開題報(bào)告--振搖式水果采摘機(jī)設(shè)計(jì)

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1、畢 業(yè) 論 文 開 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)?；?、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)一種專門針對(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

2、高，不能有碰傷、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3~5m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

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(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型。振搖式是利用外力使樹體或樹枝發(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)。切割式是將樹枝或果柄切斷使果實(shí)與果樹分離的方式，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采摘，不僅存在極大的安全問(wèn)題，而且對(duì)樹木的損傷也非常嚴(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)的搖樹采種機(jī)，但

4、由于能耗高、效率低、對(duì)樹木損傷大，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)?；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(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

5、業(yè)是水果生產(chǎn)鏈中最耗時(shí)、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。 總體結(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

6、樹夾持機(jī)構(gòu)、回收果實(shí)裝置等一系列的裝置配合完成水果的采摘工作。 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(zhǎng)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(shí)盡量減少對(duì)樹干表皮損傷； 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

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?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 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(jì)研究的是多種水果采摘設(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 題 報(bào) 告 5．參考

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