《便携式苹果采摘机操作流程与原理》
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[摘 要]针对目前苹果采摘过程中存在采摘作业复杂、效率低、劳动量大、有安全隐患、容易造成果实损伤等问题.我们设计了便携式苹果采摘机,利用此装置辅助人工采摘、分类、收集,达到减轻劳动强度,解放劳动力,提高采摘效率,保证水果质量的目的.
[关键字]采摘苹果 便携 辅助人工
中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0059-01
引言
随着水果种植业的发展,果农对高效实用的果园采摘机械的市场需求日益增加.目前,我国水果采摘以人工采摘为主,采摘时的劳动力占生产过程总劳动力的33%-50%,采摘过程中存在采摘作业复杂、效率低、劳动量大、有安全隐患、容易造成果实损伤等问题.降低采摘成本、减轻劳动力和提高采摘效率成为农户迫切需要解决的难题.
1.方案設计
本作品分为四个模块：采摘模块、储箱传送模块、传送分类模块和收集升降模块.
采摘模块：使用手持式伸缩杆采摘不同高度的水果,可旋转的机械爪用于采摘苹果.
储箱传送模块：链轮结构的传送带上装有卡爪,可带动收集盒运动.
传送分类模块：高处的苹果可放入带轮结构的传送带中,传送带使用软质皮带,可夹紧苹果使其同步运动,低处苹果可直接放入传送带；分类装置利用v形轨道通过苹果直径大小进行分类.
收集升降模块：用来存放收集满苹果的收集盒,齿轮齿条啮合在电机的带动下实现升降,当收集升降模块的收集盒收集满时,蜂鸣器工作提醒操作人员收取,收取完成后按下侧面开关升降平台复位.
2.便携式苹果辅助采摘机工作流程
操作人员首先调整传送装置到合适位置,启动装置.储箱传送模块工作,将收集盒送到指定位置.然后操作人员手持采摘杆进行采摘,采摘下的苹果进入传送分类模块,分类模块根据苹果直径的大小进行分级.当分类装置上方的计数装置检测到收集盒中的苹果收集满后,收集盒被送到收集升降模块,碰到开关后,升降平台下移.当收集升降模块的收集盒收集满时,位于升降平台上的传感器接受到信号,使蜂鸣器工作提醒操作人员收取苹果,收取完成后按下升降开关,升降平台复位.
3.各部分结构及其工作原理
3.1采摘模块
该模块主要包括采摘杆、连接器和机械爪.
（1）采摘杆：包括电机和丝杆滑块.电机与丝杆通过联轴器相连,丝母滑块与可活动的杆固定,开关控制杆的伸缩.采摘水果时调整采摘杆到合适位置,改变杆长度时按下开关,电机带动丝杆转动,从而使丝母滑块带动活动杆上下运动,达到伸缩的目的.
（2）连接器：分为上下两部分,下部的舵机固定在采摘杆上,可带动机械爪实现旋转,上部的舵机可实现机械爪开合.
（3）机械爪：机械爪和舵盘通过有弹性连接,运用类似四连杆机构实现张开和闭合.舵机正向旋转时,舵盘牵引线运动,使机械爪闭合.舵盘反向旋转时,机械爪利用皮筋的弹力张开.
3.2储箱传送模块
空盒子有序叠放在装置后端储箱框中,传送带转动,卡爪抠住最下面的盒子并将其带走,其余空盒子落下,传送带带动空盒子沿轨道滑动,当触碰到侧壁开关时,传送带停止工作,空盒子到达指定位置,准备收集从V形轨道上落下的苹果.传送带使用链轮结构,使得传送平稳.
3.3传送分类模块
传送分类模块由传送部分和分类部分组成.
传送部分由漏斗和可调节长度的传送装置构成.传送带两端装有带轮和橡胶圈,内部装有弹簧.电机带动带轮转动,带轮通过与传送带的摩擦带动传送带运动.传送带为一种有弹性的软质材料.当水果放入漏斗中时,水果依靠本身的重力而落入传送带中,传送带两边宽中间窄,可夹紧水果使其与传送带同步运动,达到缓冲下降速度的目的.通过弹簧来调节传送带间的距离以适应不同直径大小的水果.
分类部分：分类部分主要是由两根碳棒构成,放置为倾斜的形状为前窄后宽的V形结构.该结构可以根据苹果直径大小进行分类.分类部分的上方装有计数装置,通过光电检测实现对水果的准确计数.螺旋轴的使用可有效防止水果损伤.
3.4收集升降模块
收集升降模块由收集部分和升降部分组成.
收集部分：主要由触碰开关和收集盒构成,当收集盒集满时,传送带把它运送到升降部分上,碰到开关后,升降平台下移.
升降部分：升降部分为齿轮齿条结构,升降平台与电机相连,齿轮与齿条啮合在电机的带动下实现升降.
4.创新点
（1）机械爪通过有弹性的线与舵机舵盘相连,运用类似四连杆机构实现张开和闭合,方便省力 .
（2）满足不同高度的采摘,采摘杆运用丝杆、丝母滑块实现伸缩,传送装置中两根型材通过滑块相连发生相向运动实现伸缩.
（4）集采摘、分类、收集于一体,简化劳动程序.
（5）优化采摘路径,将采摘下的苹果放到地下改为空中直接投放,节约时间.
5.结论
我们的作品设计为自动化辅助装置,具有降低劳动强度,解决劳动力不足,提高采摘效率,加速农业现代化进程等的优点,本装置在人工操作的基础上可以完成水果采摘和装箱的功能,造价低廉且适用于各个果园.因此,我们的产品符合当今时展的需求,相信会在现有条件下完成推广和使用.
参考文献
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本文总结:此文为一篇关于操作方面的大学硕士和本科毕业论文以及操作流程和采摘和苹果相关操作论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料.
操作引用文献:
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