菠蘿采摘機(jī)的設(shè)計

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(jī)的設(shè)計,機(jī)械工程學(xué)院,答辯人：,導(dǎo)師：,目 錄,采摘機(jī)的總體設(shè)計,2,采摘機(jī)主要部件的設(shè)計,3,單片機(jī)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(jī)的背景,及意義,果園農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，促進(jìn)了采摘機(jī)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(jī)械的研究。隨著計算機(jī)的出現(xiàn)與自動控制技術(shù)的快速發(fā)展，采摘機(jī)器人的研究開始起步。而如今人工智能的快速推進(jìn)為采摘機(jī)器人的研究注入了新鮮血液，采摘機(jī)器人的自動化控制愈加完美和智能。,背景,4,作用,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(jìn)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(jìn)菠蘿產(chǎn)規(guī)模業(yè)的規(guī)?；N植,1.,采摘機(jī)的背景,及意義,5,采摘機(jī)的總體設(shè)計,菠蘿種植模式的特點,2,采摘機(jī)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(jī)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(jī)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,以此確定輸入單片機(jī)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(jī)器設(shè)計提供了理論上的數(shù)據(jù)支持。,7,2.,采摘機(jī)的設(shè)計,采摘部分,機(jī)架部分,動力部分,傳動部分,升降部分,這里我們設(shè)計了機(jī)械手爪作為采摘的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,作為整個機(jī)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(jī)構(gòu)到達(dá)指定的位置。,采用直流電機(jī)作為動力源，可以提供較大的扭矩。,這里我們采用了絲杠機(jī)構(gòu)用于機(jī)械手爪的傳送,。,總體設(shè)計,8,采摘機(jī)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(jī)器人的末端執(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(jī)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(jī)，一個絲杠機(jī)構(gòu)和由絲杠運(yùn)動帶動的連桿機(jī)構(gòu)，兩個機(jī)械手的手爪,傳動部分設(shè)計，抓取和切斷機(jī)構(gòu)設(shè)計，控制機(jī)械手爪張合的電機(jī)的選擇計算。,由視覺定位系統(tǒng)進(jìn)行定位，然后電機(jī)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(jī)構(gòu)上，用于傳送機(jī)架到達(dá)指定位置。,傳動機(jī)構(gòu),設(shè)計一個可以搭載刀片的機(jī)架裝置，可以高速旋轉(zhuǎn)刀片。,機(jī)架,輸入您的文字,12,4.,單片機(jī)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(jī)上各個裝置的移動均采用直流驅(qū)動電機(jī)作為動力源來實現(xiàn)，利用驅(qū)動電機(jī)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(jī)體的機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象來進(jìn)行判斷。,接近開關(guān)用以檢測移動機(jī)器人一些動作的極限位置，如機(jī)器人的運(yùn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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),6,參考文獻(xiàn),致 謝,16,6.,論文總結(jié),通過研究國外內(nèi)水果收獲機(jī)的現(xiàn)狀分析及對于菠蘿采收機(jī)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(jìn)方向和所需準(zhǔn)備的具體工作內(nèi)容。,機(jī)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(jī)系統(tǒng)的設(shè)計,選題,：采摘機(jī)的設(shè)計,設(shè)計菠蘿采摘機(jī)各個工作的機(jī)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(jìn)行設(shè)計，并結(jié)合相關(guān)分析，確定單片機(jī)控制電路圖的原理圖。由于相應(yīng)尺寸的限制和成本的考慮，我們盡可能的是結(jié)構(gòu)簡單。,17,參考文獻(xiàn),高群,于歡,段旭明.蘋果采摘機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計分析J.,韓東陽.蘋果采摘機(jī)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(jī)器人研究進(jìn)展J.,劉繼展.溫室采摘機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展分析J.,葉敏等水果采摘機(jī)器人通用夾持機(jī)構(gòu)設(shè)計J.,1,2,3,4,5,6,參考文獻(xiàn),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(jìn)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,