摘 要

摘 要

本课题运用PROE和CAD对多种水果采摘机器机构进行设计，夹剪杆式采摘机械是一种可以帮助人们采摘高处果实的创新实用工具，同时我的设计也加快提高了采摘茶油果的效率。其中这款工具主要涉及到三个部分：一是采摘机构，二是杆机构，三是收集机构。为了便于相关方更好地了解这款工具，使用PROE软件绘制机构三维图，这样便能更好地了解这款机器。

夹剪杆式油茶球形果实采摘机构主要采用了采摘机携手和铝合金管机构，采摘宽度范围较大效率高，在整个采取环节当中均较为灵活，铝合金管旁有一个网兜，可直接滑出水果。要设定最佳采摘水果直径需要设定在40毫米，其中可采摘最大水果可将直径设定在100毫米左右，这样收集起来非常快速且较为省力，容易操作，改进后通过生产可以帮助工人进一步解决采摘难题。

关键词：剪切；球形水果；采摘；夹取式；机构设计

Various fruit picking

Summary

This project uses PROE and CAD to design a variety of fruit picking machines. The clip-and-pear picking machine is an innovative utility that can help people pick high-altitude fruits. At the same time, my design also speeds up the picking of tea fruit effectiveness. Among them, this tool mainly involves three parts: one is the picking mechanism, the second is the rod mechanism, and the third is the collecting mechanism. In order to make the tool better understand the tool, use the PROE software to draw the 3D image of the mechanism, so that you can better understand the machine.

The clip-and-cut type oil tea spherical fruit picking mechanism mainly adopts the picking machine and the aluminum alloy tube mechanism. The picking width range is large and the efficiency is high. It is flexible in the whole taking part. There is a net pocket next to the aluminum alloy tube, which can directly slide out. fruit. To set the optimal fruit diameter to be set to 40 mm, the maximum fruit can be picked up to a diameter of about 100 mm, which is very fast and labor-saving to collect, easy to operate, and improved to help workers further through production. Solve the picking problem.

Key words: shear; spherical fruit; picking; gripping; mechanism design

目录

摘要1

绪论1

2.1课题背景及意义1

2.2课题国内外研究现状2

第3章总体设计思路6

3.1本设计的内容和技术参数6

3.1.1设计内容6

3.1.2技术参数6

3.2果实采摘方式的选择7

3.3基于杆式机械手臂的水果采摘装置的总体设计8

第4章关键部位的设计与分析10

4.1杆的选择10

4.1.1杆的尺寸计算10

4.2夹头设计12

4.2.1尺寸12

4.3剪刀设计14

4.4弹簧设计14

4.4.1剪刀弹簧设计14

4.4.2夹头压板弹簧设计15

4.4.3剪刀拉绳弹簧设计15

4.5机械手臂效果图展示16

4.6传送装置的设计17

4.6.1传送装置设计原则17

4.6.2材料选择17

4.6.3尺寸设计17

4.6.4接收传送装置效果图17

4.7把手部分设计18

4.7.1把手部分效果图18

4.8拉绳固件19

4.8.1拉绳固件119

4.8.2拉绳固件219

4.8.3拉绳固件320

第5章工作原理21

总结与展望22

致谢23

参考文献24

附录26

绪论

2.1课题背景及意义

中国是世界上种植水果较多的国家之一。所以在果园生产环节当中，水果采收便是其中较为核心的一环，表现为较强的季节性，是一项劳动密集型工作。纵观整个劳动力过程，水果采摘占到全过程的35-45%[1]。结合近几年的情况来看，不少地区的农户主要发展林业水果业为主，持续扩大种植产业的面积，因此对果园的规范管理要求越来越高，从而机械化的发展水平对于水果的采摘越来越重要。发展果园采摘机械，能够帮助果农快速采摘水果，提高采摘效率增加经济收益。

我国目前水果采摘机械的发展水平相较于国外的一些发达国家有一定差距。由于现代大型采摘机器太过昂贵，并且大型采摘机器仅适用于面积较大的果园大规模作业采摘，对于小作业果园而言，则需要充分考虑这类水果的经济价值作用，所以不使用规模较大的机械加以作业。不过在很长的一段时间当中，我国主要是以人工采摘为主，采摘过程都比较较复杂。单纯的人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且极易造成果实的损伤，同时由于依靠人工作业耗时耗力导致未能在果实的最佳采摘季节进行采摘，所以出现了较大的损失[2]。结合这一情况来看，为解决这一问题，可以采取人工采摘方式，其优势表现为以下两个方面：一是减少对水果的伤害系数，二是降低果农的劳动强度，且能在较短的时间内提升作业效率。这类手动采摘器的优势在于构造较为简单，操作便捷，可调整不同采摘速度，适合不同大小类型的水果加以采摘。我国乃至全世界老龄化越来越严重，进而增加了人工成本，因此发展人工采摘器对于现在来说非常必要

2.2课题国内外研究现状

结合当前的情况来看，针对于外洋瓜果的采摘主要有两种方式，一种是机械化采摘，另外一种是机器人采摘。前者主要在发达国家当中较为常见，这种采摘方式较为经济，同时鉴于发达国家人口老龄化较为严重，采取这种方法则切实可行。可是就目前的情况来看，对于水果采摘选择机械化这一方式，主要面向于生果或者是不容易毁伤的生果为主，比如说柑桔等。以新鲜的方式将水果贩卖出去，基本上采取的是机器采收，或者是采取手工采收的方式为主。在1940年，西方一些国家在生果采摘器方面进行研究。美国则是对振摇式生果采摘机器展开研究。到了1950年，振摇采摘机则是借助拖拉机来进行驱动^[3]。1960年以后，一些西方发达国家为了能有效降低在水果采摘方面的成本，则大规模使用了果品收成机器。当前较为常用的便是果品收成机多采取振动体例使，主要的目的是能够将果实与植株加以分离。到了后来，起落平台出现之后，当时便出现了各类动力切割式采摘机器，这些采摘机在较大程度上提升了采摘效率。

机械人采摘：1960年，这类采摘方式最初由美国进行研究。在伴随着计算机与自动控制手艺发展的基础上，同时借助产业机器人工艺等相关技术条件下，到了1985年前后，机器人采摘技术获得了较大的提升。随后不少西方发达国家在这一方面进行研究，后来便诞生了葡萄采摘机器人等^[4-12]。鉴于市场等因素的作用，美国在这一方面的研究则处于滞后状态。不过日本在对大批量机器人项目予以收购之后，在该方面进行深入研究，不过令人非常遗憾的是，这类机器项目并未真正实现商业化。虽然荷兰收货机器人在这一方面取得了较大的成功，但是真正在果蔬方面展开研究的则很少^[13]。