菠萝采摘机械手的设计

由于菠萝树和果实的特殊结构,以及考虑到菠萝叶中叶脉纤维的经济价值,目前国内绝大多数的菠萝采摘都还是纯手工操作,不仅效率低,而且由于菠萝叶比较坚硬、菠萝果实上带有芒刺,对手的伤害程度很大。为此,针对菠萝的结构特征和生长特点,设计了一个纯机械式的采摘机械手,该机构操作简单、方便、可靠、快捷。工作时,通过锯齿型剪对菠萝果柄进行剪断,配合上人手腕的左右掰动将果实采摘下来。此设计的成功应用能够方便有效地解决果农对菠萝采摘难的问题,促进了菠萝产业的发展。     

菠萝采摘机械手结构设计

根据菠萝的物理特性,设计了一种菠萝采摘机械手结构,并运用三维数字化软件SolidWorks,对设计机构进行三维建模。在此基础上,对机械手的运动特性与动力学特性进行了相应分析。     

菠萝采摘机械手结构设计

利用机器人技术实现果实精准化、智能化收获是现代果业生产技术的发展方向之一。提出了一种由夹持机构、剪切机构和支撑机构组成的菠萝采摘机械手。介绍了各主要部件的结构特点和设计参数，利用SolidWorks软件建立了采摘机械手的虚拟样机，并进行了田间试验。项目研究成果可为中国现代果园全程机械化研究提供技术参考。      

基于互补采摘方法的菠萝柔性收割一体化装置设计

菠萝营养丰富,味道清香,深受人们的青睐。为减轻人工采摘劳动量、提高生产效益,提出一种互补采摘方法,进行了菠萝采摘收割一体化装置的参数化建模设计与样机制作,详细介绍了采摘、柔性传送、传动系统结构和机架等关键部分,并对装置主要部件的标准件参数和工作方法进行阐述。利用样机进行了采摘试验,结果表明:通过拨叉拨断和锯片切断相结合的互补采摘菠萝方法具有较高的采摘成功率,并且该装置具有操作简单、效率高和结构新颖等优点,对实现菠萝采摘设备的市场化开发具有一定借鉴意义。      

差速梳齿式菠萝采收机的设计及试验研究

目前,我国菠萝采收主要依靠人工完成,劳动强度大,工作效率低。针对这一问题,基于仿生学原理创新设计了一种差速梳齿式菠萝采收机。首先,针对“巴厘”品种的菠萝进行种植模式与物理性状分析;其次,通过三维软件建模完成差速梳齿式菠萝采收机的设计,确定采摘方式主要为旋转梳齿与固定梳齿差速配合完成菠萝采摘;最后,结合理论分析试制了差速梳齿式菠萝采收机样机,并开展了田间试验。选取机器行进速度、梳齿转速和梳齿数量为影响因素,以菠萝采摘率为评价指标进行田间试验,结果表明：当机器行进速度为2m/s、梳齿转速为15r/min、梳齿数量为6个时,菠萝采摘率最高为85.4%。研究结果可为提升我国菠萝生产机械化进程、减轻菠萝采收劳动强度和提高菠萝产业经济提供技术参考与借鉴。     

苹果采摘系统传动模块设计

为解决人工采摘速度缓慢、效率低下的问题,在研究机械传动的基础上,设计了苹果采摘系统传动模块,该模块包括360°整体旋转装置、竖直伸缩装置、折叠装置和横向伸缩装置四部分。360°整体旋转装置由蜗杆带动蜗轮实现绕Z轴360°旋转,竖直伸缩装置和横向伸缩装置由齿轮齿条传动实现Z轴和Y轴方向升降、伸缩运动,折叠装置在气泵传动作用下实现对横向伸缩装置和采摘模块的折叠。四部分的协调配合实现了苹果远距离和快速采摘。     

智能烟叶采摘机机架结构静动态特性分析及优化

【目的】获得具有良好静动态特性的智能烟叶采摘机机架结构,确保烟叶采摘机械在定位和摘取过程中的精确性和稳定性。【方法】课题组应用CAE技术对机架进行了静力学分析和模态分析,并根据变形量、模态振型、模态频率以及应变能密度等数据结果对机架薄弱环节进行了优化设计。【结果】优化后的机架相比优化前的机架最大变形量由0.30 mm降低到0.13mm,优化百分比达到了56.7%;一阶模态频率从15.55 Hz提高到了33.47 Hz,优化百分比为115.2%;二阶模态频率也有较大提升,从26.05 Hz提高到39.22 Hz,优化百分比为50.6%;其余低阶模态也均有不同程度的提升。【结论】该研究结果有助于保障自动化、智能化控制的烟叶采摘机械的实施效果,并为烟草种植业带来更好的效益和发展。     

黄瓜采摘机械臂结构优化与运动分析

黄瓜采摘机器人在非结构环境中工作时,其机械臂的结构特点与运动精度将直接决定机器人作业范围和采摘成功率。针对黄瓜特定的栽培模式,结合机械臂工作空间及结构长度指标,运用参数优化法,对采摘机械臂构型和结构参数进行了优化设计。建立了机械臂运动D-H模型,实现由关节空间向笛卡尔空间的正逆变换,并确定了机械臂速度雅可比矩阵;应用三次多项式插值法,建立了机械臂关节空间运动规划模型;应用Matlab平台对优化参数进行仿真。结果表明,机械臂实际采摘范围可达到目标工作区域90.5%以上,关节位移变化曲线光滑,运动平稳。     

基于机器视觉的草莓自动采摘机的设计

针对我国大面积高垄种植草莓存在的采摘效率低、损伤率高等问题,设计开发了一种基于机器视觉的草莓自动采摘机。该机基于机器视觉识别成熟草莓位置和精准定位,采用步进电机带动同步带运动,让末端执行器执行采摘动作的机构,可一次完成采摘、传送及收集等作业。该采摘机主要由采摘系统、传输系统和收集系统组成。试验结果表明:该机在试验环境下对草莓的采摘速度为403.4颗/h,无损伤采摘成功率可达90%。     

基于单片机控制的自动苹果采摘机设计

苹果树的枝干较高,导致果农采摘困难及耗费大量劳动力等问题。为此,设计了一种基于单片机控制的苹果采摘机的自动控制系统。该采摘机不仅能够高效、快速地采摘苹果,而且在保证苹果完好前提下采取了较好的措施,通过人工的配合,能够完成自动寻找、采摘、送回苹果一系列的控制动作。该采摘机可实现降低成本、改善劳动条件、降低人工劳动强度及行业综合成本的目的,实现苹果自动化的连续作业,提高了经济效益。     

往复式桑叶采摘机设计及采摘效益分析

以实现机械采摘桑叶为目的,设计一款能自动实现桑叶采摘的往复式桑叶采摘机。桑叶采摘机包括往复式桑叶采摘装置、桑枝定位装置和行走装置。为了使桑叶采摘机能够准确地完成桑枝定位、顺利地进行桑叶采摘,桑枝定位装置对桑枝进行定位,行走装置带动桑叶采摘机运动至工作位置,之后由往复式桑叶采摘装置进行桑叶采摘。通过查阅文献和调查,确定桑树的生长情况,结合往复式桑叶采摘机的运动进行机械采摘桑叶的效益分析,得到机械采桑效率为422.4kg/h,采摘6.67hm2桑园所需费用为2 093元。     

自走式烟叶采摘机采摘机构的设计与试验

烟叶采摘机一直受到烟叶破损率高问题的掣肘，从而影响烟农的经济效益，如何降低烟叶的破损率是目前烟叶采摘车的发展方向。为此，结合以前的烟叶采摘车，设计一种烟叶采摘机构，旨在降低烟叶的破损率，提高烟农的经济效益。所设计的采摘机构由采摘刀、传送辊、隔叶板及导流板等组成，采摘刀和传送辊均由橡胶材料制成，传送辊由橡胶辊和光轴组成，隔叶板和导流板均由钢板制作而成。通过对采摘刀和传送辊进行力学分析，得到了烟株不被采摘刀蹭倒和烟叶在传送辊不打滑的临界条件，为降低烟叶的破损率提供了理论依据。三因素(采摘刀的转速、采摘车的行驶速度、烟株的株距)正交旋转试验表明：采摘刀的转速为240～260r/min、采摘车的行驶速度为1.38～1.42km/h、株距为570～590mm时，烟叶的破损率符合大纲要求。试验结果表明：影响烟叶破损率因素的主次顺序为采摘刀的转速>采摘车的行驶速度>烟株的株距，在烟株的株距为579mm、采摘刀的转速为246r/min、烟叶采摘车的行驶速度为1.4km/h时，烟叶的破损率为9.36%,达到了预期要求。     

基于TRIZ理论的刺梨自动采摘机设计研究

当前，刺梨采摘环节存在采摘效率低、劳动强度大等问题，为了提高刺梨采摘的整体作业效率，运用TRIZ理论设计了一款集自动采摘、输送、收集为一体的刺梨自动采摘机。运用TRIZ识别工具功能分析构建了采摘装置的系统功能模型图，分析矛盾冲突，选用合适的发明原理设计出最优解决方案。运用UG软件建立刺梨自动采摘机三维模型，并对主要部件进行了有限元分析，结果表明，仿真分析结果满足设计要求。将TRIZ理论运用到刺梨自动采摘机设计过程中，验证了创新设计构思的可行性，为农业装备设计研究提供了重要参考。     

啤酒花自动采摘机的结构设计及机理分析

介绍一种啤酒花自动采摘机的主要结构设计及工作机理的分析。     

啤酒花自动采摘机的结构设计及机理分析

介绍一种啤酒花自动采摘机的主要结构设计及工作机理的分析。     

花椒采摘机设计

为提高花椒采摘效率、降低成品成本、保护果农安全,依靠HSV色彩红外识别和小波变换的方式,对成熟花椒果实的颜色形状特征和其成簇结实的特性,设计出一款自动识别花椒采摘机。采摘机主要包括视觉识别部分、机械臂运动部分、果实储存部分和车身带动部分。通过动力学仿真,使各部分相互配合,实现花椒果实视觉识别和定位采摘。此机械基本实现花椒果实的自动采摘,对提高花椒采摘效率、降低成本起到一定的促进作用。     

基于均匀试验设计的黄瓜采摘机械臂参数优化

基于黄瓜采摘要求设计了一台黄瓜采摘机械臂,通过采用欠驱动机构减少了驱动,降低了机构复杂性。针对欠驱动机构运动不确定性导致该机械臂在工作过程中滑道出现大幅度摆动而降低了机构稳定性的问题,为降低滑道摆动角度峰峰值,借助均匀设计方法完成结构改进模型的Adams仿真试验方案设计,并对不同参数取值下滑道摆动角度峰峰值利用二次多项式回归分析,得出影响滑道摆动角度峰峰值的显著性依次为滑轨倾角、滑轨高度、驱动速度,且滑轨倾角和驱动速度之间存在显著交互作用的结果。最后,利用DPS软件进行变量寻优,得到最优结果为当直线滑台驱动速度为227.25mm/s、滑轨倾角为14.36°、滑轨高度为55.36mm时,滑道摆动峰峰值可达到最小值0.367 9°。基于优化结果制作样机,试验证明滑道的摆动角度峰峰值从0.835 8°降低到0. 375 9°,取得了显著的优化效果。     

基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机设计与试验

为改善机械采摘蓝莓的果品质量,设计了基于槽型凸轮传动的蓝莓采摘机。样机关键零部件设计包括驱动元件计算与选择、传动系统减速比分配、凸轮运动曲线计算等,采用"反转法"推导凸轮廓形曲线,利用"角分线法"设计采摘系统末端执行装置。在ADAMS中建立采摘机模型,搭建仿真环境对采摘机进行动力学分析,研究凸轮设计参数、各杆件长度、驱动元件转速对采摘传动装置的影响。在种植园进行蓝莓采摘试验,得到槽型凸轮采摘机采摘效率4.6 kg/min、未成熟果实脱落率3.2%、成熟果实采净率83%、果实损坏率3.1%,对比分析得出:槽型凸轮采摘机的采果质量优于牵引式采摘机,采摘效率是人工采摘效率的13倍。     

桑叶采摘机手动操作机构的优化设计

应用力学理论,对桑叶采摘机手动操作机构曲柄的角速度和操作者的扣动力进行了分析计算.对操作机构进行优化设计时,以操作者的扣动力最小和曲柄在滑块移动到S/2处时的角速度最大为目标建立多目标优化的数学模型.采用统一目标法中的乘除法将各个目标函数统一到一个总的统一目标函数中,然后采用Matlab语言编程,使用优化工具箱求出最优解,将优化结果应用在桑叶采摘机的设计中,达到了预期效果.     

基于凸轮传动的便携式樱桃采摘器设计

针对樱桃采摘效率低和劳动强度大的问题,设计了一款便携式樱桃采摘机械。该装置以不完全齿轮的空转与啮合完成樱桃定位、夹紧和采摘的过程,可模仿人工采摘的过程。对关键结构齿轮齿条、凸轮和不完全齿轮传动机构进行参数设计和仿真,在分析其工作原理的基础上,进行了样机制作与试验,实验结果表明该装置可提高采摘效率,降低劳动强度,具有很强的理论和应用价值。