简易桔子采摘装置结构设计1.研究背景和意义:橘子是我国最常见的水果之一，因其丰富的营养功效和极高的药用价值，广受人们的喜爱。在我国南部广泛种植。就目前调查，我国果园机械采摘的机械化程度普遍较低，其主要方法为两种形式：机械辅助半主动采收和机械全自动采收，全自动化机械操作复杂，体积庞大且成本十分的高昂，因此大多数的橘子是靠手工采摘,但效率低且成本高。针对量产水果采摘中存在的作业范围广、触碰力度控制要求高及需选择性采摘等问题，而现有的采摘装置结构复杂，体积庞大，

2、操作困难，不易推广因此，为解决以上问题，需要一种橘子采摘机，能够有效降低操作难度和采摘劳动强度，提高采摘效率，并且结构简单，体积小，操作方便，随着时代的发展，国民生产总值的增长，我国的经济总量正在持续增长，而农业在人们的生活中扮演着重要的角色，它是人们生活的最基本保障，农业的发展也按果类收获方式果类收获机械可以分为机械化和半机械化两大类。典型的半机械化采收水果的设备为人工操作的摘果器。美国在60年代研究制作了液压升降平台车，开始为单工位车，70年代发展成为多工位车，它代替梯子将单个或多个工人运载到必要的工位，配合使用摘果工具采摘与手距离较远或由于太高不便采摘的果实以减少台车移动工位的次数，提高

3、采摘效率。早期收获的作业平台是为了人们在采摘较高位置果实而开发的半自动化摘果台架。通过由拖拉机液压驱动的可升降及横向运动的机构，将人抬升到适宜的采摘位置进行人工采摘，采摘后的果实放入收集袋中或通过滑行管道滑入大果箱内。后来随着技术的不断成熟，摘果台架逐渐演变成为集人工采摘、果实输送、果实装箱等一体的林果收获作业平台。半机械化采收水果主要还是由人工劳作来实现水果的采摘运输，工效低，主要用于采收易损伤、要求完好率高的鲜食用水果和贮藏用水果。随着园艺学的发展，果树低矮化处理使得升降平台的使用逐渐减少，取而代之的是机械化程度越来越高的收获平台。2.2国内研究动态：中国从20世纪70年代开始研制果实采收

4、机，当时研制出的是与手扶拖拉机配套的机械振动式山楂采果机。液压升降平台车是人工采果的辅助设备，其用途是将采果者升运到必要的工位。在拖拉机或自走式动力底盘上可装置单个或多个作业平利于保鲜储藏，从而最终造成降低经济收入。四橘子的采摘如果不将枝叶剪切那么果子将会不利于保存以及不利于来年结果影响影响收益。五果树较高果子落地易摔坏。民以食为天，中国是世界上最大的水果出产国，居全球13个产量超1000万吨的国家之最。目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。采摘作业比较复杂，季节性很强。若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大.而且容易造成果实的损伤，如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。而世面上

5、许多采摘机械智能化，机械化程度复杂无法有效有利的使用。3.2.2设计原理手持背负式水果采摘机按结构功能可分为采摘装置、收集装置、背负装置、伸缩装置、电机调速装置，收集装置固定安装在采摘装置下方，采摘装置安装在伸缩杆顶端，伸缩杆与腰带通过万向轴承连接，伸缩杆可实现无死角旋转。工作原理：开始采摘前，根据桔子树的品种、枝条的粗细来调节电机的转速，根据采摘者的体形来调节背带、腰带。采摘时，根据果实不同的位置，调节伸缩杆，通过拉杆快速调节采摘头的角度，用钩杆快速钩取果实的果梗，果梗顺着钩杆滑向锯片，直至被切断。完成果实的采摘后，果实脱落，掉入弹性布管，经由柔性伸缩布管缓冲、减速、导向，最终被输送到收集箱

6、。结构简图如下图（1）橘子采摘机结构简图323功能和结构设计方案1采摘2采摘头角度调节水果采摘时，一般需要保留适当长度的果梗，则采摘时应该尽量使采摘头与果梗垂直，一可便于切割采摘保留合适的果梗长度，二则便于观察。但是果实分布的高度不同，在采摘水果时，采摘头与果梗会形成一个夹角a,在低处采摘水果时，夹角a较大，能保证切割点高于果梗最长点，使得采摘后的果梗长度不过长，但是当采摘高处的水果时，夹角a过小，无法保持近似垂直状态，会使得切割点高于果梗最长点，使得采摘后的果梗长度过长。为此，本设计设有采摘头角度调节装置，调节采摘头角度，能同时满足高、低处水果采摘的要求。采摘头角度调节装置包括连杆、滑块、拉

7、杆。其中，采摘头、连杆、滑块以及伸缩杆构成曲柄滑块机构，通过拉杆拉支滑块，实现采摘头的角度调节，使采摘质量更好。图（3）高，低处橘子采摘示意图3收集果实的采摘质量、采摘效率很大一部分取决于收集装置。手持式电动水果采摘机，在采摘装置下，设计一个收集筐，果实下落高度小，很好地保证了采摘质量，但收集一定量的果实后，会增加负重，从而影响采摘效率。利用长网兜将采摘好的果实输送至地面，有缓冲效果且效率高，但网兜易马树枝缠绕，树枝也可穿过网兜，划伤果实，不仅给采摘带来不便，也会影响采摘质量。为此，该设计的收集装置选用伸缩布管，其结构为用帆布包覆螺旋铁丝，从而形成通管，此伸缩布管重量轻、伸缩比大、缓冲性能好，

8、使得采摘动作更灵活、采摘质量更高，能够实现采摘收集一体化。4背负长时间进行水果采摘作业，如果只靠手部工作，很容易造成手部的疲劳。为了减小手部的劳动量，设计了背负装置。背负装置采用背带和腰带相结合方式，并增设手柄，充分利用腰部和背部的力量，很大程度上减小手臂支撑的力量，从而达到了减轻使用者身体局部疲劳、便于长时间工作。5伸缩果实生长高度不一，低则略高于地面，高可达3m,较低位置的果实人工可轻松完成采摘动作，而高于2m, 一般需要借其他工具。为此，该设计设有伸缩装置，既能采摘高处果实，又不影响低处果实的采摘。伸缩装置采用直径不等的薄壁不锈钢管，通过螺旋夹紧连接，螺旋固定套与外管固定连接，当压套往下

9、旋时，使螺旋固定套夹紧内管，从而达到固定作用。6电机调速同调节控制电机转速。324设计中可能存在的问题：1 .剪切动力越到较大枝丫可能不足2 .机械设备总重量过重3 .全方面防水措施是否会增加过高成本，是否可以重点区域防水4 .如何才能符合人体构造学，让人可以长时间工作不会十分劳累5 .是否可以全部用模块化零件降低成本6 .机械臂长度多少合适，过长是否会加剧操作员的体能消耗和生产成本7 .果子如果在密布的枝丫中如何才能让机械臂将剪刀头送达位置8 .剪刀头可否换装，用于适应不同的大小橘子的品种9 .可能无法准确定位果梗位置4 .创新点：1 .机械手具有一定的伸缩度，由柔性和灵巧性都比较好的机械手

10、及末端执行器组成，能够在作业过程中躲避障碍物，。2 .机器制造成本低，可以更好为农民服务。3 .由于采摘机器操作过程简单.而且成本低，有利于更好地推广。4 .机器本身重量轻，采摘操作使用方便，运输方便，拆卸方便，零件都是使用模块化零件让农民朋友在遇到问题时方便自己维修5 .具备一定防水措施，可以做到小雨不下线，并且长时间露水侵染任然具有相当长的使用寿命。6 .使用弹性布管确保果子不易损坏7 .剪头可更换可以调整角度8,设置勾杆方便定位果梗5 .现阶段已有的条件和设计工作方法：综合运用多学科的知识体系对机械进行研究，寻求多学科交叉融合创新的方向。分析社会现象如何满足社会关系的需要，对过往大量实践

11、活动进行归纳分析，在经过不断的修正玩善，指导自己研究开展；通过查询文献获得资料，全面的、正确的掌握所要研究问题发展历史，研究进程和未来的趋势；综合运用4年的专业知识，依据现有的科学理论和实践需要上网收集资料，通过老师的指导和大家的讨论确定研究开展方向和设计。6 .工作进展和计划1、2021年12月13日-12月17日，集中动员指导。下达任务书，明确撰写开题报告，毕业论文及过程管理手册基本要求，并对毕业论文写作的工作内容及流程以及对资料的收集与整理、分析的具体运用等作具体指导等。2、2021年12月18日至2022年1月10 口，开题，收集原始资料，调研分析,撰写完成并上交毕业论文开题报告，指导

12、教师审定，并开始填写毕也论文过程管理手册。3、2022年1月11日至2022年2月14日，设计制定、修改完善毕业设计原理方案，完成原理设计，并进行初步的设计计算，完成相关外文文献资料的阅读与翻译工作，同时开始初步撰写毕业论文。4、2022年2月15日至2022年3月31日，分阶段完成毕业设计总体设计，基本完成图纸绘制与工艺编写，并撰写完成毕业论文初稿，分次上交审核。5、2022年4月1日至2022年4月8日，配合老师进行毕业设计中期检查。开题报告内容6、2022年4月9 口至2022年4月30 口，根据总体设计、图纸工艺和论文初稿的修改意见，继续相关设计和整理资料工作，分阶段完善设计并最后定稿

13、，并将设计图纸和毕业论文终稿上交审查，并进行论文查重工作，通过后按要求格式上交设计电子稿与纸质稿。7、2022年5月1日至2022年5月20日，完善资料，准备答辩PPT等材料，按学院安排准时到场参加行毕业论文评阅、答辩工作。8、2022年5月21 口至2022年5月31 口，配合老师进行毕业论文整理及归档工作。7 .参考文献1机械工程手册K。北京：机械工业出版社，2003.2闻邦椿，机械设计手册(第5版)K北京：机械工业出版社，2010.3机械设计实用手册编委会机，械设计实用手册M o北京:机械工业出版社,2009.4方梁菲凋昕,张馨悦.新工科背景下学科竞赛和大创项目驱动的机械类专业实践教学创

14、新模式探索J.北京印刷学院学报,2020.L5J陈斌.食品加工机械与设备M.机械工业出版社，2002.226-267.L6J蒋迪清，唐伟强.食品通用机械与设备M.华南理工大学出版社，2003.44-68.潘峰消乙科.机械类专业应用型本科实践教学改革分析与研究J.设备管理与维修,2020.8王三民，诸文俊.机械原理与设计M.机械工业出版社，2000.332-354.9陆振曦，陆守道.食品机械原理与设计M.中国轻工业出版社，2001.42-54.10张有忱，机械创新设计M.北京:清华大学出版社，2011.5.6.11倪利勇，吴彩容，曹义泽,戴东琪，沈慧，植美银.工程教育专业认证背景下的机械类学科基

15、础课程改革实践J.装备制造技术,2020(09).121淳容.农业机械类文本英译实践报告D.湖南师范大学,2015.12 Jai P. Agarwal. Power electronic systems-theory and designMJ. Prentice Hall, 2001.13 CHEN Dar-Hao.Study of Rut-Depth Measurements Transportation Research Board80thAnnual Meeting January7-11,2001 C. Washington,D. C.14 John H Tension! Performace of NovaChip in New, MexicoRl Rocky MountainAsphaltConference,