輔助人工采摘蘋果裝置設計

輔助人工采摘蘋果裝置設計,輔助,人工,采摘,蘋果,裝置,設計 西安文理學院本科畢業(yè)論文（設計）開題報告 論文（設計）題目 輔助人工采摘蘋果裝置設計 學生姓名 白凡 學號 0702140102 指導教師 周毓明 一．選題的目的和意義 21世紀以來，隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)改革建設的不斷深入，原始的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式正逐漸被各種機械所替代，但在蘋果采摘這一領域卻并沒有實質(zhì)性的研究突破。在我國大多數(shù)地區(qū)，蘋果采摘工作仍舊是純手工完成。這樣的生產(chǎn)方式不僅耗時費力，而且在采摘過程中，果農(nóng)需要不斷地爬高，存在一定的危險。本課題的研究就是為了減輕果農(nóng)的勞動強度，提高采摘效率，避免爬高帶來的意外傷害。 二．國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀： 目前國外對采摘機械的研究主要是以采摘機器人為主。其研究思想是人機協(xié)作，即由人來完成尋找、導航、定位待采摘蘋果，由機器人來完成果實的采摘任務。機器人采摘蘋果可以極大地解放生產(chǎn)力，提高采摘效率，但其缺點也十分明顯。由于工作環(huán)境的復雜性和不確定性，目前采摘機器人的智能化水平離實際應用和商業(yè)化還有很長一段路要走。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀： 我國從20世紀70年代開始研究果園采摘機械。受我國地域種植條件限制，此類研究主要以人工作業(yè)用的輔助機械為主。至90年代開始，由于市場因素帶動果樹種植熱潮，因此以市場需求為導向的各種簡易采摘器應運而生。2007年新疆機械研究所研制出了我國第一臺多功能果園作業(yè)機，即LG-1型多功能自走式作業(yè)機。該作業(yè)機的研制成功，標志著我國果園由單一的采摘機械進入到了多功能作業(yè)的機械時代。 在機器人采摘研究方面，我國尚處于起步狀態(tài)。2006年我國出臺了“十一五”國家高科技研究發(fā)展計劃（863計劃），提出了高科技技術項目《果園采摘機器人關鍵技術研究》。近年來國內(nèi)許多高校也積極介入農(nóng)業(yè)機器人采摘領域的研究，取得了一定成果。 在我國現(xiàn)階段內(nèi)蘋果種植方式主要是分散栽培，分戶管理。真正集中成片統(tǒng)一管理的大型現(xiàn)代化果園其實很少。所以就成本，技術等種種因素考慮，現(xiàn)階段內(nèi)果農(nóng)可以使用的采摘機械應是以人為主，機械為輔的。即考慮到適用對象是果農(nóng)，并不具備系統(tǒng)的，專業(yè)的機電知識，所以設計出來的機械裝置應合理可靠，操作簡便，成本低廉。 三．課題研究內(nèi)容 果農(nóng)在采摘蘋果時，導致采摘效率低的主要原因有： （1）果樹高矮程度不一，在采摘時需要利用短梯爬高或彎腰甚至蹲伏； （2）人工采摘蘋果時，有的蘋果根部難以折斷，耗時較長； （3）果農(nóng)在爬高采摘蘋果時，一次的采摘量最多有三到四個，需反復地爬上 爬下，既浪費時間增加了危險性。 要提高采摘效率，實現(xiàn)本次輔助人工采摘裝置設計的目的，則必須考慮上述原因。 因此本課題的研究具體內(nèi)容如下： （1）了解果農(nóng)在采摘蘋果時所遇到的各種具體問題； （2）結合實際構思輔助人工采摘蘋果裝置的基本結構； （3）輔助人工采摘蘋果裝置的機構設計和整體建模； （4）輔助人工采摘蘋果裝置的結構可靠性分析； （5）通過Creo對輔助人工采摘蘋果裝置進行仿真研究。 四．研究方案以及步驟 本次畢業(yè)設計是以設計與實踐相結合的方式進行的，所以在撰寫論文的同時，也應該結合實際情況對所要設計的機械裝置進行可行性分析，所以研究方案及步驟如下： 第一階段： 1）查閱相關資料，整理出所需的信息，形成文獻綜述和開題報告； 2）明確設計要求，借鑒其他現(xiàn)有的研究思路； 3）學習相關軟件。 第二階段： 1）深入研究，根據(jù)實際情況設計合理的機械結構，初步形成設計方案； 2）初步確定方案，并對其可行性、操作性能進行分析并改進； 3）對改進后的計算方法演算，確定最終分析方案； 4）繪制完整的裝配圖及零件圖。 第三階段： 對輔助人工采摘蘋果裝置進行仿真測試，并分析實驗數(shù)據(jù)，撰寫論文并反復修改，完成定稿。 五.論文提綱 題目：輔助人工采摘蘋果裝置設計 摘要： 關鍵詞： 1.緒論 1.1 輔助人工采摘蘋果裝置研究背景 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.3 輔助人工采摘蘋果裝置研究的目的和意義 2.輔助人工采摘蘋果裝置構型設計 2.1輔助人工采摘蘋果裝置總體方案設計 2.2輔助人工采摘蘋果裝置機械結構方案設計 2.3輔助人工采摘蘋果裝置傳動方案設計 3.輔助人工采摘蘋果裝置設計方案的可行性論證 4.輔助人工采摘蘋果裝置結構設計 4.1輔助人工采摘蘋果裝置的結構尺寸確定 4.2輔助人工采摘蘋果裝置的傳動計算 5.主要零件校核 5.1主要零件受力分析 5.2主要零件校核 6.輔助人工采摘蘋果裝置的Creo仿真分析 6.1 Creo仿真軟件概述 6.2輔助人工采摘蘋果裝置的機構仿真分析 6.3輔助人工采摘蘋果裝置的運動效果仿真 7.結論 六．預計完成工作量和工作條件 1.初步設計輔助人工采摘蘋果裝置的技術條件及其結構 2.確定輔助人工采摘蘋果裝置基本結構 3.確定設計方案 4.對主要零件進行受力分析及校核 5.繪制裝配草圖及主要零件工作圖 6.外文翻譯 7.畢業(yè)論文 工作條件： 1）自主學習相關仿真軟件； 2）查閱與輔助人工采摘蘋果裝置相關的文獻資料； 3）校后工廠房各類機床設施及資料； 4）專業(yè)老師的指導； 5）動態(tài)仿真視頻錄制。 七．存在問題及擬采取的解決措施 問題：1.在保證工作效率的前提下，如何使結構盡可能簡單，方便操作。 2.材料如何選取。 擬解決的措施：對于第一個問題來說，要使結構盡可能簡單，并不是在前期設想中就可以解決，而是在整個設計過程中，遵循機械零件的設計準則，對機器的主要要求等，不斷改進，不斷優(yōu)化，以期能夠得到最優(yōu)的解決方案。對于選取材料，應以經(jīng)濟性要求，質(zhì)量小的要求為準則，結合機械裝置工作要求來選取。 參考文獻 [1]孫偉，張曉光，張魁松.可控式蘋果采摘裝置設計.遼寧工業(yè)大學機械工程與自動化學院.2017.4 [2]張晉婷，張建，郭玉明.蘋果采摘裝置的研究與探討.《電子世界》2014年第十期505-506. [3]國內(nèi)外果園采摘機械研究與發(fā)展趨勢探討.華南農(nóng)業(yè)大學文獻綜述 [4]劉貫博.從日本果園機械化現(xiàn)狀看我國果園機械發(fā)展趨勢.1994. [5]陳翊棟，劉軼.果樹氣動剪枝機工作原理及現(xiàn)狀.農(nóng)業(yè)機械.2008. [6]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計.高等教育出版社.2016. [7]劉長林，楊麗，張鐵中.果蔬采摘機器人研究進展.2008.5. [8]羅平，王桂蘭，李英嬌.我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械的發(fā)展方向.2010.9. [9]王建超.懸掛式丘陵山地果園作業(yè)升降平臺設計.2013.6. [10]Kumhala F Kavka M Prosek V. Capacitive throughput unit applied to stationary hop picking machine.Computers and Electronics in Agriculture.2013. 指導教師意見及建議（從選題、理論與實證準備、研究（設計）方法、工作安排等方面給出評價，并提出指導意見）： 指導教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)論文工作組意見及建議 畢業(yè)論文工作組組長簽字： 年 月 日 注：1.此表由學生填寫后，交指導教師簽署意見，經(jīng)畢業(yè)論文（設計）工作組審批后，才能開題。 2.此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學院存檔。