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1、畢 業(yè) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告1本課題的研究意義目前，我國(guó)水果收獲主要靠人工手摘和借助云梯、采果刀等簡(jiǎn)單工具輔助采收。水果采收機(jī)械的研究在我國(guó)仍處于起步階段，未見(jiàn)成熟先進(jìn)的實(shí)用機(jī)具報(bào)道。目前，隨著林果的規(guī)模化、產(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(duì)我國(guó)人工采收效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、成本高的生產(chǎn)實(shí)際，需要設(shè)計(jì)一種專(zhuān)門(mén)針對(duì)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(shù)的特點(diǎn)。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(xiàng)勞動(dòng)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(chǎng)對(duì)于果實(shí)外觀要求較高，不能有碰傷
2、、刮傷、壓裂等機(jī)械損傷，采收這些水果時(shí)必須小心翼翼:另外，水果收獲是在離地面有35m高的空中作業(yè)，以上原因決定了水果采摘是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)、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(shí)，必須要依靠機(jī)械化來(lái)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(guò)大，不能滿足向果品加工企業(yè)提供數(shù)量充足、質(zhì)量?jī)?yōu)越、價(jià)格相對(duì)低廉的原料，這樣極不利于企業(yè)直接參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。振搖式采收設(shè)備的研究，就是針對(duì)采摘時(shí)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的采摘機(jī)械，水果機(jī)械化收獲對(duì)提高收獲效率，降低收獲作業(yè)成本，做到適時(shí)收獲，減少收獲過(guò)程中造成的機(jī)械損，保證水果質(zhì)量
3、，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(shí)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(lèi)型。振搖式是利用外力使樹(shù)體或樹(shù)枝發(fā)生振動(dòng)或振搖，使果實(shí)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(shí)。切割式是將樹(shù)枝或果柄切斷使果實(shí)與果樹(shù)分離的方式，又分為機(jī)械切割式和動(dòng)力切割式。 國(guó)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(shù)采摘，不僅存在極大的安全問(wèn)題，而且對(duì)樹(shù)木的損傷也非常嚴(yán)重。我國(guó)對(duì)于振動(dòng)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(dòng)的搖樹(shù)采種機(jī)，但由于能耗高、效率低、對(duì)樹(shù)
4、木損傷大，從而并沒(méi)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的南方杉木振動(dòng)采種機(jī)，由于使用的局限性和機(jī)構(gòu)設(shè)備設(shè)計(jì)的不完善振動(dòng)器在樹(shù)上的安置點(diǎn)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(shí)期。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；?、多樣化和精確化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)要求逐漸提高，許多作業(yè)項(xiàng)目都是勞動(dòng)密集型工作，再加上國(guó)家政策的要求，保證作業(yè)質(zhì)量成為關(guān)鍵問(wèn)題;同時(shí)，工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展迅猛，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力將逐漸向社會(huì)其他產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移;隨著人口的老齡化和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。果品采摘作業(yè)是水果生產(chǎn)鏈中最耗時(shí)、
5、最費(fèi)力的一個(gè)環(huán)節(jié)。采摘作業(yè)季節(jié)性強(qiáng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高，因此保證果實(shí)適時(shí)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(dòng)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(duì)水果種植面積大果園采收困難的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一種振動(dòng)式水果采摘設(shè)備。此設(shè)備基于振動(dòng)原理，其振動(dòng)動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)偏心輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)振動(dòng)。適用于規(guī)?；N植小顆粒的水果采摘，其集電動(dòng)機(jī)，振動(dòng)桿等關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)果農(nóng)豐收盈利?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：采摘機(jī)是由振動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出動(dòng)力，采摘伸縮結(jié)構(gòu)、采摘果樹(shù)夾持機(jī)構(gòu)、回收果實(shí)裝置等一系列的裝置配合完成
6、水果的采摘工作。振動(dòng)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(dòng)過(guò)程中帶動(dòng)連桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生振動(dòng)激振力。采摘伸縮結(jié)構(gòu)：采摘臂結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相當(dāng)人的手臂，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)伸縮、旋轉(zhuǎn)并且其動(dòng)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(shù)夾持機(jī)構(gòu)：夾具開(kāi)閉距離范圍較大，能夾住不同直徑大小的樹(shù)木;能沿著與樹(shù)干生長(zhǎng)方向相垂直角度夾緊樹(shù)木;夾緊力大小適宜，夾緊樹(shù)干的同時(shí)盡量減少對(duì)樹(shù)干表皮損傷；回收果實(shí)裝置設(shè)計(jì)：回收接載裝置主要用于對(duì)掉落的林果進(jìn)行減速和收集，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
7、減少損傷。本論文的研究?jī)?nèi)容如下：（1）分析振動(dòng)機(jī)構(gòu)，電動(dòng)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(jì)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(duì)其進(jìn)行選型和計(jì)算。（3）通過(guò)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(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡分析完成水果采摘機(jī)的設(shè)計(jì)。畢 業(yè) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告3本課題的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：(1）設(shè)計(jì)的振搖式水果采收設(shè)備相對(duì)其他水果采取機(jī)具有操作靈活多變，采摘具有選擇性，對(duì)果樹(shù)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(jì)研究的是多種水
8、果采摘設(shè)備，所以對(duì)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 水果采摘設(shè)備的設(shè)計(jì)2.1總體方案設(shè)計(jì)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(jì)3.1采摘伸縮結(jié)構(gòu)3.2采摘果樹(shù)夾持緊束機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3果實(shí)回收裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 動(dòng)力輸出振搖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1動(dòng)力選擇4.2振動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)論畢 業(yè) 論 文 開(kāi) 題 報(bào) 告5參考文獻(xiàn)1張恩銘,張新星,陳葉葉,陳席國(guó),吳成成,李治丹.智能采摘機(jī)視角下的切割技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望J.南方農(nóng)機(jī),2021,52(05):12-14.2呂怡秋,楊葉.我國(guó)果園機(jī)械采摘與分級(jí)研究進(jìn)展J.農(nóng)村實(shí)用
9、技術(shù),2020(10):107-108.3尹遜春. 振動(dòng)式核桃采摘機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化D.哈爾濱商業(yè)大學(xué),2020.DOI:10.27787/ki.ghrbs.2020.000338.4劉遠(yuǎn)力. 抗傾覆香蕉采摘整機(jī)的設(shè)計(jì)與研究D.福建農(nóng)林大學(xué),2020.DOI:10.27018/ki.gfjnu.2020.000132.5鄧祥豐. 菠蘿采摘機(jī)關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)與分析D.成都大學(xué),2020.DOI:10.27917/ki.gcxdy.2020.000025.6桑勇,楊琦,王瓊,朱戰(zhàn)勝,張家熹.一種機(jī)電網(wǎng)綜合設(shè)計(jì)的水果采摘機(jī)J.湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2020,32(01):44-50+54.7張宸
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