基于不完全齿轮传动的新型高枝水果采摘器

为了适应高枝水果的采摘需求,克服人工采摘劳动强度大、效率低、采摘成本高,且采摘过程人身安全存在隐患等弊端,研制了一种高枝水果采摘器,主要包括切割装置、复位装置、基板、框架、网兜、伸缩杆、手柄和切割驱动装置。采摘方法为:①手柄远程控制切割装置(刀头机构)复位;②刀头定位于切割果柄作业区,果柄触碰切割装置的触发杆;③触发杆带动切割装置切割果柄;④水果引流至地面。采用杠杆传动、弹簧复位、齿轮传动、不完全齿轮等机构,通过触发杆使弹簧回缩蓄能,产生剪切力,实现果柄的自动触发切割与无损采摘,达到采摘省力的目的;巧妙利用不完全齿轮的啮合与非啮合状态,实现切割机构的远端复位。采摘过程简单、省力、高效,且可连续作业,成本低廉,适用于苹果、梨、桃、桔子等近球形类高枝水果采摘,可为众多的小果农提供实用的采摘作业方案。     

推剪式樱桃采摘器设计与试验

新鲜樱桃果实娇嫩,收获期短,并且要求带柄采摘。然而目前主要采用人工采摘方式,劳动强度大、作业危险且效率低,难以满足当前新鲜樱桃产业发展的要求。针对这一问题,仿照理发的原理,研制一款推剪式樱桃辅助采摘器,通过连续快速地推剪樱桃果柄,从而实现樱桃的快速带柄采摘。同时,还分析影响樱桃果柄剪切效果的因素,并通过果柄剪切对比试验,得出在静刀片齿距为3.5 mm,动刀片齿距为3.0 mm,动刀片行程为3.5 mm以及电机转速为7 000 r/min时,采摘器的采摘效果最佳。果园试验表明,使用该装置辅助人工采摘樱桃,平均半小时内采摘樱桃9.7 kg以上,带柄合格率98%以上,损伤率1%以下,实现快速高效带柄采摘樱桃,并且不碰伤樱桃果实及果树,具有较好的参考与应用价值。     

一种拉切式水果采摘器的设计

针对传统水果采摘方式劳动强度大、现有采摘器对复杂地形果园的水果采摘不便的问题,设计了一种由拉切装置、收集装置、支撑杆和拉绳装置等组成的拉切式水果采摘器,对该采摘器零件进行加工和装配得到其实物模型,并使用该实物模型进行了水果采摘实验。实验结果表明该采摘器具有携带方便、重量轻、操作灵活,可以在复杂的地形当中使用,且采摘过程对水果有保护作用的特点,且随着采摘时间越长其采摘效率越高,应用前景广泛。     

便携式电动水果采摘分级装置的设计

针对当前我国水果采摘现状,研制一种便携式电动水果采摘分级装置。介绍该装置的结构和工作过程,阐述各主要工作部分的详细设计。该装置结构简单、操作简便、携带方便、安全可靠,可提高采收效率、降低劳动强度,适用于大部分果园。     

可移动式红花收获装置的设计

针对目前红花采摘机械化程度不高,采摘困难、效率低、劳动强度高的情况,提出可移动式红花采收方式.基于红花植株高低不齐、果球分布紊乱、种植模式不统一的特性,要求红花收获机不仅要有较强的适应性和灵活性,同时还要保证采摘效率和花丝质量.综上所述,本文设计可移动式红花收获装置,可多人同时进行工作,提高采摘效率,降低劳动强度.     

基于PLC的高速并联自动化控制策略研究

由于在樱桃的采摘季节很耗费人力物力,并且在采摘的过程中樱桃的破碎率也很高,所以为了提高樱桃的采摘效率,文章采用基于PLC高速并联自动化控制策略,通过该策略成功设计出的机器人能够通过PC上位机对樱桃的图像进行采集,然后对采集得到的图像进行二值化处理和膨化腐蚀化处理,能够准确识别成熟的樱桃;在使用PLC控制方法对机器人的角度进行控制,通过对设计的机器人进行测试,能够发现通过PLC高速并联自动化的设计方式能够在很大程度上提高机器人的工作效率,缩短工作时间,有利于樱桃的采摘,并且能够在很大程度上降低采摘过程中的破损率。     

基于大棚垄地式草莓采摘装置的设计与研究

针对大棚垄地式草莓采摘季节性强、人工采摘劳动强度大且效率低、机器采摘易使草莓表皮受损、运输过于频繁而降低效率等一系列问题。本文设计了一种可伸缩性草莓采摘装置。该装置包括采摘和运输两部分。采摘部分采用伸缩杆原理,既适用于不同高度的人群,也适用于不同高度的水果采摘者,不再需要弯腰劳作,可大大降低采摘者的劳动强度。传统的采摘装置需直接接触草莓表皮,增大了草莓表皮受伤的概率。本装置使用导板先将准备采摘的草莓托起,通过导向轮,调整刀片角度,然后利用电机带动刀片快速旋转割断果柄,减少了采摘工具与草莓表面接触的概率,保护了草莓娇嫩的外皮,保证了水果的质量;果篮装满后,通过传送装置将大棚内草莓运出,不再需要人工搬运,省时省力且提高采摘效率。     

百香果采摘末端执行机构的总体结构设计与分析

为解决百香果人工采摘的劳动强度大、效率低、人工成本高、安全性低等问题,设计了一种结构简单合理且轻便的百香果采摘末端执行机构,其结构主要包括驱动部分、盘座部分、关节和拉绳的设计。仿真结果表明,该装置可以实现在柔性果实采摘的同时,保证采摘果实的完好性以及采摘的有效性和稳定性。     

双弹指毛豆采摘装置的设计与试验

针对我国毛豆采摘收获机的发展现状,为提高毛豆采摘装置的采摘效率,减少采摘时的破荚损失、落荚损失和漏采损失,设计了一款双弹指毛豆采摘装置。分析了采摘装置的工作原理,对采摘装置关键零部件进行设计,并利用ADAMS软件仿真模拟采摘时弹指的运动过程,得到弹指末端的位移和速度曲线。仿真结果表明:其运动规律符合弹指采摘要求。制造试验装置进行试验,测得毛豆脱荚时植株摘净率≥98%,落荚率≤1%,破损率≤0.6%,含杂率≤1%。仿真与试验均表明:该装置具有较高的采摘效率,验证了装置的可行性,为今后毛豆采摘装置的设计提供了参考。     

电动桑叶采摘装置

针对目前人工徒手采摘桑叶存在劳动强度大、采摘效率低等问题,设计了一种电动桑叶采摘装置。该文所述移动机构能实现装置的整体移动,利用转动升降机构和滑块定位机构提供多自由度,以实现剪切刀具的精准定位,再由剪切机构的固定刀具和平动刀具相互配合完成剪切作用,剪切后的桑叶由收集机构进行收集。通过ADAMS动态仿真分析和样机试验的结果表明,该装置整体结构设计稳定合理,既能够极大地提高桑叶采摘效率,又能降低人工成本,满足实际工作需要。     

樱桃采摘机器人设计——基于PLC高速并联自动化控制

为了降低樱桃采摘机器人采摘过程中的樱桃破碎率,提高机器人的工作效率,设计了一款新的基于模糊控制和高速并联自动化控制的机器人。该机器可以利用PC上位机对樱桃图像进行采集,并可以对图像进行二值化、膨胀腐蚀处理,从而成功地识别成熟樱桃;同时,可以使用模糊PLC控制方法对采摘机器人的响应角度误差进行控制。为了验证机器人的性能,使用樱桃采摘试验的方法对樱桃采摘机器人的性能进行了测试。结果表明:高速并联自动化控制的樱桃采摘机器人总体采摘时间有了明显的缩短,工作效率有所提高;通过模糊控制可以使采摘机器人角度的响应平稳地达到指定角度,且没有出现大的超调量,有利于樱桃的采摘,降低了破碎率。     

一种轻型枇杷采摘器的设计

为改善枇杷的采摘条件,提高其采摘效率,通过分析枇杷的栽培生长环境,设计了一种简易且不伤果的枇杷采摘器具,并在分析其工作原理的基础上,进行了样机制作与试验验证。该采摘器由可充电式锂电池给直流电机提供电源,通过两级齿轮减速后将电机的动力传递给偏心轮凸轮机构,实现动刀片的往复运动,从而将枇杷等类似水果从茎部剪断,落入下方的收集网袋进行收集。试验表明:该枇杷采摘器容易操作、安全舒适、结构简单且价格低廉,可以实现不同高度和不同大小枇杷的采摘,大大缓解了劳动者的劳动强度。     

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。     

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。     

切割-气吸式红花花丝采收装置的设计

为解决红花鲜花丝采摘过程中效率低、劳动强度大、成本高等问题,设计了一种切割-气吸式红花花丝采收装置。该装置采用负压风机转动产生的吸气流梳理花丝,使花丝竖立起来且偏向一侧,并露出花丝与瘦果连接处,电机转动带动刀具旋转切割花丝,采摘下的花丝在吸气流的作用下被输送至储花室,完成红花鲜花丝的采摘、输送、收集工作。同时,对具有不同导流片的储花室结构进行流场模拟,分析了不同个数的导流片对储花效果的影响;对采收装置的整机结构在Solidworks软件中进行三维实体建模,且进行了干涉检查。结果显示,该装置各部件组装合理,可以进行后续的物理样机制作。     

基于自动控制技术的多手臂水果采摘装置的设计

随着人力劳动成本及农林作业自动化程度的提高,在未来的水果采摘作业中将逐步采用自动化采摘设备。为此,探讨了多手臂自动水果采摘装置中的智能移动平台、五轴式机械臂、末端执行器及电气控制装置的设计过程。该装置机械部分主要采用了CAD/CAE软件来进行设计分析,提高了设计的效率、可行性和科学性。该装置设计了4个手臂,可以同时采摘水果,大大提高了机械手的采摘效率,并在机械手抓部分安装有视觉传感器、压力传感器及位置传感器等。同时,对手指进行了应力分析。该装置采用了履带式行走机构,可以适应各种复杂路面;并安装了自动导航系统和视觉识别系统,能够准确定位水果位置并进行摘取。此外,S7-200型号的PLC和气动技术在该采摘装置中的应用,使设备整体结构紧凑,工作更加稳定。     

新型电动机械式水果采摘机设计

针对当前我国水果采摘环节机械化程度低的现状,设计了新型电动机械式水果采摘机。该采摘机主要由集果箱、丝杠电机、支撑杆、操控面板、切削刀片、附属结构、连接手柄等部件构成。采摘时,通过操控面板调节装置的高度,并启动微型电机带动转动轴进行快速的转动,使刀片快速旋转切断果柄,完成采摘。该采摘机结构简单,成本低廉,对外界环境干扰小,具有较强的通用性和可操作性,适用于大部分果园采摘,极大减少了劳动强度,提高采摘效率。     

一种柑橘采摘器的研究与设计

目前山地丘陵的水果采摘主要是使用采果剪手工采摘,存在采摘效率低、劳动强度大和高枝水果易掉落造成的内外伤,影响果品的外观等弊端。在广泛调研的基础上设计了一款简易水果采摘装置,包括驱动结构、控制系统、定位结构、切割装置、收集装置、伸缩杆六大部分。最终实现了高效率采摘高位水果的目标,且使用简单,成本较低,适合于大面积推广。     

基于双视觉系统的柑橘辅助采摘器设计

为减轻柑橘采摘过程中劳动强度大、效率低及传统采摘器易损伤果实从而影响果实保鲜及品相等问题,设计了一种可高效、安全、精准地实现快速采摘柑橘果实的采摘器。采摘器通过光学视觉、机械视觉双视觉辅助定位系统,对果实进行精准定位,由漏斗式捕捉口对果实进行捕获,由双圆盘滑切锯片将果梗切断,果实落入缓冲管道中。试验结果表明:柑橘采摘器可以有效提高采摘效率,减轻果农的采摘劳动强度。     

感应式电动采果器的设计

徒手采摘劳动强度大,劳动效率低,致损率高,严重制约现代农业的推广和发展。结合实用性和经济性,设计一款基于感应式控制的电动采果器。该采果器主要由动力切割装置、柔性传输装置、可调节握杆、背式收集装置等部分组成,适用平地、坡地以及山地等多种地域,可以有效地实现定位、动力切割采摘、自动传输以及背式多果收集。试验结果表明:仅在10min的试验时间内,该采果器的采摘效率大约是徒手采摘的2倍。