机械5

摘要 苹果采摘装置属于农业设备，主要对人手不易采摘的高处的苹果进行采摘。本设备采用半机械式，将机械手与人手相结合，降低了单一人工采摘对劳动力的需求，同时提高了采摘效率。目前苹果采摘主要靠人工采摘和机器采摘，人工采摘浪费人力和时间，机器采摘成本高昂，易损伤苹果，所以本设备在市场上有需求。 本文介绍了题目的研究背景和意义，论述了苹果采摘设备在国内外的发展状况,阐述了本次设计研究的内容及方法。本次设计的主要内容是苹果采摘装置的总体方案以及装置的主要组成部分可穿戴装置、夹紧与传动装置、定位与切割装置的结构设计以及三位模型设计。本设计的可穿戴装置由平行四边形机构组成，可模拟人的手臂运动，运用背包式结构将平行四边形机构一端的短杆固定，气弹簧一端固定在上臂杆处，一端固定在腰上，本设计可实现装置的重力都由气弹簧承载，人的手臂不用受力，达到省力的目的。夹紧装置由剪刀机构组成。传动装置采用车闸，手握住闸的手柄，剪刀机构的两根杆相对运动，实现对苹果的夹紧。定位装置将苹果固定，切割刀将苹果柄切断。本设计充分考虑了装置的工艺性、合理性和经济性，设计过程参照了机械设计的基本原理，同时借鉴了其它机械的设计方法。本次设计的装置具有成本低、安装维修方便等特点。 本装置适用于苹果直径40-90mm，最大采摘高度3.5米。 关键词：苹果采摘；可穿戴；气弹簧；剪刀机构 Abstract The utility model relates to a
n apple picki
ng device, belo
ngi
ng to agricultural equipme
nt, which is mai
nly used for picki
ng apples which are
not easily picked by ha
nds. The machi
ne adopts semi mecha
nical type, combi
nes mecha
nical ha
nd with huma
n ha
nd, reduces the dema
nd for labor force by si
ngle ma
nual picki
ng, a
nd improves the picki
ng efficie
ncy. At prese
nt, apple picki
ng mai
nly by ma
nual picki
ng a
nd machi
ne picki
ng, artificial picki
ng waste ma
npower a
nd time, machi
ne picki
ng costs high, easy to damage apples, so the equipme
nt i
n the market dema
nd. This paper i
ntroduces the research backgrou
nd a
nd sig
nifica
nce of the topic, discusses the developme
nt of apple picki
ng equipme
nt at home a
nd abroad, a
nd expou
nds the co
nte
nt a
nd method of the desig
n research. The mai
n co
nte
nt of this desig
n is the mai
n part of the overall scheme a
nd device of apple picki
ng device wearable device, tra
nsmissio
n device, positio
ni
ng a
nd clampi
ng a
nd cutti
ng device structure desig
n a
nd three model desig
n. The desig
n of the wearable device by a parallelogram mecha
nism which ca
n simulate huma
n arm moveme
nt, usi
ng the backpack type structure of parallelogram mecha
nism at o
ne e
nd of the rod is fixed, gas spri
ng is fixed o
n the upper arm, o
ne e
nd is fixed o
n the waist, the desig
n ca
n realize the gravity device carried by the gas spri
ng, people the arm without force, achievi
ng the purpose of savi
ng labor. Clampi
ng device is composed of a pair of scissors mecha
nism. A tra
nsmissio
n device of a brake, holdi
ng the brake ha
ndle, two lever shears mecha
nism relative motio
n, clampi
ng positio
ni
ng device for Apple. Apple fixed, cutti
ng k
nife will cut apple ha
ndle. The desig
n takes full accou
nt of the ma
nufacturability, ratio
nality a
nd eco
nomy of the device. The desig
n process refers to the basic pri
nciple of mecha
nical desig
n, a
nd uses the desig
n method of other machi
nes. The desig
n of the device has the adva
ntages of low cost, easy i
nstallatio
n a
nd mai
nte
na
nce. The utility model is suitable for the 40-90mm of Apple diameter, a
nd the maximum picki
ng height is 3.5 meters. Key words：apple picki
ng; wearable; gas spri
ng; scissors mecha
nism 目录 第1章绪论1 1.1水果采摘装置的设计(研究)意义1 1.2水果采摘装置的研究现状2 1.2.1水果采摘装置的发展历史2 1.2.2水果采摘装置的国内外研究现状2 1.2.3水果采摘装置需要解决的问题4 1.3题目设计（研究）内容9 第2章苹果采摘装置方案设计10 2.1设计任务分析10 2.1.1设计参数10 2.1.2工艺路线10 2.1.3主要参数的确定10 2.2功能分析10 2.2.1总功能确定10 2.2.2功能分解11 2.2.3功能结构确定12 2.3功能求解12 2.3.1分功能原理解12 2.3.2系统方案求解13 2.4方案评价13 2.5系统方案原理图14 2.5.1执行机构方案14 2.5.2传动机构方案14 2.6总体布置15 第3章执行系统设计计算17 3.1定位执行系统设计17 3.1.1定位执行机构的结构设计17 3.1.2上定位爪的结构设计17 3.1.3下定位爪的结构设计18 3.1.4切割机构的结构设计18 3.2夹紧执行系统设计19 3.2.1夹紧杆的结构设计19 3.2.2收集架的结构设计20 3.3调节系统设计20 3.3.1杆机构的结构设计20 3.3.2连接块的结构设计21 第4章传动系统设计计算23 4.1传动方式的选择23 4.2夹紧位移的计算23 第5章计算机辅助设计分析25 5.1三维仿真设计25 5.1.1三维零件的建模25 5.1.2装配体的建立28 5.1.3干涉检查30 5.1.4有限元分析30 第6章加工制作35 6.1采摘装置加工制作35 6.1.1定位爪和下定位爪制作35 6.1.2支座制作36 6.1.3夹紧杆制作36 6.2调节装置加工制作37 6.2.1支撑板制作37 6.2.2连接块制作37 6.2.3连杆制作38 6.2.4车闸和手柄制作38 第7章设备维护和使用要求39 7.1设备维护39 7.2使用要求39 7.3注意事项39 第8章市场调研与价格分析40 8.1市场调研40 8.2成本分析40 第9章结论42 参考文献43 致谢45 附录Ⅰ外文原文46 附录Ⅱ中文翻译55 绪论 水果采摘装置的设计(研究)意义 水果是人类生活不可少的食物，种植面积和产量逐年提高。现在我国已成为世界水果、蔬菜的第一生产大国。到2000年，水果种植面积达867万公顷，占世界面积的8％；产量6237万吨，占世界产量的13％。苹果和梨的产量连续8年居世界首位，柑桔产量在巴西和美国之后位居第三，荔枝产量占世界的70％。蔬菜种植面积达1467万公顷，占世界面积的35％；产量4亿吨，占世界产量的66％，连续5年居世界第一。目前水果总产量已超过6000万吨，约占全球产量的14％左右，成为我国继粮食、蔬菜之后的第三大种植产品，也日益成为农民增收的重要增长点。 近年来，随着农业产业机构的调整，林果生产已经成为很多地区经济发展和农民增收的支柱产业，随着种植面积的不断扩大，果园规模化发展和规范化管理的要求日益提高，从而果园机械化日益重要。果园收获机械的发展，可以减轻果农的劳动强度，提高生产效率，节约劳动成本，提高经济效益。由于我国果园作业机械研究起步较晚，基础相对较差，因此，果园作业机械化程度和欧美等国家还是存在差距。所以，研究相应的作业机械，对林果产业的发展有重要意义。 我国是世界第一大水果生产国，也是世界第一大水果消费国。水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%～50%。目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主，需要人工不定时的对果实进行成熟度的判断和收获，并不时地移动梯子，等高或弯腰，采摘作业比较复杂，季