開題報告--振搖式水果采摘機(jī)設(shè)計

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1、畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 1．本課題的研究意義 目前，我國水果收獲主要靠人工手摘和借助云梯、采果刀等簡單工具輔助采收。水果采收機(jī)械的研究在我國仍處于起步階段，未見成熟先進(jìn)的實用機(jī)具報道。目前，隨著林果的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展，依靠人工采收的方式已經(jīng)不能滿足產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需要。針對我國人工采收效率低、勞動強(qiáng)度大、成本高的生產(chǎn)實際，需要設(shè)計一種專門針對水果采摘機(jī)的收獲機(jī)具，做到工作穩(wěn)定可靠,，采凈率高且不傷樹的特點。以滿足當(dāng)前果園產(chǎn)業(yè)的需要，促進(jìn)水果采摘是一項勞動投入量很大的作業(yè)，有些水果因成熟期不一致，需要多次采摘才能完成收獲;而有些作為鮮食或作為加工用途的果品，因市場對于果實外觀要求較

2、高，不能有碰傷、刮傷、壓裂等機(jī)械損傷，采收這些水果時必須小心翼翼:另外，水果收獲是在離地面有3~5m高的空中作業(yè)，以上原因決定了水果采摘是一項費(fèi)時、費(fèi)工、費(fèi)力的作業(yè)。人工采收水果的速度緩慢，大面積發(fā)展水果種植時，必須要依靠機(jī)械化來提高采摘效率。據(jù)有關(guān)資料介紹，有些鮮食水果的采收用工量較大，約占水果生產(chǎn)總用工量的50%以上,導(dǎo)致特色果品的生產(chǎn)成本過大，不能滿足向果品加工企業(yè)提供數(shù)量充足、質(zhì)量優(yōu)越、價格相對低廉的原料，這樣極不利于企業(yè)直接參與市場競爭。振搖式采收設(shè)備的研究，就是針對采摘時的要求進(jìn)行設(shè)計的采摘機(jī)械，水果機(jī)械化收獲對提高收獲效率，降低收獲作業(yè)成本，做到適時收獲，減少收獲過程中造成的機(jī)械

3、損，保證水果質(zhì)量，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化具有重要現(xiàn)實意義。 目前果園的機(jī)械式采摘主要有振搖式、撞擊式和切割式三種類型。振搖式是利用外力使樹體或樹枝發(fā)生振動或振搖，使果實產(chǎn)生加速度，在連接最弱處與果枝分離而掉落。撞擊式是撞擊部件直接沖撞果枝或敲打牽引果枝的棚架振落果實。切割式是將樹枝或果柄切斷使果實與果樹分離的方式，又分為機(jī)械切割式和動力切割式。 國內(nèi)在林果采摘及林木種子采收方面的技術(shù)和手段比較落后，更多還是依靠人工上樹采摘，不僅存在極大的安全問題，而且對樹木的損傷也非常嚴(yán)重。我國對于振動式采收機(jī)的研究始于上世紀(jì)80年代。1983年，東北林業(yè)大學(xué)研制了由集材拖拉機(jī)驅(qū)動的搖樹采種機(jī)，但

4、由于能耗高、效率低、對樹木損傷大，從而并沒有在林業(yè)發(fā)展上得到推廣和應(yīng)用;1985年，南京林業(yè)大學(xué)研制了由CH25型鏈鋸發(fā)動機(jī)驅(qū)動的南方杉木振動采種機(jī)，由于使用的局限性和機(jī)構(gòu)設(shè)備設(shè)計的不完善振動器在樹上的安置點太低，也未能得到大范圍的推廣應(yīng)用。到了21世紀(jì)是農(nóng)業(yè)機(jī)械化向智能化方向發(fā)展的重要時期。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；⒍鄻踊途_化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)要求逐漸提高，許多作業(yè)項目都是勞動密集型工作，再加上國家政策的要求，保證作業(yè)質(zhì)量成為關(guān)鍵問題;同時，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅猛，農(nóng)業(yè)勞動力將逐漸向社會其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移;隨著人口的老齡化和農(nóng)業(yè)勞動力的減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本也相應(yīng)提高，這樣大大提高了產(chǎn)品的市場競爭力。果品采摘作

5、業(yè)是水果生產(chǎn)鏈中最耗時、最費(fèi)力的一個環(huán)節(jié)。采摘作業(yè)季節(jié)性強(qiáng)、勞動強(qiáng)度大、費(fèi)用高，因此保證果實適時采收、降低收獲作業(yè)費(fèi)用是農(nóng)業(yè)增收的重要途徑。由于采摘作業(yè)的復(fù)雜性，采摘自動化程度仍然很低。 2．本課題的基本內(nèi)容 本論文所研究的內(nèi)容是針對水果種植面積大果園采收困難的現(xiàn)實問題而設(shè)計的一種振動式水果采摘設(shè)備。此設(shè)備基于振動原理，其振動動力用電動機(jī)驅(qū)動，通過偏心輪機(jī)構(gòu)實現(xiàn)振動。適用于規(guī)?；N植小顆粒的水果采摘，其集電動機(jī)，振動桿等關(guān)鍵部位的設(shè)計制作于一體。此機(jī)設(shè)備使用便捷，適用性強(qiáng)能有效的提升果農(nóng)的采摘效率。實現(xiàn)果農(nóng)豐收盈利。 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計： 采摘機(jī)是由振動機(jī)構(gòu)輸出動力，采摘伸縮結(jié)構(gòu)、采摘果

6、樹夾持機(jī)構(gòu)、回收果實裝置等一系列的裝置配合完成水果的采摘工作。 振動機(jī)構(gòu)：振機(jī)構(gòu)采用曲柄連桿式機(jī)構(gòu)，曲柄在進(jìn)行圓周運(yùn)動過程中帶動連桿作往復(fù)運(yùn)動產(chǎn)生振動激振力。 采摘伸縮結(jié)構(gòu)：采摘臂結(jié)構(gòu)運(yùn)動相當(dāng)人的手臂，實現(xiàn)自動伸縮、旋轉(zhuǎn)并且其動作精確、靈活性較高，目前已在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如焊接機(jī)器人、搬運(yùn)機(jī)器人和裝配機(jī)器人，因此，林果采摘機(jī)采摘臂適宜選用關(guān)節(jié)型結(jié)構(gòu)。 采摘果樹夾持機(jī)構(gòu)：夾具開閉距離范圍較大，能夾住不同直徑大小的樹木;能沿著與樹干生長方向相垂直角度夾緊樹木;夾緊力大小適宜，夾緊樹干的同時盡量減少對樹干表皮損傷； 回收果實裝置設(shè)計：回收接載裝置主要用于對掉落的林果進(jìn)行減速和收集

7、，并裝入合適的容器中運(yùn)輸出果園。前提要保證果品的質(zhì)量，盡可能的減少損傷。 本論文的研究內(nèi)容如下： （1）分析振動機(jī)構(gòu)，電動機(jī)等關(guān)鍵部位的工作原理，研究確定整機(jī)的總體設(shè)計方案。 （2）分析采摘設(shè)備主要核心工作部件的結(jié)構(gòu)原理對其進(jìn)行選型和計算。 （3）通過Pro/E三維繪圖軟件建立采摘裝置的三維模型，并利用仿真軟件對其進(jìn)行運(yùn)動軌跡分析完成水果采摘機(jī)的設(shè)計。 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 3．本課題的重點和難點 重點： (1）設(shè)計的振搖式水果采收設(shè)備相對其他水果采取機(jī)具有操作靈活多變，采摘具有選擇性，對果樹本損傷小，成本低等。 (2）振搖式采收設(shè)備，使原本的低效率的采果有

8、了一定的提高，并且降低了采摘的人工成本，在采摘速度上畢人工采摘有了顯著的的提高。 難度： 本設(shè)計研究的是多種水果采摘設(shè)備，所以對采摘機(jī)的適用性要求強(qiáng)，能夠滿足多少水果的采摘工作。 4．論文提綱 1 緒論 1.1研究的背景及意義 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 水果采摘設(shè)備的設(shè)計 2.1總體方案設(shè)計 2.1.1設(shè)備結(jié)構(gòu)原理 2.1.2設(shè)備工作原理 3.采摘主要部分設(shè)計 3.1采摘伸縮結(jié)構(gòu) 3.2采摘果樹夾持緊束機(jī)構(gòu)設(shè)計 3.3果實回收裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 動力輸出振搖機(jī)構(gòu)設(shè)計 4.1動力選擇 4.2振動機(jī)構(gòu) 結(jié)論 ? 畢 業(yè) 論 文 開 題 報 告 5．參考

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