机械5

目录 摘要II Abstract III 第1章绪论1 1.1研究背景及意义1 1.2国内外研究及发展现状1 第2章总体方案设计2 2.1设计参数2 2.1.1设计技术参数2 2.2方案选定2 2.2.1车体方案设计2 2.2.2手臂方案设计2 2.2.3手抓方案设计3 2.2.4驱动方案的选择3 2.3工作原理分析4 2.3.1车体传动机构工作原理4 2.3.2手臂工作原理4 2.3.3手抓工作原理5 第3章零部件的设计与选择6 3.1行驶小车设计6 3.1.1主电机的选择6 3.1.2驱动齿轮传动设计8 3.1.3驱动轴及轴承、键的设计12 3.1.4车轮设计16 3.2手臂部分设计16 3.2.1电机的选择16 3.2.2大臂的静力学分析20 3.2.3小臂的静力学分析21 3.2.4尺寸结构设计24 3.2.5回转底座的设计24 3.3手抓设计25 3.3.1电动机的选择25 3.3.2末端夹持器设计27 3.3.3手抓结构设计28 3.3.4手抓支架的设计29 第4章基于SolidWorks的三维设计30 4.1 SolidWorks三维设计软件概述30 4.2三维设计31 4.2.1车体31 4.2.2主驱动轮31 4.2.3臂部回转机构31 4.2.4手臂、手抓32 4.2.5三维装配32 第5章基于MATLAB的仿真分析34 5.1 MATLAB软件概述34 5.2 MATLAB仿真分析34 总结35 参考文献36 致谢37 摘要 番茄种植业的发展提高了果园机械市场的需求，为了节约人力物力，提高果农的经济效益，开展采摘器械的研究有重要的意义。番茄采摘机是一种极具研究价值和应用前景的农用地面移动采摘装置，本对具有移动功能的采摘机进行了总体技术的研究，并主要对其车体结构部分、手臂部分、手抓部分进行了详细的设计。 本文首先，通过功能和设计任务的分析，确立了番茄采摘机总体功能构架；接着，对本采摘机车体结构部分、手臂部分、手抓部分进行了详细设计与校核并采用SolidWorks软件进行三维设计；然后，采用MATLAB进行仿真分析，确保番茄采摘机结构最优，效率最高，性能最优；最后采用AtuoCAD软件绘制了采摘机的装配图及主要零件图。 通过本次设计，对大学所学专业知识在理论结合实际的锻炼下加深了知识的理解，对今后的工作必定带来很大帮助。 关键词：番茄；采摘；手臂；手抓；车体 Abstract The developme
nt of tomato pla
nti
ng i
ndustry has i
ncreased the dema
nd of orchard machi
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n order to save ma
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nd improve the eco
nomic be
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ng i
nstrume
nts. Tomato picker is a ki
nd of farmla
nd mobile picki
ng device with great research value a
nd applicatio
n prospect. I
n this paper, the overall tech
nology of the picki
ng machi
ne with mobile fu
nctio
n is studied, a
nd its body structure, arm a
nd ha
nd grasp are desig
ned i
n detail. Firstly, through the a
nalysis of fu
nctio
ns a
nd desig
n tasks, the overall fu
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nal framework of tomato harvester is established; seco
ndly, the structure, arm a
nd grasp parts of the picki
ng locomotive are desig
ned a
nd checked i
n detail, a
nd the three-dime
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nalysis is carried out by usi
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nsure the optimum structure, the highest efficie
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nd the best performa
nce of the tomato harvester. Fi
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ng Atuo CAD software. Through this desig
n, we ca
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nder the practice of combi
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ng theory with practice, which will certai
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ng great help to the future work. Key words: Tomato; Picki
ng; Arm; Grasp; Car Body 第1章绪论 1.1研究背景及意义 番茄种植业的发展提高了果园机械市场的需求。在整个生产中，由采摘果实所耗费的劳动力占据整个生产过程的50％～70％㈣。采摘作业季节性相对强，传统人工采摘的方式不仅仅易造成果实损伤。同时，采摘不及时将会导致经济上的损失。农业劳动力向其他行业转移，人员缺乏，随着老龄化的增长，生产成本不断提高，降低了人们的种植积极性，果园种植业的发展受到了制约。为了节约人力物力，提高果农的经济效益，开展采摘器械的研究有重要的意义。 1.2国内外研究及发展现状 采摘装置是二十世纪人类最伟大的发明之一。人类对于机器入的研究由来已久，但直到上世纪50、60年代，随着机构理论和数控伺服技术的发展才真正进入实用化。上世纪70年代后，计算机技术、控靠q技术、传感技术和人工智能技术迅速发展，采摘装置技术也随之进入高速发展阶段，并发展成为集机械、电子、控制和计算机技术的一项综合技术。 番茄和蔬菜的采摘采摘装置的研究始于20世纪60年代，在20世纪的美国，用于收割方法主要是机械和气动摇晃摇晃风格。缺点是番茄的脆弱性，效率不高，是不是特别有选择性的收获，存在很大的局限性采摘柔软，新鲜番茄和蔬菜方面。但此后，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是在工业采摘装置，日益成熟的计算机图像处理技术和人工智能技术，采摘采摘装置的研究和技术开发得到了快速发展。目前，日本，荷兰，法国，英国，意大利，美国，以色列，西班牙等国相继推出的番茄和蔬菜采摘采摘装置方面的研究相关的研究主要橘子，番茄，西红柿，樱桃西红柿，芦笋，黄瓜，甜瓜，葡萄，甘蓝，菊花，草莓，蘑菰等，但这些收益还没有真正商业化经营的采摘装置。 研究农业采摘装置领域起步相对较晚，但近几年的快速发展，也已经有很多的研究。张剑峰，董剑，张志勇，如自适应鲁棒跟踪控制算法采摘采摘装置设计;采摘装置视觉传感器设计立体的中国农业大学，刘兆祥，刘刚，谁捡到了番茄方面江苏大学蔡健荣三维信息，例如恢复的障碍，为柑橘采摘采摘装置障碍识别技术的研究;南京农业大学工学院和夺权的番茄和蔬菜研究技术姬长英王学林外环控制。 在国内，番茄采摘由人工来完成，采摘效率低、采摘人员劳动强度大、工作环境差。目前对番茄采摘机的报道比较少，最近国内也有一些采摘机具的专利，如坚果采摘机，这些专利能在一定程度上减轻采摘人员的劳动强度，改变采摘人员的工作环境；但大多结构简单，所以未从根本上解决采摘难度，效率低等问题。