菠蘿采摘機的設(shè)計

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,菠蘿采摘機的設(shè)計,機械工程學(xué)院,答辯人：,導(dǎo)師：,目 錄,采摘機的總體設(shè)計,2,采摘機主要部件的設(shè)計,3,單片機控制設(shè)計,4,研究成果,5,論文,總結(jié),6,緒 論,1,2,緒 論,背景,1,意義,3,1.,采摘機的背景,及意義,果園農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，促進了采摘機械的誕生。從上世紀(jì)開始，以美國為首的西方國家就率先開始采摘機械的研究。隨著計算機的出現(xiàn)與自動控制技術(shù)的快速發(fā)展，采摘機器人的研究開始起步。而如今人工智能的快速推進為采摘機器人的研究注入了新鮮血液，采摘機器人的自動化控制愈加完美和智能。,背景,4,作

2、用,1,減少果品的損傷,2,節(jié)約勞動力成本,3,提升采摘過程的效率,4,促進菠蘿產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；N植,01,減少果品的損傷,02,節(jié)約勞動力成本,提升采摘效率,03,04,促進菠蘿產(chǎn)規(guī)模業(yè)的規(guī)?；N植,1.,采摘機的背景,及意義,5,采摘機的總體設(shè)計,菠蘿種植模式的特點,2,采摘機總體方案設(shè)計,6,2.,菠蘿種植模式特點,種植模式,以種植的行間距確定機器的尺寸,菠蘿的種植密度原則上以三四千株每六百多平方米(畝)為合理的種植密度,，且處于地勢平緩的地帶。,果實重量等,以果實的各項數(shù)據(jù)確定機械手爪,統(tǒng)計菠蘿果實的大小、輕重及果柄的高度是為了可以更好設(shè)計出末端執(zhí)行器的大小與傳送的所需的功率。,果實的受力

3、,以此確定輸入單片機的限定力的大小,得到了菠蘿果實與果柄的連接力大約為30.82N，為接下來的采摘機器設(shè)計提供了理論上的數(shù)據(jù)支持。,7,2.,采摘機的設(shè)計,采摘部分,機架部分,動力部分,傳動部分,升降部分,這里我們設(shè)計了機械手爪作為采摘的執(zhí)行機構(gòu)。,作為整個機器的支撐部分，我們采用了自走小車的形式。,這里我們采用導(dǎo)軌與滑塊結(jié)合的形式，輸送相應(yīng)的機構(gòu)到達指定的位置。,采用直流電機作為動力源，可以提供較大的扭矩。,這里我們采用了絲杠機構(gòu)用于機械手爪的傳送,。,總體設(shè)計,8,采摘機主要部件的設(shè)計,末端執(zhí)行器的設(shè)計,3,切割裝置的設(shè)計,9,3.末端執(zhí)行器的設(shè)計,分類,選型,要求,1,3,2,采摘機器人

4、的末端執(zhí)行器種類繁多，根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類。,夾持式的機械手爪部分可以分為平移型和回轉(zhuǎn)型兩種方式。,應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動力，手指要有一定的開閉范圍，具有一定的夾持精度結(jié)構(gòu)比較緊湊、自身的重量不能太大。,末端執(zhí)行器的所作用對象的外形特性決定了執(zhí)行器的設(shè)計方式。不僅如此，它的工作方式也影響了它的結(jié)構(gòu)。,10,3.末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)型式和工作原理,主要包括一個伺服電機，一個絲杠機構(gòu)和由絲杠運動帶動的連桿機構(gòu)，兩個機械手的手爪,傳動部分設(shè)計，抓取和切斷機構(gòu)設(shè)計，控制機械手爪張合的電機的選擇計算。,由視覺定位系統(tǒng)進行定位，然后電機轉(zhuǎn)動帶動手爪的張合,工作原理,部件設(shè)計,整體結(jié)構(gòu),11,3.,切割裝

5、置設(shè)計,1,2,3,刀片,設(shè)計一個直徑為,160mm,的刀片用于切割果實。,將刀架部分安裝在傳動機構(gòu)上，用于傳送機架到達指定位置。,傳動機構(gòu),設(shè)計一個可以搭載刀片的機架裝置，可以高速旋轉(zhuǎn)刀片。,機架,輸入您的文字,12,4.,單片機控制系統(tǒng)設(shè)計,紅外測距模塊的基本原理比較簡單，它可以發(fā)出光線，然后再接受光線。通過這種方式就可以獲取被檢測物體的某些特定信息,菠蘿采摘機上各個裝置的移動均采用直流驅(qū)動電機作為動力源來實現(xiàn)，利用驅(qū)動電機可以控制絲杠的正向和反向轉(zhuǎn)動，也可以調(diào)節(jié)速度。,此次壓力計傳感器的類型采用電阻式應(yīng)變片。它的工作原理就是通過吸附在基體材料上的電阻隨機體的機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象來

6、進行判斷。,接近開關(guān)用以檢測移動機器人一些動作的極限位置，如機器人的運動限位、位置初始化。接近開關(guān)通常有一個常開觸點和一個常閉觸點，內(nèi)部是一個單刀雙擲開關(guān)，即有一個常開開關(guān)和一個常閉開關(guān)，公用一個公共端，一般中間腳為公共端。,紅外測距模塊電路設(shè)計,電機驅(qū)動電路設(shè)計,壓力傳感器的系統(tǒng)設(shè)計,接近開關(guān)，光電開關(guān),13,研究,結(jié)果,菠蘿總機的成品,5,相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計,14,5,.,研究結(jié)果,切割裝置的設(shè)計,多種小型單片機系統(tǒng)的設(shè)計,傳送系統(tǒng)的設(shè)計,末端執(zhí)行器的設(shè)計,單片機總電路的設(shè)計,采摘小車的設(shè)計,1,考核后需要在獎懲上跟上，沒有實惠的東西員工是不會主動自覺去做的。,15,論文總結(jié),相關(guān),總結(jié),6,

7、參考文獻,致 謝,16,6.,論文總結(jié),通過研究國外內(nèi)水果收獲機的現(xiàn)狀分析及對于菠蘿采收機械現(xiàn)狀的研究，確定了本課題研究的具體內(nèi)容。找出了課題研究的具體方法及實際可操作的技術(shù)路線。開始的思考為本次的設(shè)計指明了前進方向和所需準(zhǔn)備的具體工作內(nèi)容。,機械系統(tǒng)優(yōu)化,：各個系統(tǒng)的設(shè)計,控制系統(tǒng)的設(shè)計：各個單片機系統(tǒng)的設(shè)計,選題,：采摘機的設(shè)計,設(shè)計菠蘿采摘機各個工作的機械系統(tǒng)要結(jié)合具體的采摘菠蘿情況，考慮到自身的結(jié)構(gòu)特性。同時。作為設(shè)計的主體結(jié)構(gòu)我們采用了小車的形式。,根據(jù)采摘作業(yè)要求，分別對壓力傳感器和視覺傳感器等部件進行設(shè)計，并結(jié)合相關(guān)分析，確定單片機控制電路圖的原理圖。由于相應(yīng)尺寸的限制和成本的考

8、慮，我們盡可能的是結(jié)構(gòu)簡單。,17,參考文獻,高群,于歡,段旭明.蘋果采摘機器人的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計分析J.,韓東陽.蘋果采摘機J.農(nóng)村青少年科學(xué)探究.,張俊雄,何芬.設(shè)施農(nóng)業(yè)采摘機器人研究進展J.,劉繼展.溫室采摘機器人技術(shù)研究進展分析J.,葉敏等水果采摘機器人通用夾持機構(gòu)設(shè)計J.,1,2,3,4,5,6,參考文獻,劉海清,姜文來.世界菠蘿產(chǎn)業(yè)發(fā)展分析J.農(nóng)業(yè)展望,.,18,致 謝,大學(xué)的,學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)心過我的同學(xué)，你們在我成長過程中給予了我很大的幫助。本文能夠順利完成，要特別感謝我的,導(dǎo)師王福旺老師，感謝,各位老師的關(guān)心和幫助,！,最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝！,最后向所有關(guān)心和幫助過我的人表示衷心的感謝！,19,