辅助人工采摘苹果装置设计【含7张CAD图带开题报告】
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辅助人工采摘苹果装置设计【含7张CAD图带开题报告】
【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
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充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸I辅助人工采摘苹果装置设计摘要：目前，世界上各国对于果园收获机器人的研究虽然很多，但由于果园环境复杂，自动导航辨识系统工作时的准确率并不是很高，所以全自动智能化作业采摘苹果设备并没有大规模地应用到实际生产生活中，而农民阶层从古时候到现代一直都属于收入偏低的一群人，他们挣钱的方式就是靠自己纯粹的体力劳动来换取报酬，这也是在我国高度智能化农业机械未能大规模应用的重要原因之一，再加上我国从建国到如今科技飞速发展的时间并不是很长，在农机这方面的投入比重也是从最近几年才开始增加，所以，现阶段内其实是很需要有一种农业机械来代替人力完成繁重的果园劳作，这次的毕业设计课题从某种意义上来说，也是对这个领域的一种探索，而且家里的主要经济来源也是依靠苹果园林，本身也希望未来能够有这么一种机械问世以减轻父母身上的重担，所以这次的毕业设计是很有意义的。抛开我国的智能化采摘机械设备研究进展程度不说，但就其成本而言，一台成熟的智能采摘设备对于果农而言，它的价格是无法接受的。而市面上常见的一些简易采摘器又无法完全承担起整个采摘任务，减轻果农的劳动强度，希望能够通过本次的毕业设计课题改善这种情况。本次毕业设计的主要内容包括：首先，从搜集的资料来看，关于辅助人工采摘苹果的研究很少，所以很多地方了参考国内外关于苹果采摘机器人的设计思路，提出本次课题设计研究的基本原则。其次结合果园实际情况，以整个装置中的采摘机构为主进行设计工作，同时对其他各部分机构进行了具体的结构设计，除此之外，还结合果园植株的实际生长情况对装置的各部分零件的参数规格进行了计算，利用所学知识对整个装置的伸缩杆进行稳定性校核，以及对主要零件进行强度校核，确保方案的可行性。然后利用现有的仿真软件 Creo 2.0 对辅助人工采摘苹果装置进行模拟仿真，做出整个装置的三维效果图，对照实际果园采摘情况进行分析，改进方案，同时利用工程制图软件 CAD 软件绘出辅助人工采摘苹果装置的装配图及各部分主要零件的零件图，使整个方案设计更加严谨，准确。关键词：采摘器；伸缩杆；农业机械；模拟仿真；苹果充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸1IIDesign of the device for assisted artificial picking of applesAbstract:At present, there are many researches on orchard harvesting robot in the world, but because of the complexity of orchard environment, the accuracy of automatic navigation and identification system is not very high. So the fully automatic and intelligent apple picking device has not been applied to actual production and life on a large scale, and the peasant class has been a group of people with low incomes from ancient times to modern times. Their way of earning money is to rely on their own pure physical labor in exchange for remuneration, which is one of the important reasons why highly intelligent agricultural machinery has not been applied on a large scale in our country. In addition, the period between the founding of the peoples Republic of China and the rapid development of science and technology in our country is not very long. The proportion of agricultural machinery in this area has also increased in recent years. Therefore, at this stage, we really need a kind of agricultural machinery instead of manpower to complete heavy orchard work. In a sense, this graduation project is also an exploration of this field, and the main source of income of the family is also dependent on the apple garden. I hope there will be a machine to lighten the burden on my parents in the future, so this graduation project is very meaningful.Aside from the research progress of intelligent harvesting machinery in China, the price of a mature intelligent picking equipment is unacceptable to fruit farmers in terms of its cost. And some common simple pickers in the market can not fully undertake the task of picking, reduce the labor intensity of fruit farmers, hope to improve this situation through the graduation project. The main contents of this graduation project include:First of all, according to the collected data, there is little research on artificial apple picking, so many places refer to the design ideas of apple picking robot at home and abroad, and put forward the basic principles of this subject design research. Secondly, according to the actual situation of orchard, the picking mechanism of the whole device is used as the main design work, and the other parts of the mechanism are designed concretely, in addition, According to the actual growth of the orchard plant, the parameter specifications of each part of the device are calculated, the stability of the telescopic rod of the whole device is checked by using the knowledge learned, and the strength of the main parts is checked, and the strength of the main parts is verified. And then using the existing simulation software Creo 2 to simulate the artificial picking Apple device, make the three-dimensional effect map of the whole device, analyze the 充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸IIIactual orchard picking situation and improve the scheme, and draw the assembly drawing of the auxiliary artificial picking Apple device by using the software CAD software of the engineering drawing software. The parts drawing of the main parts of each part makes the whole design more rigorous and accurate.Keywords：Picking device, telescopic rod, agricultural machinery, apple充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸1目录1 绪论 .11.1 辅助人工采摘苹果装置的研究背景 .11.2 国内外研究现状及发展趋势 .11.2.1 国外研究成果现状： .11.2.2 国内研究现状： .21.3 辅助人工采摘苹果装置研究的目的和意义 .31.4 研究内容和方法 .32 辅助人工采摘苹果装置研究方案设计 .42.1 苹果生长特性环境及果园实际种植现状 .42.2 辅助人工采摘苹果装置总体设计 .42.2.1 辅助人工采摘苹果装置整机机构方案设计 .52.2.2 辅助人工采摘苹果装置工作过程简介 .53 辅助人工采摘苹果装置采摘执行机构的设计 .73.1 伸缩杆设计 .73.1.1 伸缩杆结构设计 .73.1.2 伸缩杆设计计算及校核 .83.2 采摘头连接装置设计 .103.3 采摘头设计 .103.3.1 夹持机构 .103.3.2 切割机构 .113.3.3 传动控制 .134 果实安全传输装置的结构设计 .145 辅助人工采摘苹果装置运输机构的选择 .166 采摘机构受力分析及弯曲切应力强度校核 .177 部位仿真模拟分析 .207.1 软件介绍 .207.2 绘制零件图 .20总结 .25参考文献 .26致 谢 .27附录 .30充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸121 绪论苹果种植业是陕西地区农业生产的重要组成部分，苹果也是陕西的特产之一，尤其是我的老家几乎家家户户种植苹果。而每年秋季采摘苹果也成为果农们最重要，也是最辛苦的农业劳作之一，之所以这样说，是因为苹果成熟期很短，而果农们要赶在果实自然成熟脱落之前完成采收工作，劳动强度大，作业要求高，同时整个采摘工作完全依靠人工完成，自然也是果园农业生产工作效率低下的集中环节，而且随着工业的兴起和发展，相对于收入微薄的农业劳作，大部分人更愿意去大城市打工赚钱，这样就导致了大量劳动力流向工业领域，这对本就需要高强度劳作的苹果采摘来说无疑是雪上加霜，所以对于农业发展而言，机械化生产劳作无疑是提高生产效率的有效途径，也能大幅度缓解果农果农劳作的辛劳，对促进农业发展有着重要意义。1.1 辅助人工采摘苹果装置的研究背景在我国北方大多数地区，苹果种植多数停留在人工作业的阶段，由于成本以及环境等因素的制约，现代化机械生产作业对于果民来说还是有一定困难，而果园生产又是一项十分辛苦的劳作，除此之外，人工作业采摘苹果还存在很多的安全问题，比如在采摘苹果的过程中，难免会遇到需要穿过树枝驳杂的地方采摘苹果的情况，这时候手臂一不小心就会被树枝划伤。再比如果农在采摘果树枝头的苹果时，需要借助梯子或爬树才能够得着，有很大几率摔伤，这也是危险来源之一。据调查可知，果农在采摘高枝苹果时普遍采用人字梯工具，而且为了节省时间和采摘效率，很少采用安全防护措施，这使得高枝苹果采摘工作充满了危险和不确定性。而且这种采摘方式由于在高处作业，必然是一手扶梯以固定身形，另一只手单手进行采摘，容易使得苹果果柄从根部断开，或者在采摘时用力较大而影响其他成熟度高的苹果掉落，出现残次果品，影响苹果成交价格。所以需要一种辅助人工采摘装置来解决这些问题，使人们不用再爬高就能方便地完成采收工作。1.2 国内外研究现状及发展趋势1.2.1 国外研究成果现状：利用机器人收获果品蔬菜的想法最早来源于美国的两个学者，自此后各国纷充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸3纷展开了收获机器人方面的研究，直至今日已经颇有成效。目前国外对采摘机械的研究主要是向智能化，自动化的方向发展，借助机器人的机械结构来实现这一想法。它的主流研究思想是以人机协作的方式，即由人来完成寻找、导航、定位待采摘苹果，由机器人来完成果实的采摘任务，而在不久的将来，定位，导航的工作也将会有机械电子装置完成，到那时，所有的工作都将以机器来完成，果农不必再为采摘苹果而烦恼。从国外采摘机械的发展历程来看，收获机器人的主流结构大致有三个部分组成，即运输，采摘以及识别部分。其中采摘部分多数是采用机械臂结构，比如 1944 年韩国国立大学的 Jang 等人所设计的苹果收获机器人，还有 2004 年美国加利福尼亚西红柿机械公司生产出的一款西红柿采摘机器人，都是用机械臂，不同的只是其自由度不同。利用机械装置来代替人力作业一直都是社会发展进步的标志，采收智能机器人一方面可以极大地解放生产力，提高采摘效率，但同时它的缺点也十分明显，由于果园的环境比研究人员的实验室工作环境要复杂的多，比如多变的天气，地面并不是平整的混凝土而是松软的土壤等等，以及目前采收机器人的智能化水平并还不足以完全解决苹果采摘时的路径导航识别等问题，所以说，要想大规模地使用机器人来代替人去工作在现阶段内还是很难实现的。1.2.2 国内研究现状：由于历史及各方面的原因，我国研究果园采摘机械相比较于其他各国来说算是起步较晚的，而且在我国果树种植业多在北方，以山种植地为主，崎岖不平的路面使得正常车辆出行都受到限制，更别说是在果园的松软地面了，这也是机械化采摘作业发展受到限制的原因之一。不过随着社会经济的发展，从 90 年代开始，市场因素带动果树种植热潮，以市场需求为导向的各种简易采摘器越来越多的现在人们的视野，对果园种植业的发展也起到了一定的作用，不过这也不能完全地解决我国农业采摘的诸多问题，直到我国第一台多功能果园作业机问世，无论从那种角度来讲，这都是一件令人振奋的事情，因为这标志着我国的农业机械化发展迈出了关键性的一步。相比较于国外发达国家在机器人采摘领域方面的研究，我国在这方面确实还显得很稚嫩，不过国家对这一领域也是十分重视的，先后出台了不少政策以鼓励智能化机器人采摘果实研究领域的发展，不仅如此，近年来国内许多高校也积极投入农业机器人采摘领域的研究，取得了一定成果。在我国现阶段内苹果种植就成本，技术等种种因素考虑，现阶段内果农可以使用的采摘机械应是以人为主，机械为辅的。即机械装置被设计出来，其主要目的是为了帮助果农完成采摘任务，减轻果农的负担，而不是以完全替代果农劳作充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸14为目的，这也是现阶段内最适合我国农业生产现状的机械装置设计思路，而这又往往被很多学者所忽略。1.3 辅助人工采摘苹果装置研究的目的和意义21 世纪以来，随着我国现代化农业改革建设的不断深入，原始的农业发展模式正逐渐被各种机械所替代，但在苹果采摘这一领域却并没有实质性的研究突破，比如工业上很多设备生产都已经实现智能化管理，而在农业采摘作业方面仍旧是纯手工完成，果农需要踩高爬低地辛勤劳作，累的腰酸背痛不说，效率还不高，这样的生产方式不仅耗时费力，而且在采摘过程中，果农需要不断地爬高，很容易从高处跌落，存在很大的危险。本课题的研究就是为了减轻果农的劳动强度，提高采摘效率，避免爬高带来的意外伤害。1.4 研究内容和方法次辅助人工采摘苹果装置的设计是结合果园实际情况，以及果农在人工劳作时的具体过程，了解苹果采摘的细节，然后以整个装置中的采摘机构为主进行设计工作，除此之外 ，对其他各部分机构也进行了具体的结构设计，还结合果园植株的实际生长情况对装置的各部分零件的参数规格进行了计算以确保装置被设计出来不会出现无法组装的问题。除了这些，还做了许多其他的工作，比如：（1）通过对苹果果园的实地考察，了解苹果的生长环境和栽培方法，收集苹果的主干基径，树冠高度，树冠基径等实际参数，并以此为基础，结合机械设计的基本准则，从实用性的角度出发，提出合适的设计方案。（2）利用自己熟悉的 CREO 2.0 仿真软件对辅助人工采摘苹果装置进行模拟仿真，对照实际果园采摘情况进行分析，改进方案，同时利用 CAD 软件会出辅助人工采摘苹果装置的装配图及各部分主要零件的零件图，使整个方案设计更加严谨，准确。(3) 利用所学知识对整个方案的主要零件进行设计计算与校核，确保整个装置的可靠性与可行性。充值购买-下载设计文档后，加 Q-1459919609 免费领取图纸52 辅助人工采摘苹果装置研究方案设计2.1 苹果生长特性环境及果园实际种植现状本次辅助人工采摘苹果装置的设计涉及到苹果的采摘作业，所以在选定设计方案前，需要对苹果的植株生长情况及果园的地形地貌有一定的了解，以礼泉的果园为例，本次的实地考察调研得到的数据资料，虽不全面，但也能反映出一些情况。果园内在种植苹果时，通常会分列种植，两列之间会留出足够距离作为作业通道，以方便管理果树。植株以高度分为乔化树种和矮化树种，考虑到树冠基径，树冠高度等情况，会留出 3-4 米的距离作为株距，为果树留出足够的生长空间。果园地面多为松软的土壤，目前果树果实的培育方式多为双层套袋，及在果树刚结出果实的时候为其套上一层塑料薄膜，待其长大一些，再套上纸袋防止病虫害，同时保证果品的果面光洁，但这样做也会影响苹果的着色。所以在果实成熟之际，果农会在去掉套袋之后在地面上铺一层反光膜材料，这样既保证了苹果果树根部的水分和湿度，同时反光膜的反射作用可以使阳光照射到苹果的背阴面，以弥补果实光泽度不足的问题，一般对于树冠高处的成熟果实而言，果体直径在75mm-95mm 左右。表 2.1 树形结构列表及相关参数（以下数据为均值结果） 9项目 主干基径 树冠高度 树冠基径 底枝高度乔化树种 19.85 301.84 146.4 109.6矮化树种 21.04 216.93 179.2 74.72.2 辅助人工采摘苹果装置总体设
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