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本科畢業(yè)論文（設計）開題報告
論文（設計）題目
水果采摘裝置設計
學生姓名
學號
指導教師
何斌峰
1、 研究目的及意義
我國是一個農(nóng)業(yè)大國，水果產(chǎn)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分。水果種植產(chǎn)業(yè)最重要的操作環(huán)節(jié)便是果實成熟時的采摘作業(yè)，其勞動強度大、消耗時間長，同時由于樹高的限制，高處的果實很難采摘，也具有一定的危險性。所以需要設計一款簡單易于操作，但又效率高，易于生產(chǎn)，可以大面積推廣的設備，有來輔助生產(chǎn)過程中采摘的環(huán)節(jié)。以保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全，將更多的勞動力解放出來。
二、國內(nèi)外發(fā)展狀況
（1）國外
在德國，美國，法國，韓國，日本等發(fā)達的國家，隨著產(chǎn)業(yè)多樣化，國際化，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作性質(zhì)等原因，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動勞動力不足遠比其它行業(yè)來的嚴重。為了解決勞動力分散不均勻，保障生產(chǎn)，提高人們的生活質(zhì)量，各個國家都不斷研發(fā)出了一些農(nóng)業(yè)機械手。例如美國在1883年成功研制了世界上第一臺西紅柿采摘機械手；1987年研制出了對于樹冠外的果實分辨率很高于的柑橘采摘的機械手。韓國在1998年也開發(fā)研制了一種利用傳感器的識別專門用來采摘成熟果實的蘋果采摘機械手。而且該裝置還可以比較輕松的在果園里自由移動，工作空間范圍較廣。 而作為新興的發(fā)達國家的代表，日本在農(nóng)業(yè)機器人研究方面更是全面且多方位。例如為了噴灑農(nóng)藥專門設計出來的噴農(nóng)藥機器人，傳感器的加入使它能自動的噴灑農(nóng)藥。還有為了嫁接特意設計的機器人，極速的嫁接成倍的提高了生產(chǎn)效率。施肥機器人利用橡皮做成的四個超窄輪子可以做到在在狹窄的作物間行走。人機協(xié)作型機器人則是通過人與機械手的共同協(xié)調(diào)作用來完成水果采摘的。在采摘過程中，通過用人來完成定位與機器的導航的任務，而其它的工作（例如：關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動，末端執(zhí)行機構(gòu)等）則是由機器人精準控制來協(xié)調(diào)完成。 除此之外，日本還研究了西紅柿，葡萄，草莓，黃瓜等一系列的水果采摘機器人。
（2）國內(nèi)
作為一個果蔬生產(chǎn)大國，中國雖然在農(nóng)業(yè)機械自動化方面晚起步于其他發(fā)達國家，但是先天的不足不能扼住奮發(fā)的國人。1997年，東北林業(yè)大學教授陸懷民以液壓為驅(qū)動，配合以單片機控制系統(tǒng)，成功的研制出了松木球果實采摘機器人。果實采摘作業(yè)時，由底部的行走機構(gòu)帶動五自由度的機械手靠近果樹，然后由控制系統(tǒng)控制液壓缸實現(xiàn)大小臂的俯仰從而實現(xiàn)果實的精確采摘。2001年，針對番茄采摘采摘過程中定位不精準的問題，張瑞合等人巧妙地運用雙目立體視覺的辦法成功的解決了這一大難題。2005年，梁喜鳳 苗香雯 等人針對番茄機械手的機械運動特性問題成功的進行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化的運動的仿真。而近年來,隨著國家對農(nóng)業(yè)的重視和資源投入加大,作為農(nóng)用機械的一大熱 點,機械手更是有了質(zhì)的優(yōu)化和跨越,不過面對復雜多變的工作環(huán)境,機械手的研究依 舊任重而道遠。
三、研究內(nèi)容
1） 、設計方案的確定。
二）、初步做出整個裝置的零件圖和裝配圖。
三）、使用相關(guān)軟件做出三維圖，并對裝置進行模擬實驗和力學分析。并且對設計進行優(yōu)化。
四）、對裝置進行加工和裝配。
五）、使用裝置進行實地實驗和調(diào)試并且分析優(yōu)缺點以便后期改進。
六）、撰寫畢業(yè)設計論文
在教師指導作用下，獨立完成設計任務書，培養(yǎng)一定的創(chuàng)新意識和較強的設計學習能力，完成裝置的整個設計說明，并附加相關(guān)的圖紙和計算，計算步驟清晰明了，計算結(jié)果正確，設計繪圖等符合國家標準，撰寫設計說明書時要語言通順，文字簡練，圖示清晰。
四、研究方案以及步驟
本課題設計劃分為以下三個階段：
第一階段：1）認真閱讀任務要求，明確設計目的
2）查閱資料，了解本課題設計重點，注意事項
3）設計初期方案。
第二階段：1）做出零件圖和裝配圖。
2）做出三維圖并且進行軟件模擬和力學分析。
第三階段：1）對設計進行優(yōu)化和加工實物。
2）教師評閱、 學生修改
3）制作畢業(yè)答辯的PPT
五、論文提綱
第一章 緒論
1.1.課題背景及目的
1.2水果采摘裝置國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
第2章 裝置的設計原理和初步設計
2.1裝置的構(gòu)想和原理
2.2零件圖和裝配圖
第三章 三維圖的繪制裝配
3.1各個零件三維圖的繪制
3.2裝配
第四章 應力分析壽命計算及其優(yōu)化
4.1零件應力分析
4.2零件的壽命計算
4.3分析結(jié)果和優(yōu)化
第5章 實物的加工
5.1材料的選擇準備及加工余量的計算
5.2加工代碼的生成和轉(zhuǎn)換
5.3機加過程
5.4零件的修整和裝配
第6章 實物實地實驗
第七章 實物優(yōu)缺點的分析和優(yōu)化
致謝
六、工作量的估計、工作條件
1.工作量的估計
1 撰寫設計論文及設計說明書（不少于8000字）；
2 完成零件圖裝配圖和三維圖；
3 手工繪圖一張；
4 制作畢業(yè)答辯的PPT；
5 翻譯一篇外文論文。
2.工作條件
1.圖書館，圖書期刊資料和電子文獻資料
2.裝有制圖軟件的電腦，繪制二維圖、三維圖
3.制圖室，繪制圖紙
3.工作進程
2017.12.5-2017.12.28 查（借）閱資料，了解本課題設計重點，注意事項，撰寫開題報告。
2017.12.29-2018.2.28 繼續(xù)閱讀文獻，制定采摘裝置設計方案。
2018.3.1-2018.3.31 結(jié)構(gòu)設計、計算及校核
2018.4.1-2018.4.30 繪制裝配圖及零件圖，撰寫畢業(yè)設計。
2018.5.1-2018.5.11 指導老師、評閱老師評閱，整理資料準備答辯
2018.5.12 答辯。
七、存在的問題及擬解決采取的措施
1.前期設計思路和裝置原理的欠缺所以需要不停地查閱相關(guān)資料來確定初步方案。
2.在零件的各種計算和繪圖中可能會因為專業(yè)知識的不足進度較慢，要多和指導老師聯(lián)系，和學習。
3.在論文的撰寫過程中可能會因為缺少經(jīng)驗導致撰寫的不夠嚴謹，要多請教指導老師，不斷地查驗修改。
參考文獻
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指導教師意見及建議（從選題、理論與實證準備、研究（設計）方法、工作安排等方面給出評價，并提出指導意見）：
該生通過查閱大量資料了解水果采摘設備的基本要求，制定了合理可行的設計方案，選題符合機械專業(yè)要求，同意開題。
指導教師簽名：
年 月 日
畢業(yè)論文工作組意見及建議
準予開題
畢業(yè)論文工作組組長簽字：
年 月 日
注：1.此表由學生填寫后，交指導教師簽署意見，經(jīng)畢業(yè)論文（設計）工作組審批后，才能開題。
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