自行式割草机的设计传动部件、罩壳部件设计（含CAD图纸）
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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851本科生毕业设计（论文）题目自行式割草机的设计传动部件、罩壳部件设计机械工程学院院（系）机械设计制造及其自动化专业学生姓名指导教师指导教师工作单位起讫日期下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709852目录第一章传动部分和罩壳的设计111动力的选择112动力的分配113切割装置传动方案设计及切割器的选择114前部传动的设计315后部行走轮驱动方案316罩壳及割刀的设计417制动系统设计518草坪割草机的切割装置619草坪割草机的结构形式6第二章设计计算821带传动的设计及计算822减速箱中涡轮、蜗杆的计算1123链轮的计算1424割刀轴承的计算1625轴的计算18第三章设计说明2331润滑与密封2332使用、维修与保养23结束语24致谢25参考文献26下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709853摘要本设计开发了一种手扶自行式割草机，主要用于中、小面积草坪的修剪。本割草机采用一个四冲程汽油机作为动力装置，其额定功率8KW。割草装置釆用旋刀式，有三个刀盘，并且为前置式。刀盘装有两个万向轮。草屑通过排草通道可以向右排出，也可配备软袋集草器收集。割刀的驱动以及行走轮的驱动均釆用张紧轮张紧的方式进行动力的离合。汽油机经过带传动、减速器、链轮传动三级减速后将动力输出至行走轮。行走速度为1134M/S。本设计结构简单，布局紧凑，操作方便。关键词割草机；传动装置；罩壳下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709854下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709855ABSTRACTTHISDESIGNDEVELOPSAKINDOFWALKINGLAWNMOWERTHATMAINLYUSEDFORMEDIUMANDSMALLAREALAWNSCUTTHISLAWNMOWERADOPTSFOUROFSINGLECYLINDERSTROKEGASOLINEENGINETHEPOWEROFTHISENGINEIS8KWTHEMOWERADOPTSROTATINGCUTTINGDEVICE,THREECUTTERHEADSINFORTHTWOUNIVERSALWHEELSAREFIXEDONTHECUTTERHEADSTHEBITSOFTHEGRASSAREDISCHARGEDTOTHERIHGTSIDETHROUGHTHEGRASSPASSAGE,ITALSOCANBECOLLECTBYEXTRAGRASSBAGTRACTIONDRIVEADOPTSBELTSTHEWORMGEARDECECELERATORTHECHAINTRANSMISSIONTODRIVETHESYSTEMTHESPEEDIS1134M/SCUTTINGKNIVESANDTRACTIONSDRIVEBOTHADOPTTHECOMPRESSINGWHEELTOCONTROLPOWERSSEPARATIONANDREUNIONTHESTRUCTUREOFTHELAWNMOWERISSIMPLE,THEOVERALLARRANGEMENTISCOMPACTANDITSEASYTOOPERATEKEYWORDSLAWNMOWERTRANSMISSIONDEVICECUTTERHEAD下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709857第一章传动部分和罩壳的设计11动力的选择参照已有机型，综合国内汽油机产品，选择188F单缸四冲程汽油机，其功率为8KW。具体参数如下形式单缸四冲程强制风冷缸径行程88排量89CM2压缩比81额定功率8KW/3600RPM最大扭矩191NM/2500RPM燃油消耗率374G/KWH燃油90汽油油箱容积65L汽油机经裝在立式曲轴上的皮带轮向前传给割草刀盘，向后传给蜗杆减速器，再由减速器传给链轮，经链轮减速后最后传给驱动轮，其转速为1134M/S。12动力的分配初步估算割草机的总重约为80公斤，根据机械设计手册查得行走轮与地面的摩擦系数15，则行走轮与地面的摩檫力为FFN1580981176N，PFV11761134133KW。由于V带传动效率为096，蜗杆传动效率为072，链传动效率为096，所以从割草机传到后面的功率约为。3P4KW96修剪草坪时，在割刀上发生的阻力有三部分割刀的惯性力、割刀的摩檫阻力、挤压和切割草株的阻力。挤压和切割草株的阻力的影响因素有草株刚性、草株的粗细和含水率、草株的生长密度、割刀的运动参数以及割刀的结构参数、锐利情况、技术状态等。由于影响因素很多，切割阻力总是经常变化的。大概估计割刀所受的阻力在6080N，所需功率为6KW左右。13切割装置传动方案设计及切割器的选择131切割装置传动方案的设计切割装置釆用前置式，有三个刀盘。汽油机由立轴上的皮带轮，通过皮带向前传给中间刀盘上的带轮，再通过皮带传给两边的刀盘，使其割刀旋转。其下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709858传动过程中，釆用一个固定压紧轮和一个压紧轮组合。固定压紧轮位于刀壳的下方，以防三个刀盘传动中皮带的打滑。压紫轮组合则位于刀盘的上面，当其处于压紧状态时，刀盘中的带轮才能转动，从而带动割刀转动当其处于松开状态时，压紧轮组合上的制动带使刀盘上的带轮无法转动或停止转动，从而停止割草。132切割器的选择切割器主要有以下几种旋刀式、滚刀式、甩刀式和往复式。各种切割器的特点如下（1）旋刀式一般运动平稳，振动较小，结构简单，刀片制造容易，多用于大多数对于养护要求不高的草坪，应用最为广泛。（2）滚刀式滚刀加工较为复杂，多用于地面平坦，修剪量小的商用型草坪，国内多用于高尔夫球场，其他场合较少使用。（3）甩刀式通过铰接在横轴上的甩刀片在离心力的作用下甩开，将茎切断并抛向后方，适用于切割茎杆较粗的杂草。（4）往复式割刀作往复运动，适用于粗茎草切割，工作速度较高（610KM/H）其往复惯性力大，振动大，割茬不够整齐。根据设计任务书的要求以及上述切割器的特点，决定速用旋刀式切割器，与其他切割器相比它更符合设计任务书的要求。旋刀式切割器可以有单刀盘和多刀盘的形式。本设计釆用多刀盘，割幅为720MM。该方案与单刀盘相比，首先刀片的离心力小，对刀片的要求则可以降低，其次相同的转速下，三刀盘的形式可以获得更髙的切割质量。为了防止切割过程中切割不到的区域存在，三刀盘按一定的角度排列，如图11图11刀盘的排列由于旋刀切割为无支承切割，要求刀片旋转线速度高达60M/S以上才能将草切断，所以汽油机驱动刀盘时，需要加速。由于链传动不能用于高速传动，下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709859冲击太大，不予釆用，另外传动距离太长，不能釆用齿轮传动，所以选用带传动。带传动不仅可以起到减震和吸震的作用，还可以起到过载保护作用。14前部传动的设计由上述刀片的旋转线速度和割幅可算出旋刀的最小转速60N4096R/MIN213VR由于汽油机的额定转速为3600R/MIN，所以需要通过带轮来加速。初定带轮的传动比为15。初选汽油机立轴上的带轮直径为150MM，则小带轮的直径为100MM。其中心距由汽油机和刀盘的尺寸来确定。15后部行走轮驱动方案汽油机的额定转速为3600R/MIN，行走轮直径为280MM，为了使行走轮的转速与人的行走速度相当，为1M/S左右，则需要通过减速才能达到要求。本方案釆用三级传动减速，即带轮传动，减速器和链传动。由行走轮的线速度和直径可算出其转速为6016824/IN2VNRR由此可算出总的减速比为30527由于行走轮的转速较低，所以可釆用链轮传动，大链轮安装在行走轮的轴上，驱动行走轮，小链轮则安装在减速器上。由于结构的尺寸限制和紧凑性的要求，大链轮直径不能太大。链轮的减速比初定为31。减速箱釆用普通蜗杆涡轮减速器。其不仅能达到减速的目的，还可以使水平方向的传动转变为垂直平面的传动。蜗杆与涡轮间的传动比初定为775，中心距为50MM。因为转速较高，传动距离较长，由汽油机至减速箱的传动不可能用链传动和齿轮传动，所以选择带传动。因为总减速比为5275所以带轮之间的减速比为，取整为2。5273I带再计算行走轮的线速度。总减速比137752465汽油机的额定转速为3600R/MIN，则行走轮的转速360N74R/MIN5线速度20147V34/6RNMS由上述可知，三级减速分别为第一级是汽油机立轴上的带轮与减速器上带轮间的传动减速，第二级为蜗杆减速器减速，第三级为链传动减速。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851016罩壳及割刀的设计161罩壳的设计多刀式罩壳是割草机的主要部件，目前多刀式罩壳结构是罩壳前部位是割草区域，后部位是排草区域，排草区域和割刀区域的顶面为同一个平面，没有明显的排草通道多把割刀之间为敞开式，只留有一定的空气间隙，这种结构的罩壳，在割刀髙速运转时，割刀之间产生的气流互相干涉，影响了割刀使用效果，且排草也不顺畅，总是发生罩壳堵塞现象。为克服上述技术的不足，本设计对以往的罩壳进行了改进，提供了一种割刀之间无气流干涉、排草更顺畅、性能更好的多刀式罩壳。罩壳具有上顶面和下顶面，其前部是排草通道区域，排草通道具有一顶面，它与后部的顶面不在同一个平面上。后部安装三把割刀，在所述的下顶面上安装三个隔板，每个隔板位于每把割刀之间。将各把割刀的割草区分开,有效避免了各割刀在运转时产生的气流相互千涉现象，气压场分布合理；同时也将割草区和排草区分开，使排草区体积变化明显，加大了排草压力，使排草及时通畅，不易发生堵塞。162割刀的设计割刀的外形草坪割草机修剪下的草屑，一般可排放在草地上用来增加草坪土壤肥力，也可将其收集在集草容器中，再行处理。旋刀式的割刀在旋转时具有输送草屑的功能，因此不需要专门的输送系统。旋刀装置为长方形，两端有刃口和翼片（如图12），作业时刀刃割草，翼片可将刀壳内的空气排出，这时刀壳内形成负压。图12普通旋刀刀片下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098511当机器前进切割比较长的草时，刀壳前部下缘会把草按倒，另外当草长得很茂盛时会发生倒伏现象，在这两种情况下，刀壳外面的空气进入刀壳内的同时，可对倒伏的草株起提升作用。这样机器通过后，就可将草坪修剪得比较整齐，从而提高了工作效率。其翼片旋转时相当于混流风叶，它与机壳下表面蜗壳状腔室配合，形成的轴向和纵向旋涡状气流可将刀刃切下的草屑悬浮到气流中，经刀壳气道、排草口和排草通道等有规律地排出或输送到集草箱。其中部分草屑上抛，当草屑再次落下时，又经刀片切割而成很细的草粒，撒铺于草坪或起来。翼片产生的气流还可避免草屑在刀壳内形成堵塞现象。图13是一种改进型旋刀的刃口及翼片的视图，其作业时，翼片的气流是向前、向上、向内的，这样草屑就作相应的向前、向上、向内运动。图13改进后割刀的外形当草屑回转落下时又经过刀体部位的刀刃，再次切割草屑，使其成为细小的草粒，最后下落撒落于草坪。这种处理草屑的方式，可生去草屑收集、打包和清除等工作，改善了环境状况，又可使草粒成为草坪的肥料。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851217制动系统设计为使割草机能根据操作者的要求行走和停止，需要设置制动装置。为了防止割草机启动时产生的冲击和停止时的惯性作用带来麻烦，本设计中制动器和行走系统的离合进行联动。在停机状态下，行走轮处于制动状态；当希望机器行走时，只要让行走系统的压紧轮压紧，实现动力的驱动，而同时与压紧轮控制系统联动的制动系统也开始动作，松开制动轮，机器便开始行走。停止时，只要松开压紧轮，此时制动器也恢复制动状态，使机器快速停止。18草坪割草机的切割装置切割装置按刀片运动的方式一般分有旋转式和往复式两类。旋转式一般运动较平稳、振动较小、结构简单，被广泛釆用。旋刀式切割器有旋刀式、滚刀式和甩刀式等。往复式切割器使用与粗茎草切割，工作速度较高，但往复惯性大、振动大、割茬不够整齐是其主要缺点。往复式切割器有单动力和双动力两种形式，双动力式往复式的惯性力能相互平衡，切割质量好、消耗功率小，但传动较复杂，刀片间隙不易保证。19草坪割草机的结构型式草坪割草机的结构形式一般有手推式、手扶推形式、手扶自行式和坐骑式。手扶推形和手扶自行式目前主要用于小块公共绿地减草、商业草坪和林未，建筑物边界地等处也是用很广。坐骑式一般以园林拖拉机、专用的草坪车或草坪拖拉机为动力。割草装置与拖拉机挂接方式有前置式、后置式、轴间式和侧置式等。坐骑式一般用于较大块的公用绿地、商业草坪和环保草坪等大型草坪的修剪。生产率高、修剪质量好、劳动强度低、操作舒适。一般均配套有多种养护机具或牵引或悬挂使用，可完成系统全面的草坪养护作业。前置的刀盘装有自位轮，对地面有仿形作用，割刀装置可浮动修剪，对起伏地面适应能力强，割草高度稳定。侧置式多用于公路边坡等跨度，角度和起伏变化较大的环保型草坪修剪，割草装置装在液压臂端，通过液压操纵可进行侧面修剪，后置式一般用于大面积叫粗放的修剪。电动修剪机可以市电或蓄电池作为能源，电动机为动力驱动剪草机作业的草坪机械，这是一种符合环保要求的剪草机。电动剪草机使用方便、噪声小、无排烟，只需少量维护保养，是家庭草坪养护的理想工具。太阳能作为能源的修剪机以其节省能源、保护环境、节省时间的优势将成为未来草坪修剪机的方向。太阳能修建机采用碳纤维太阳能仪表板，能量转换较高效且对环境友好的镍氢电池、电子元件集成块等先进技术。气垫旋刀式草坪修剪机是靠安装在蜗壳内壁的离心式风机和高速旋转形成的气流托起整机进行修剪的割草机，托举高度即为留草高度。一般以低压直流下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098513电动机或二冲程汽油机为动力。气垫式割草机无需设置行走机构，工作时，浮在草坪表面的上方，适用于起伏不平的地面作业，可胜任对草坪边角地带的修剪。对于普通修减机难以作业的坡地，使用气垫式修剪机时，操作者可以站在坡顶上，用绳索牵引机器边爬坡边修剪，当放松绳索时，靠机器的自重一边下滑一边修剪。由于机器工作不接触地面，修剪前进阻力小，大大节省了能源。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098514第二章设计计算21带传动的设计及计算211前部带传动的设计及计算设计功率PD由机械设计查表13116得11AKDPA16KW小带轮转速1N540/MINR根据、，由图1312选取窄V带DP1传动比I,由表13111选取小带轮基准直径,大带轮直径52NI10D2150D带速V1826/MAX35/60DPSVS初定中心距0A711DD即05基准长度0DL2101202544DDDLAA实际中心距A06383822D小带轮包角1218057DA下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098515根据带型、及I由表13121选取，单根V带额定功率1DN162PKW由表13121查得098AK由表13122查得LKV带根数取为11609872DLPZ单根V带初张紧力0F由表13123查得M7KG/20251DPFVKZ2607860598N作用在轴上的力RF10MAX122SIN2056SIN4075547RRFZN212中间割刀带轮与两边割刀带轮的传动取V带传动效率带096设计功率DP设计功率609123AKKW带轮转速154/MINNR根据和，由图1312选取窄V带DP传动比I1带轮基准直径10D带轮V1MAX286/35/60DNSVS中心距由割刀的尺寸及罩壳的形状决定中心距0A下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098516小带轮包角150长度L26402R174D根据带型、及I由表13119选取，单根V带额定功率1N1PKW由表13121查得查得082AK由表13122查得94LV带根数取为1160428DALPZ单根V带张紧力0F由表13123查得7/MKG20251DPFVKZ2907861586N作用在轴上的力RF1R0MAXR2SIN25SIN217357360FZN213后部带传动的计算设计功率DP12DAKKW带轮转速N1360/MINR根据和，由图1311选取窄V带DP1传动比205IN由表13110选取小带轮直径,大带轮直径163D215D下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098517带速V1MAX6306018/5/PDNVSVS初定中心距0121207DD即0367A基准长度DL21012027944DDDLAA由表1316选为800DL实际中心距A00879042525DA小带轮包角12187369DA根据带型、和I由表13119选取，单根V带额定功率1DN127PKW由表13121查得0K由表13122查得86LV带根数110543279DLPZ单根V带初张紧力0F由表13123查得M007KG/M2022510718674968DPFMVKZN作用在轴上的力RF下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851810165792SIN274SIN32RFZNMAX53690R22减速箱中涡轮、蜗杆的计算221减速箱中涡轮、蜗杆的计算参考机械设计手册表1448，其主要参数为中心距50A模数2M传动比7I蜗杆头数14Z蜗杆分度圆直径25D涡轮齿数2731I蜗杆直径系数105QM涡轮变位系数2X蜗杆分度圆柱导程角1TAN04ZQ218蜗杆节圆柱导程角124TAN005ZQX239蜗杆轴向齿形角（阿基米德圆柱蜗杆）蜗杆法向齿形角NTANTCOSTA20COS18034187顶隙C025CM顶隙系数一般取齿顶高系数取1HA蜗杆、涡轮齿顶高、1AH2下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851912251AHMX蜗杆、涡轮齿根高、1FH2F1220534FFHACXM蜗杆、涡轮分度圆直径、1D21220537DQMZ蜗杆、蜗杆节圆直径、1D212205575DQX蜗杆齿顶圆直径、涡轮唯圆直径1AD2AD1220530728AADQMH蜗杆、涡轮齿根圆直径、1FD2F1122539746FFDH蜗杆轴向齿距785XPM蜗杆轴向齿厚0392S蜗杆法向齿厚NCOS3925COS1864NXS齿杆分度圆法向弦齿高25NHM蜗杆螺纹部分长度L查表14468950312507L涡轮外圆最大直径MAX28052D下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098520涡轮轮缘宽度10673021ABD涡轮咽喉母圆半径2258GR涡轮齿根圆弧半径F21050531FARDM23链轮的计算231链轮传动计算取V带传动效率096带涡轮传动效率为72传动功率138PKW传动比I3（考虑到传动比的合理分配和结构紧凑的要求）小链轮齿数19Z大链轮齿数2357I设计功率由表1223查得工况系数为10108DAPKKW小链轮轴孔直径KD根据和由图1222选取链条06B，节距P9525，取，验算小01N18KD链轮轴孔直径，由表1226查得，满足要求。KMAX29KDMAXK初定中心距0A0MIN1AX22194514788576ZIP以节距计的初定中心距节029P由表1227查得K3658，则链条节数为12019573658242PPZKLA下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098521圆整为偶数84，避免出现过度链节。链条长度849520810PLPM计算实际中心距A因为，所以12Z12CPAZK由表1228查得，AK04A则95849578C实际中心距C02021042388CCA链条速度VV106PNZSM/705162934为中速链传动。有效圆周力为FTFTNV957083作用在轴上的力FTFTKA24115232链轮基本参数和主要参数的确定小链轮基本参数小链轮齿数Z119配用链条节距P9525滚子外径D1635排距PT1024小链轮主要尺寸分度圆直径865719/0SIN2/180SINZPD齿顶圆直径（三圆弧一直线齿形）2/COT549/COT540PDA齿根圆直径DFDD157866355151分度圆弦齿高HA027P0279525257齿侧凸缘直径DG下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098522DG其中H282679460218COTHZP大链轮基本参数大链轮齿数Z157配用链条节距P9525滚子外径D1635排距PT1024大链轮主要尺寸分度圆直径D81725/80SIN9/180SIN1ZP齿顶圆直径（三圆弧一直线齿形）取为178。/COT4529/COT540PDA齿根圆直径（DFDD117288635）16653分度圆弦齿高HA027P027257齿侧凸缘直径DGDG其中H28263167024180COTHZP233链轮结构及尺寸小链轮采用整体式钢制小链轮轮毂厚度HKDK/6001D482648657016轮毂长度L33H331562727轮毂直径DGHDKH834218齿宽57930BF大链轮采用腹板式单排铸造链轮轮毂厚度61587206216/5DHK轮毂长度44L轮毂直径52DKH圆角半径38090PR腹板厚度T7924割刀轴承的计算241割刀轴承的计算选用角接触球轴承，型号为7205C，CR165KN，105KN,轴上带轮受RC0径向载荷，FR32606N，带轮N5400R/MIN，轴承预期寿命13000H，带轮和轴下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098523的重量为10KG9898N。轴承的受力图21如下图21轴承受力图计算如下轴向载荷NFR2419063542875961轴向力初取E04NEFRA6925410983872211025315633021C由表135得，再计算E482E91DFNR07375012E16392A481NFD6202515387021CA下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098524因为两次计算的的值相差不大，因此确定，0FAC1E0482E039,NFA74021N326求轴承的当量动载荷P1和P222165049598EFRAER由表135分别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承1371,40YX对轴承228因轴承运转中有轻度冲击，按表136，取1PF111FAYRXFPN5296704372845022RFP14191验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力大小验算；21HHLPCNL58130529675406016故所选轴承可满足寿命要求。25轴的计算251中间割刀轴的计算及校核求轴上的功率P，转速N和转矩T因为汽油机传递给前面的功率为6KW，而带轮传动效率为096，所以，PKW76590汽油机额定转速3600MIR带轮的传动比为15IN540136N下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098525NMT710865490初步确定轴的最小直径先按式（152）初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为45，调质处理，根据表153，取，02A33MIN05761284PDA轴上有键槽，轴径应增大7，D138，由于结构性的要求取为20MM。图22中间割刀轴带轮采用轴肩定位，轴承内圈用轴肩和套筒定位，外圈用轴承挡圈定位。为了满足带轮的轴向定位要求，轴段右端需制出一轴肩；段需安装轴承，综合安装轴承的尺寸，取的直径为25MM，轴承内圏用右端轴肩和套筒定位，外圈用轴用挡圈固定，根据轴承的安装尺寸，取段的直径为30MM；段和段相同；因为右端需安装刀片，则右端有一凸台和一段螺柱，具体尺寸如零件图。滚动轴承，釆用角接触球轴承7205C轴上零件的定位带轮和轴均采用平键连接，按由手册查得平键截面DBH6MM6MM（GB109579），键槽用键槽铣刀加工，长为30MM，带轮轮毂与轴的配合为H7/K6，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为K6。确定轴上的圆角和倒角尺寸参考表152，取轴端倒角为145，各轴肩处的圆角半径均为R1。割刀轴的校核下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098526图23割刀轴校核图从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中看出，截面B危险截面，现将计算出的截面B处的M、T如下支反力FR174528FNR2419F弯矩MR6M扭矩T0按弯扭合成应力校核轴的强度，本校核只校核危险截面B的强度，根据表155及上述数值，取06轴的计算应力为2222CA17601809A4TMPW由表154得32DBT3230650364072M前已选轴的材料为45，调制处理，由表151查得，故安全160MPA1CA左右两个割刀轴的设计计算求轴上的功率P，转速N和转矩T因为功率平均分配给三个割刀，带轮的传动效率为096，则功率5760918432KW3转速N4/MI转矩T57NM初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45，调制处理，根据表153，取，0126A下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709852733MIN01842650PDA考虑到轴上有键槽，轴径应增大7，所以1879轴的结构设计图24左右两个割刀轴带轮采用轴肩定位，轴承内圈用轴肩和套筒定位，外圈用轴承挡圈定位。为了满足带轮的轴向定位要求，轴段右端需制出一轴肩；段需安装轴承，综合安装轴承的尺寸，取的直径为25MM，轴承内圏用右端轴肩和套筒定位，外圈用轴用挡圈固定，根据轴承的安装尺寸，取段的直径为30MM；段和段相同；因为右端需安装刀片，则右端有一凸台和一段螺柱，具体尺寸如零件图。滚动轴承，釆用角接触球轴承7205C轴上零件的定位带轮和轴均采用平键连接，按由手册查得平键截面DBH6MM6MM（GB109579），键槽用键槽铣刀加工，长为30MM，带轮轮毂与轴的配合为H7/K6，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为K6。确定轴上的圆角和倒角尺寸参考表152，取轴端倒角为145，各轴肩处的圆角半径均为R1。252涡轮轴的计算求轴上的功率P，转速N和转矩T功率138KW下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098528转速N234R/MI转矩18T95056320NM初步确定轴的最小直径先按式（152）初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为40CR，调质处理，根据表153，取，07A33MIN01826524PD考虑到轴上有键槽，轴径应增大7，所以157轴的结构设计轴承内圈用轴肩定位，外圈用轴承端盖固定，带轮和涡轮采用轴肩定位。轴段需安装一轴承，右端需制出一轴肩，综合轴承的安装尺寸，取的直径为28MM，段是安装一涡轮，根据其安装尺寸，取轴段的长度为37MM，段和段一样长，长度为15MM。段需安装一涡轮，所以左端有一轴肩，根据带轮的尺寸取段轴的直径为20MM。具体尺寸见零件图。图25涡轮轴选用圆锥滚子轴承轴上零件的定位带轮、涡轮和轴均采用平键连接，按由机械设计手册查得平键截D面BH8MM7MM，键槽用键槽铣刀加工，长为28MM；按由机械设计手D册查得平键截面BH6MM6MM，键槽用键槽铣刀加工，长为18MM。带轮轮下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098529毂与轴的配合为H7/K6，涡轮轮毂与轴的配合是H7/R6，滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为K6。确定轴上的圆角和倒角尺寸参考表152，取轴端倒角为145，各轴肩处的圆角半径均为R1。第三章设计说明31润滑与密封由参考文献2选择轴承的润滑。DN最大处为刀盘处，由DN255400135000MMR/MM,所以所有滚动轴承选用脂润滑。轴承端盖处釆用橡胶垫片来密封，而端盖孔与轴一律釆用间隙密封，并在间隙处涂润滑脂，一律釆用钙基脂。32使用、维修与保养使用与维修1、操作人员作业时要求穿上合格的劳动防护服装；2、作业前应检查机器各传动及旋转部分的防护罩是否完整、正确地安装；3、机器在启动和行走前应处于离合器分离位置；4、每次使用前应检查机油油位是否在油尺刻度线内，若不在，则加至油标尺的满刻度线；5、每天停机后，清理整机表面的油污及灰坐，并用热水洗净刀片上的树脂和草渍，擦干并及时整修。检查外部紧固螺母是否紧固；长期不使用时，应做如下保养1、汽缸内注入少量润滑油；2、减速器换新润滑油；3、刀片修磨后涂上黄油；4、放于千燥通风处。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098530结束语草坪在园林建设中占有重要的地位，是一种特殊的草地，要保证草坪的高标准、高质量需要投入大量的劳力，而单一时手工劳动远不能满足要求，由此草坪割草机不断发展，品种繁多。草坪割草机按动力分类有人力式和机动式。从最初的人力、手推至今日的内燃机驱动、电动、液压式、气垫式、电子控制、电脑控制以及太阳能为能源的全自动、低噪音的高智能割草机。本设计根据任务书的要求，设计了一种新型割草机的传动部分和罩壳部分。在设计过程中参考了有关方面的专利，并对现有的割草机进行了改进。本设计主要有以下优点采用压紧轮压紧的方式进行动力的离合，结构简单，布局紧凑，操作方便。采用三刀盘切割，割幅宽，切割质量好。采用了改进型割刀，对草屑进行二次切割，这种处理草屑的方式，可省去草屑收集、打包和清除等工作，改善了环境状况，又可使草粒成为草坪的肥料。另外，设计了一种割刀之间无气流干涉、排草更顺畅、性能更好的多刀式罩壳。由于时间仓促以及本人经验欠缺，实际操作中可能还会出现一些问题，本设计还需要进一步完善。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098531致谢本次毕业设计是在庞伟教授的指导下完成的。另外，机械系的老师们也为我提供了帮助。在此我要对他们表示感谢在这次设计过程中，我用到了许多以前学习的专业课知识，这对我巩固与提高自己的专业知识水平是大有裨益的，为我以后在工作中能熟练运用专业知识打下了基础。每一次课程设计都是十分重要的，要在设计过程中不断体会，不断积累，才能在以后发挥的更好过而能改，善莫大焉。在设计过程中，我们不断发现错误不断改正，不断领悟，不断的向最终的结果迈进这次的设计顺利完成了，在设计过程中遇到许多问题，最后在老师的指导下，终于逆流而上。在今后的的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决。只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上披荆斩棘，而不是知难而退，这样永远不可能收获成功，收获喜悦，永远也不能社会及他人对你的认可下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098532参考文献1程祥之主编园林机械M北京中国林业出版社,1995122王乃康等主编现代园林机械M北京中国林业出版社,200113西北工业大学机械制图教研室主编画法几何及机械制图M西安陕西科学技术出版社,199924王世刚、张秀亲、苗淑杰主编机械设计实践M哈尔滨工程大学出版社,200325刘鸿文主编材料力学M上册第三版高等教育出版社,199296濮良贵、纪名刚主编机械设计M第七版西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著，高等教育出版社200167成大先主编机械设计手册单行本M北京化学工业出版社200418机械设计手册编委会主编机械设计手册M第一卷北京机械工业出版社200489机械设计手册编委会主编机械设计手册M第二卷北京机械工业出版社2004810机械设计手册编委会主编机械设计手册M第三卷北京机械工业出版社2004811机械设计手册编委会主编机械设计手册M第四卷北京机械工业出版社2004812GEORGEEDIETER,ENGINEERDESIGN,MCGRAWHILL,INC,198313CLAUDECULPIN,FARMMACHINERYEDITION,BLACKWELLSCIENTIFICPUBLICATIONSTH12毕业设计（论文）任务书机械工程学院机械设计制造及其自动化（数控技术）专业论文题目自行式割草机的设计学生姓名学号起讫日期指导教师姓名（签名）指导教师职称指导教师工作单位院（系）领导签名下发任务书日期题目自行式割草机的设计_传动部件、罩壳部件设计论文时间课题的主要内容及要求含技术要求、图表要求等参照已有机型，综合国内汽油机产品，选择188F单缸四冲程汽油机，其功率为8KW。具体参数如下1形式单缸四冲程强制风冷2缸径行程88643排量89CM4压缩比815额定功率8KW/3600RPM6最大扭矩191NM/2500RPM7燃油消耗率374G/KWH8燃油90汽油9油箱容积65L汽油机经装在立式曲轴上的皮带轮向前传给割草刀盘，向后传给蜗杆减速器，再由减速器传给链轮，经链轮减速后最后传给驱动轮，其转速为1134M/S。课题的实施的方法、步骤及工作量要求1查阅有关资料和设计手册，了解国家或行业对带式运输机的要求等；2确定试验方案，拟定满足设计要求的原理图；3确定带式运输机的设计方案，完成总装配图及零件图，完成图纸工作量累计3张零号图纸以上；4完成外文翻译汉字3000字以上；5完成毕业设计说明书（1万汉字以上）。指定参考文献1程祥之园林机械M北京中国林业出版社，1995122王乃康现代园林机械M北京中国林业出版社，200113西北工业大学机械制图调研室画法几何及机械制图M西安陕西科技技术出版社，199224王世刚，张秀亲，苗淑杰机械设计实践M哈尔滨工程大学出版社，200325刘鸿文材料力学M上册高等教育出版社，199296濮良贵，纪名刚机械设计M（第七版）西北工业大学机械原理及机械零件教研室编著高等教育出版社，200167成大先机械设计手册单行本M北京化学工业出版社，200418机械设计手册编委会机械设计手册M第一卷北京机械工业出版社，200489机械设计手册编委会机械设计手册M第一卷北京机械工业出版社，2004810机械设计手册编委会机械设计手册M第一卷北京机械工业出版社，2004811机械设计手册编委会机械设计手册M第一卷北京机械工业出版社，2004812GEORGEEDIETER,ENGINEERDESIGN,MCGRAWHILL,INC,198313CLAUDECULPIN,FARMMACHINERY12THEDITION,BLACKWELLSCIENTIFICPUBLICATIONS毕业设计论文进度计划以周为单位第1周（2014年2月24日2014年2月28日）下达设计任务书，明确任务，熟悉课题，收集资料，上交外文翻译、参考文献和开题报告第2周第3周（2014年3月3日2013年3月14日）制定总体方案，绘制总装图草图。第4周第5周（2014年3月17日2014年3月28日）完成设计方案，拟定传动轴及罩壳的设计草图。第6周第7周（2014年3月31日2014年4月11日）完成振动筛设计总图及有关零件设计图。第8周（2014年4月14日2014年4月18日）提交第18周的指导记录表和已做的毕业设计内容，由指导老师初审后上交学院第9周第13周（2014年4月21日2014年5月23日）在指导老师指导下修改并完成设计，完成相关设计图纸，同时撰写毕业设计说明书，并提交指导老师初审。第14周第16周（2014年5月26日2014年6月14日）修改毕业设计图纸及说明书，完成后参加毕业答辩。备注注表格栏高不够可自行增加。此表由指导教师在毕业设计（论文）工作开始前填写，每位毕业生两份，一份发给学生，一份交院（系）留存。COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223COMPUTERVISIONBASEDSYSTEMFORAPPLESURFACEDEFECTDETECTIONQINGZHONGLIA,MAOHUAWANGB,WEIKANGGUA11DEPARTMENTOFINFORMATIONANDELECTRONICENGINEERING,ZHEJIANGUNIVERSITY,HANGZHOU,PEOPLESREPUBLICOFCHINABRESEARCHCENTREFORPRECISIONAGRICULTURE,CHINAAGRICULTURALUNIVERSITY,BEIJING,PEOPLESREPUBLICOFCHINAABSTRACTANOVELAUTOMATEDAPPLESURFACEDEFECTSORTINGEXPERIMENTALSYSTEMBASEDONCOMPUTERIMAGETECHNOLOGYHASBEENDEVELOPEDTHEHARDWARESYSTEMHASTHEADVANTAGEOFBEINGABLETOINSPECTSIMULTANEOUSLYFOURSIDESOFEACHAPPLEONTHESORTINGLINETHEMETHODS,INCLUDINGIMAGEBACKGROUNDREMOVAL,DEFECTSSEGMENTATIONANDIDENTIFICATIONFORSTEMENDANDCALYXAREAS,WEREDEVELOPEDTHERESULTSSHOWTHATTHEEXPERIMENTALHARDWARESYSTEMISPRACTICALANDFEASIBLE，ANDTHATTHEPROPOSEDALGORITHMOFDEFECTDETECTIONISEFFECTIVE2002ELSEVIERSCIENCEBVALLRIGHTSRESERVEDKEYWORDSMACHINEVISIONAPPLESURFACEDEFECT1INTRODUCTIONCHINAISALARGEAGRICULTURALCOUNTRYITSANNUALAPPLEPRODUCTIONISOVER17MILLIONTONSMUCHOFTHESORTINGANDGRADINGPROCESS,HOWEVER,ISSTILLNOTAUTOMATEDHANDINSPECTIONOFFRUITISTEDIOUSANDCANCAUSEEYEFATIGUEITISALSOSUBJECTTOSORTINGERRORSDUETODIFFERENTJUDGMENTBYDIFFERENTPERSONSALTHOUGHSOMEQUALITYINSPECTIONPROCEDURESSUCHASCOLOR,SIZE,ANDSHAPEAREPERFORMEDBYAUTOMATEDSYSTEMSINWESTERNCOUNTRIES,THEAUTOMATIONOFTHEDEFECTSORTINGPROCESSISSTILLACHALLENGINGSUBJECTDUETOTHECOMPLEXITYOFTHEPROBLEMCURRENTLYTHEREARETWOMAINPROBLEMSBLOCKINGTHEIMPLEMENTATIONOFAUTOMATICAPPLEGRADINGONEISHOWTOACQUIRETHEWHOLESURFACEIMAGEOFANAPPLEBYCAMERASATANONLINESPEEDTHEOTHERISHOWTOQUICKLYIDENTIFYTHESTEMANDCORRESPONDINGAUTHOREMAILADDRESSMHWPUBLICBTANETCNMWANG01681699/02/SEEFRONTMATTER2002ELSEVIERSCIENCEBVALLRIGHTSRESERVEDPIIS0168169902000935216QLIETAH/COMPUTERSCMDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223CALYXTOSOLVETHEFIRSTPROBLEM,GROWEANDDELWICHE1996,TAO1996USEDAROLLERCONVEYERSYSTEMTHEDRAWBACKOFTHISMETHODWASTHATTHECAMERAABOVETHECONVEYORCANNOTINSPECTTHETWOENDSIDESOFTHEHORIZONTALAXESOFTHEROLLINGFRUITSFORTHESECONDPROBLEM,THROOPETAL1997DEVELOPEDTWOKINDSOFORIENTINGDEVICESTHESEDEVICESWEREUSEDTOROTATEAPPLESOFDIFFERENTVARIETIESALONGTHESTEMCALYXAXESBUTTHERESULTSSHOWEDTHATTHEVARIETIESTHATWERESUCCESSFULLYORIENTEDWITHONESYSTEMWOULDNOTORIENTUSINGTHEOTHERDEVICEYANG1993USEDSTRUCTUREDLIGHTINGTOIDENTIFYTHESTEMANDCALYXOFAPPLESTHEMAJORPROBLEMWITHTHESTRUCTUREDLIGHTINGISTHEMISCLASSIFICATIONOFLASERLINESONTHEIMAGEWENAADTAO1998SUCCESSFULLYDEVELOPEDADUALCAMERANIR/MIRIMAGINGMETHODFORAPPLEDEFECTRECOGNITIONANDSTEMCALYXIDENTIFICATIONBUTTHEMIRCAMERAISTOOEXPENSIVETOUSEINCHINATHEOBJECTIVEOFTHEWORKDESCRIBEDINTHISPAPERWASTODEVELOPANEXPERIMENTALSYSTEMTHATCANINSPECTFOURSIDESOFEACHAPPLE，SIMULTANEOUSLY,ATONLINETHROUGHPUTOVERTHREETOFOURFRUITSPERSANDTHECORRESPONDINGMETHODSFOREFFECTIVEDEFECTSSEGMENTATIONANDRECOGNITION2SYSTEMSETUPOVERVIEWASYSTEMCAPABLEOFINSPECTINGFOURDIRECTIONSOFEACHAPPLEATONLINETHROUGHPUTWASDEVELOPEDTHESETUPOFTHESYSTEMISSHOWNINFIG1ITCONSISTEDOFAFEEDINGUNIT，ANAPPLEUNIFORMSPACINGUNIT，AMACHINEVISIONSYSTEM，ANDASORTINGCONVEYORTHEBASICFEEDINGCONVEYORTRANSPORTEDTHEAPPLESTOTHEUNIFORMSPACINGCONVEYORTHEN,THEAPPLESWEREFEDTOTHEMACHINEVISIONSYSTEMFORTHEDEFECTQLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223217INSPECTIONFINALLY，THEAUTOMATICSORTINGUNITACCOMPLISHEDTHEAPPLEGRADINGOPERATIONTHEMACHINEVISIONSYSTEMINCLUDEDACUPTYPECONVEYOR,ALIGHTINGCHAMBERFORTHEDESIREDSPECTRUMANDLIGHTDISTRIBUTIONFORFRUITILLUMINATION,TWOCAMERAS,ANDANIMAGEGRABBINGCARDWITHFOURINPUTCHANNELSINSERTEDINAMICROCOMPUTERPROCESSORSPEED500MHZASANEXPERIMENTALSYSTEM,THEFRUITFEEDINGSYSTEMANDTHEAUTOMATICSORTINGSYSTEMWERENOTCONSTRUCTEDINTHEFIRSTSTAGEOFTHERESEARCHTOACHIEVEABASICALLYCOMPLETEINSPECTIONOFAPPLESONTHEFRUITSORTINGLINE，TWOIDENTICALMONOCHROMATICCAMERASWEREMOUNTEDABOVEANDBELOWTHECONVEYOR,RESPECTIVELYTHESETUPOFTHEVISIONSYSTEMISSHOWNINFIG2THEIMAGESENSORSINTHECAMERASHADANACTUALRESOLUTIONOF580HORIZONTALAND350VERTICALTVLINESEACHCAMERAWASSYNCHRONIZEDTOANOTHERTIMINGSOURCEANDHADAVARIABLEELECTRONICSHUTTERIDENTICAL85MMFOCALLENGTHCMOUNTLENSESWEREATTACHEDTOTHECAMERAS，WITHINTERFERENCEBANDPASSOPTICALFILTERS840NMATTACHEDTOTHEOUTSIDEOFEACHLENSTHECONVEYORWASCOMPOSEDOFFRUITCUPSWITHOUTBOTTOMSASSHOWNINFIG2TWOMIRRORSWEREFIXEDONBOTHSIDESOFTHECONVEYORTHUSTHECAMERAABOVETHECONVEYORTOOKTHREESIDEVIEWSOFANAPPLE,IETOPANDTWOSIDESTHECAMERABELOWTHECONVEYORTOOKABOTTOMVIEWOFTHEFRUITMOREOVER,THISIMAGINGSYSTEMWASABLETOINSPECTSEVERALAPPLESONTHECONVEYORSIMULTANEOUSLYTHISSCHEMEHADTHEADVANTAGEOFBEINGABLETOINSPECTSIMULTANEOUSLYFOURSIDESOFEACHAPPLEWHILEITWASTRAVELINGONTHECONVEYOR3ALGORITHMDESCRIPTIONTHEALGORITHMDEVELOPEDFORTHESURFACEDEFECTDETECTIONMAINLYINCLUDEDMODULESOFIMAGEPREPROCESSING,DEFECTSEGMENTATION,STEMCALYXRECOGNITION,ANDDEFECTAREACALCULATIONANDGRADINGTHEALGORITHMISSHOWNSCHEMATICALLYINFIG331IMAGEBACKGROUNDREMOVALTHROUGHAMETHODOFSUBTRACTIONTHEIMAGEBACKGROUNDSINTHEMIRRORANDONTHECONVEYORWEREDIFFERENT,SOITWASIMPOSSIBLETOSEGMENTTHEPARTSOFFRUITBYASIMPLETHRESHOLDPROCESSTHEREFORE,ASUBTRACTINGMETHODWASUSED,ASDEPICTEDBELOW218QLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223WHEREGX,YISTHEIMAGEAFTERITSBACKGROUNDHASBEENREMOVED,FX,Y）ISTHEORIGINALIMAGE,BX,YISTHEBACKGROUNDIMAGE,ANDTISTHETHRESHOLD32DEFECTSSEGMENTATIONBYUSINGREFERENCEAPPLEIMAGESAPPLESUNDERINSPECTIONHADSUBSTANTIALLYSPHERICALSHAPES,RESULTINGINCURVEDDISTRIBUTEDIMAGEINTENSITYTHISCURVEDDISTRIBUTIONCAUSEDTHEINTENSITYVALUESOFTHENORMALSURFACENEARTHEBOUNDARYTOBELOWERTHANTHEINTENSITYOFTHEDEFECTPATCHESONTHESURFACEOFTHEFRUITITISDIFFICULTTOUSEANYSIMPLEGLOBALTHRESHOLDSEGMENTATIONALGORITHMFORDEFECTEXTRACTIONLOCALADAPTIVEMETHODSCOULDBEUSEDFORDEFECTSEGMENTEXTRACTIONHOWEVER,THEPROCESSINGTIMEPREVENTSTHEIRPRACTICALUSEINREALTIMEFRUITSORTINGOPERATIONSBASEDONTHEREFERENCEIMAGEOFANAPPLE,LIANDWANG1999DEVELOPEDAMETHODTOACCOMPLISHDEFECTSEGMENTATIONFORACURVEDFRUITIMAGEINTHISMETHOD,AREFERENCEFRUITIMAGERFIWASGENERATEDFIRSTANDTHEORIGINALFRUITIMAGEFORINSPECTIONWASTHENNORMALIZEDQLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223219TOACHIEVETHENORMALIZEDREFERENCEFRUITIMAGENRFIFINALLYBYSUBTRACTINGNORMALIZEDORIGINALFRUITIMAGENOFIFROMTHENRFIANDTHENBYSIMPLETHRESHOLDPROCESSING,THEDEFECTSCOULDBEEXTRACTEDEASILY33STEMCALYXIDENTIFICATIONBASEDONFRACTALFEATURESANDARTIFICIALNEURALNETWORKDURINGTHEDEFECTINSPECTIONPROCESS,ITISDIFFICULTTODISTINGUISHTHESTEMANDCALYXFROMTRUEDEFECTS，BECAUSETHEYARESIMILARTODEFECTIVESPOTSINTHEIMAGEBASEDONFRACTALDIMENSIONSANDNEURALNETWORKSNN,THEAUTHORSOFTHISPAPERDEVELOPEDANOVELMETHODTODISTINGUISHTHESTEMCALYXCONCAVEAREAFROMTRUEDEFECTS220QLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223FRACTALISATERMUSEDTODESCRIBETHESHAPEANDAPPEARANCEOFTHEOBJECTS,WHICHHAVETHEPROPERTIESOFSELFSIMILARITYANDSCALEINVARIANCEFRACTALDIMENSIONISASCALEINDEPENDENTMEASUREOFTHEDEGREEOFSURFACEROUGHNESSORBOUNDARYIRREGULARITYALTHOUGHTHEINTENSITYOFSTEMCALYXANDTRUEDEFECTSARESIMILAR,THEIRFRACTALFEATURESMAYBEDIFFERENTMOREOVER，FRACTALANALYSISINTHEFREQUENCYDOMAINONLYDEPENDSONTHEFREQUENCYDISTRIBUTIONOFTHEIMAGESURFACETHESEFRACTALTEXTURALFEATURESWOULDBEINDEPENDENTOFTHEVARIATIONOFAMBIENTLIGHTINTENSITYANDORIENTATIONOFTHEAPPLESBEINGSORTEDSOTHISMETHODISSUITABLEFORAPPLESORTINGOPERATIONSWHEREAPPLESAREINRANDOMORIENTATIONSTHEIMAGEDISTRIBUTIONCANBEREGARDEDASATHREEDIMENSIONALCURVEDSURFACEBASEDONTHEABOVECONSIDERATION,FIVEFRACTALDIMENSIONSINCLUDINGONETRADITIONALFRACTALDIMENSIONANDFOURORIENTEDFRACTALDIMENSIONSWERESELECTEDASTHEFEATURESOFTHEIMAGESPOTSPRODUCEDBYSTEMCALYXCONCAVEAREAORTRUEDEFECTSTHEFOURORIENTEDFRACTALDIMENSIONSD1,D12,D3,D4ARESHOWNINFIG4INFACT，THEORIENTEDFRACTALDIMENSIONSWERETHEFRACTALDIMENSIONSOFTHECURVESINTHECORRESPONDINGDIRECTIONSFIG5THEFIVEFRACTALDIMENSIONSARECALCULATEDBYTHEMETHODDERIVEDBYLIANDWANG2000THEDIGITALIMAGECANBEDEPICTEDASZFX,Y,WHEREX，YISTHECOORDINATESOFAPIXELZISTHEGRAYVALUEASSUMINGTHEAREAOFTHEIMAGEISMXMTHEXYPLANEOFTHEIMAGEISDIVIDEDINTOGRIDSWITHAREATHEMAXIMUMANDTHEMINIMUMOFGRAYVALUESINTHEGRIDAREEXPRESSEDASUI,JANDBI,J，RESPECTIVELYANDTHEIRDIFFERENCEISDUI,JBI,JTHENTHETOTALNONEMPTYBOXNUMBERNFORALLTHEGRIDSISCALCULATEDASFORALLTHEGIVENADATASETFROMASERIESOFPOINTSLOG,LOGNCANBEOBTAINEDTHROUGHLINEARREGRESSIONOFTHEPOINTSLOG,LOGN,THEMINUSSLOPEOFTHEREGRESSIONLINEGIVESTHEESTIMATEDFRACTALDIMENSIONTHEFOURORIENTEDDIMENSIONSCANBEESTIMATEDBYUSINGASIMILARMETHODAFEEDFORWARDBACKPROPAGATIONBPNNALGORITHMWASUSEDTOCLASSIFYSTEMCALYXFROMTRUEDEFECTAREASTHEFEEDFORWARDNETWORKSTRUCTUREWASSUITABLEFORHANDLINGNONLINEARRELATIONSHIPSBETWEENINPUTANDOUTPUTVARIABLESOFPREDICTIOND4D3D2QLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223221222QLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223FIG5ORIENTEDFRACTALCURVEHIDDENLAYERRELATEDPROBLEMSTHEDESIGNEDBPNETWORKISSHOWNINFIG6THENNMODELHADFIVEINPUTNODES,ONEHIDDENLAYERWITHFOURHIDDENNODES，ANDONEOUTPUTNODEDURINGTHETRAININGPROCESS,THEWEIGHTSOFTHENETWORKWEREUPDATEDAFTEREACHPASSTHROUGHALLTHETRAININGSAMPLESTHECONVERGENCEOFTHELEARNINGWASJUDGEDBYTWOCONDITIONSWHETHERTHEMEANSQUAREDERRORFORALLTRAININGSAMPLESWERESMALLERTHANATOLERANCEVALUE,ANDWHETHERTHEOUTPUTERRORSFOREACHTRAININGSAMPLEWERESMALLERTHANANOTHERPREDEFINEDTOLERANCEVALUE34REALTIMEIMPLEMENTATIONOFAPPLESURFACEDEFECTDETECTIONTHEREALTIMEIMPLEMENTATIONOFAPPLESURFACEDEFECTDETECTIONISDIVIDEDINTOTWOSTAGESTHEFIRSTISTHESEGMENTATIONOFDOUBTFULSPOTAREAS,INCLUDINGDEFECTSANDSTEMCALYXAREAS，BYTHEMETHODDESCRIBEDINSECTION32THESEGMENTATIONRESULTSSHOWTHATTHESTEMCALYXAREASAREOFTENWITHBIGGERAREASSOINTHESECONDSTAGE,THESEGMENTEDSPOTSWITHAREASBIGGERTHANAGIVENVALUEAREFURTHERPROCESSEDFORDISTINGUISHINGSTEMCALYXCONCAVEAREASFROMDEFECTSBYTHEMETHODPRESENTEDINSECTION334TESTSANDRESULTSTHEALGORITHMWASUSEDTODETECTDEFECTSANDSTEMCALYXAREASINFORTYSAMPLESOFFUJIAPPLESSOMERESULTSARESHOWNINFIG7，WHEREA,C,E,ANDGARETHEQLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223223ORIGINALIMAGEOFTHEAPPLESTOBEINSPECTED,ANDB,D，（F，ANDHARETHEDEFECTSEGMENTATIONRESULTSTHESERESULTSSHOWTHATTHEDEFECTSANDSTEMCALYXAREASWEREBASICALLYEXTRACTEDTHESEGMENTEDSPOTSWITHAREABIGGERTHANAGIVENVALUEWEREFURTHERPROCESSEDFORDISTINGUISHINGSTEMCALYXCONCAVEAREAFROMDEFECTSBYTHEMETHODINSECTION33TABLE1LISTSSOMERESULTSOFTHESTEMCALYXRECOGNITIONBYTHEBPNETWORKIFTHEOUTPUTVALUEOFTHENETWORKISNEAR1，THEDETECTEDPATCHISTHESTEMCALYXAREASIMILARLY,IFTHEOUTPUTVALUEISNEAR0，THEDETECTEDPATCHISATRUEDEFECTAREATHETESTRESULTSSHOWTHATTHEACCURACYOFTHENETWORKCLASSIFIERWASOVER93THENUMBER16AND23DEFECTPATCHESINTABLE1WEREROTTENAREASANDTHEDEGREEOFROTWASSOHIGHTHATTHEIRSURFACESWERECONCAVETHERESULTSSHOWTHATTHEINPUTFRACTALFEATURESAREEFFECTIVEFORCLASSIFYINGCONCAVESURFACESFROMNORMALFRUITSURFACESBECAUSETHESTEMCALYXPATCHESAREUSUALLYCONCAVEINSHAPE,THEPROPOSEDMETHODFORSTEMCALYXRECOGNITIONISFEASIBLETHEPROCESSINGTIMEFORTHEDEFECTDETECTIONANDGRADINGFORONEAPPLEWAS320MSWITHMICROCOMPUTERPROCESSORSPEED500MHZABCDEFGHFIG7DEFECTSSEGMENTATIONRESULTSAC,E,GORIGINALIMAGEB,C,F,HSEGMENTEDDEFECTS224QLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE3620022152235CONCLUSIONSTHERESULTSSHOWTHATTHEINPUTFRACTALFEATURESAREEFFECTIVEFORCLASSIFYINGCONCAVESURFACESFROMTHENORMALFRUITSURFACESBECAUSETHESTEMCALYXPARTICLESAREUSUALLYCONCAVEINSHAPETHEPROPOSEDMETHODFORSTEMCALYXRECOGNITIONISFEASIBLETHESYSTEMHASTHEADVANTAGEOFBEINGABLETOINSPECT,SIMULTANEOUSLY,FOURASPECTSOFEACHAPPLEONASORTINGLINEFURTHERMORE,BASEDONTHEREFERENCEIMAGEOFANAPPLE,THEDEVELOPEDMETHODOFDEFECTSEGMENTATIONCANEXTRACTMOSTOFTHESURFACEDEFECTSONAPPLESATASPEEDCOMMENSURATEWITHTHEREQUIREMENTSOFAPRACTICALGRADINGSYSTEM，WHICHISTHEOBJECTIVEOFFURTHERRESEARCHQLIETAL/COMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE362002215223225ACKNOWLEDGEMENTSITISGRATEFULLYACKNOWLEDGEDTHATTHISWORKISSUPPORTEDUNDERUNIVERSITYDOCTORALCOURSESPECIALFUNDPROJECTNO950801REFERENCESGROWE,TG,DELWICHE,MJ,1996REALTIMEDEFECTDETECTIONINFRUITPARTIDESIGNCONCEPTSANDDEVELOPMENTOFPROTOTYPEHARDWARETRANSASAE396,22992308LI,Q,WANG,M,1999STUDYONHIGHSPEEDAPPLESURFACEDEFECTSEGMENTALGORITHMBASEDONCOMPUTERVISIONPROCEEDINGSOFINTERNATIONALCONFERENCEONAGRICULTURALENGINEERING99ICAE,BEIJING,PEOPLESREPUBLICOFCHINA,1417DECEMBER1999,PPV2731LI,Q,WANG,M,2000AFASTIDENTIFICATIONMETHODFORFRUITSURFACEDEFECTBASEDONFRACTALCHARACTERSJIMAGEGRAPHICSCHINA52,144148TAO,Y,1996SPHERICALTRANSFORMOFFRUITIMAGESFORONLINEDEFECTEXTRACTIONOFMASSOBJECTSOPTENG352,344350THROOP,JA,ANESHANSLEY,DJ,UPCHURCH,BL,1997APPLEORIENTATIONONAUTOMATICSORTINGEQUIPMENTPROCEEDINGSOFTHESENSORSFORNONDESTRUCTIVETESTINGINTERNATIONALCONFERENCE,NRAES,ITHACA,NY,PP328342YANG,Q,1993FINDINGSTALKANDCALYXOFAPPLESUSINGSTRUCTUREDLIGHTINGCOMPUTELECTRONAGRIC8,3142WEN,Z,TAO，Y,1998METHODOFDUALCAMERANIR/MIRIMAGEFORFRUITSORTINGASAEPAPER983043STJOSEPH,MI图1实验装置示意图基于计算机视觉系统对苹果表面的缺陷探测QINGZHONGLIA,MAOHUAWANGB,2,WEIKANGGUADEPARTMENTOFINFORMATIONANDELECTRONICENGINEERING，ZHEJIANGUNIVERSITY，HANGZHOU,PEOPLESREPUBLICOFCHINARESEARCHCENTREFORPRECISIONAGRICULTURE,CHINAAGRICULTURALUNIVERSITY,BEIJING,PEOPLESREPUBLICOFCHINA摘要一种基于计算机图像处理，对苹果表面缺陷进行探测的视觉技术得到发展。硬件系统能同时检查分类线上每个苹果的四边。其方法包括图像的背景移除，缺陷的分类，茎和花萼的辨别。实验结果表示其系统是实际可行的，探测表面缺陷的运算法则也被证明是有效的。2002ELSEVIERSCIENCEBV版权所有。关键词计算机视觉系统，苹果，表面探测1绪论中国是一个农业大国，其一季的苹果产量达到1700万吨，但是其等级分类并没有实现自动化。人工检查是非常乏味的，而且会引起视觉疲劳。另外，每个人判别标准各不相同。尽管，在一些西方国家可以通过计算机自动检查水果的质量，如颜色，尺寸和外形，但由于环境的复杂性其自动控制方法还是具有一定的挑战性。一般苹果的自动分级有两个主要问题一是怎样通过照相机及时获得苹果的完整图像，二是如何快速辨别茎和花萼。为解决第一个问题，GROWEANDDELWICHE1996,TAO1996使用了一种滚轴运输系统。这种方法的缺点是运送装置上方的照相机不能同时检查旋转中苹果的两个边缘。为解决第二个问题，THROOPETAL1997发明了两种相应的装置。这些装置使苹果沿着垄干旋转不同的角度。但是结果显示其中一个装置的分级方法不能在另外的装置上实行。YANG1993发明了一种照明装置来辨别苹果的茎干和花萼。其照明装置的主要问题是图像处理中光线的误分类。WENANDTAO1998成功发明了一种双重照相NIR/MIR成像法来识别苹果的茎和花萼。但是在中国使用MIR照相机花费太昂贵了。本论文的目的是介绍一种实验装置和实验方法，使其在生产线上（每秒3至4个苹果）能检查苹果的四侧，并有效的进行识别和分级。2关于系统装置的总体看法一种在生产线上能同时检查苹果四侧的装置被发明，其机构形式如图1。它由输送装置，形似于苹果的空间间隔，机械视觉系统和信息传输装置组成。输送装置将苹果分到每一小格，再反馈给视觉系统以检查苹果表面。最终，分类系统将苹果分成各个等级。机械视觉系统包括一个杯状的运送装置，一个能发出不同光谱和对水果表面色泽进行分类的装置，两个照相机，一个连接于微型电子计（处理速度500MHZ带有四个输入通道的图像抓取装置。作为一个实验系统，水果输送装置和自动分类系统在第一阶段没有被建立。为完成苹果的初步检查，两个相同的单色照相机被分别安置在输送装置的下方。其视觉系统的机构如图2。照相机里的摄像传感器的分辨率为580X350。每个照相机和另一个是同步的，并有多个电子快门。同样的85MM焦距的透镜被安装在照相机内，光学带通滤波器840NM安装在每个透镜外。传送装置由多个无底的杯状物体组成（如图2，两边固定有两面镜子，因此，其上方的照相机可以拍摄到苹果的三面（顶部和两边，而底部的照相机可以拍摄到苹果的仰视图。此外，这个系统可以同时检查运送机上的数个苹果。其好处就是可以同时检查运送机上苹果的四面。3运算法则的描述苹果表面检测的运算法则主要包括图像预处理、缺点分割、茎和花萼的识别、缺陷区域的计
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