撞击式桑葚采摘机设计共36页文档
水果采摘机械手装置设计与仿真
水果采摘机械手装置设计与仿真摘要近年来，随着全国经济的持续发展，人们对果蔬的需求越来越大。
在我国的果蔬生产中，柑橘生产所的占比重日益增大。
而在整个柑橘生产活动中，柑橘的采摘所占的工作量十分巨大。
除此之外，水果采摘质量的好坏还将直接影响到水果的保鲜储藏，运输配送等后续工作，并最终将严重影响到经济效益。
如果继续延续原始的手工采摘，不仅工作环境十分的艰苦，效率低下，而且水果采摘质量也得不到保障，更甚至时有采摘工作者在采摘过程中因为环境的复杂不小心从树上摔下而受伤的事故发生。
为了适应当代果蔬经济的发展，设计一种多自由度，满足工作空间的小型柑橘采摘机械手对实现农业自动化和提高经济效益具有重要意义。
根据柑橘生产活动中完成果实采摘整个过程的的具体条件，首先运用所学知识进行机构尺寸的设计；然后创新设计内嵌式关节采摘机械手所有零部件的具体合理尺寸；再按照设计的零件图通过Pro/E三维造型出机械手的所有零部件；接着根据机械手的工作方式选择合理的连接方式并通过创建合理约束完成机械手的装配；最后通过选用Pro/E 中的机构模式，经过旋转轴的自定义，伺服电机的添加，定义初始条件等完成机械手的运动仿真。
关键词：柑橘采摘机械手，内嵌式关节，Pro/E三维造型，运动仿真AbstractIn recent years, with the continuous development of economy, the proportion of citrus production in fruit and vegetable production is growing in our country. In the entire citrus production activities, the workload of citrus picking is very big. What’s more, the quality of fruit picking will directly affect the fruit storage, transportation and other follow-up work ,which eventually has serious influence on the economic benefit. If we continue to use the original manual picking, not only working environment is very difficult, working inefficient, but also the quality of fruit picking is not guaranteed .what’s worse, the fruit picking workers maybe fell from the trees and injured accidentally because the environment is very complex in the process of picking . In order to adapt to the development of contemporary economic fruit and vegetable, it is of great significance to agricultural automation realized and improving the economic benefit that designing a kind of small citrus picking manipulator with the features of multi-degree of freedom and satisfied the working space.According to the specific conditions of the whole process of fruit picking in citrus production activities, at first ,using the acquired knowledge to creatively design all parts of embedded citrus picking manipulator joints with reasonable size. Then according to the design of the part drawing shapes all parts of the manipulator through the Pro/E 3d modeling software. Next choosing the reasonable connection according to the workings of a manipulator and creating a reasonable constraint to complete the assembly of the manipulator. Finally ,through choosing mechanism model in Pro/E, after the axis of rotation of the custom, the adding of the servo motor and defined the initial conditions to complete the motion simulation of the manipulator.Keywords: citrus picking manipulator, embedded joints, Pro/E 3d modeling , motion simulation第一章绪论 (1)1.1前言 (1)1.2机械手的介绍 (1)1.3水果采摘机械手研究概况 (1)1.3.1 国外机械手的研究概况 (1)1.3.2 国内机械手研究概况 (3)1.4目的和意义 (3)第二章柑橘采摘机械手的结构设计 (5)2.1柑橘采摘机械手的系统构成 (5)2.2柑橘采摘机械手的材料选定 (5)2.3机械手大小臂长度的确定 (6)2.3.1 机械手大小臂长度的确定 (6)2.3.2 基于果园环境的机械手CAD模拟 (6)2.4机械手关节处伺服电机内嵌式创新 (8)2.5电机的选定 (8)2.5.1 电机种类的选择选择发 (8)2.5.2 电机规格的选择 (9)2.6机械臂尺寸的设计 (12)2.6.1 机械手的结构设计 (12)2.6.2 机械手各个零件的尺寸设计 (12)第三章三自由度机械手的三维造型 (14)3.1机械手大臂的三维造型。
农业采摘机器人硬件系统设计
近年来我 国经济快速发展 ， 人 民群众生 活水平不 断提 高 ， 水果 消费量越 来越 大 ，这刺 激 了我 国水果产业 的快速 、稳定发展 ， 自 １ ９ ９ ４年开始 ，我国的水果产量就已经跃居世界首位 。但是 直到 目 前， 在国 内水果产业 中果实 的采 摘仍 然主要依靠人工来 完成 ， 使得 果实采摘成为 了整 个水 果生产链 中最耗时耗力 的环 节 ， 同时 ， 果实 的采摘质量也会对水果的质量造成直接影响 。 如何提高果实采摘作 业 的机械 化程 度 ，已经成为 了我 国水果行 业发展所 面临的重大课 题。 除此之外 ， 随着 国内人 口老龄化越来越明显 ， 水果从业人员数量 的减少 ， 研究果实 的机械化采摘也符合社会发展 的需 要 ， 具有非 常 广 阔的市场前景。 本文所设计 的苹果 采摘机器人 主要包 括五个 自由度的机械手 和两个 自由度的移动载体两个部分。 苹果采摘机器人的整体结构如
电源 、 控 制 设 备
地 面
通过对着 三幅图像 的处理和分析 ，来确定 目标物体 到摄 像机 的距 示 的部 件 ４ ） 。 不仅需要探 测到采 如图 １ 所示， 采用 关节型结构 ， 可以更加有效 的确定末端执 行 离 。采摘机器人视觉采集模块 的主要任务包括 ： 摘苹果 目标的存 在 ， 还需要计算 出末端执行器 与被采摘苹果对象 之 器在三维空间 中的位置和姿态 。 由于苹果在果树上 的分布具有随机 间的平 面二位坐标 ； 确 定 目标采摘苹果对象 的形状 尺寸 ； 确定末 端 性， 而且分布的空 间也较大 ， 在采摘 时可能会遇到很多 的障碍物 ， 采 主 用多 自由度 的关节型机械手可 以拟合三维空 间中的任意 曲线 ， 通过 执行器与被采摘苹果对象之 间的相对距离 。在本课题 的设计 中， 要通过视觉传感器来 获取采摘机器人的工作环境 、 工作对象 以及 机 控制管件 的运动 ， 有效躲避障碍物。 除此之外 ， 采用气泵作为末端执 器人 自身位置等信息。与工业机器人相 比， 苹果采集机器人所处的 行器夹持机构 的动力 源 ， 可 以适度 补偿 机械本体 的位置误 差 ， 末 端
振摇式桑葚采摘机设计
无特殊要求，故轴的材料选用45钢。经调质处理。
12.减速换向装置
该装置是由圆柱圆锥二级减速器改造而成，在减速器 低速轴上齿轮上用一个螺钉与连杆连接，这样就可以把齿 轮的匀速圆周运动转换为往复直线运动，从而实现振动头 的往复振动。
13.总装配图
14.总结与展望
14.1总结
本课题针对桑葚树以及桑葚树种植环境的特点，采用振 动法对桑葚采摘进行了比较深入的研究，同时根据机械设计 理论、机械振动、农机与农艺学设计了一种振动式桑葚采摘 机。由于本文采用了小型汽油机为动力源以及软轴传动，使 采摘机的整体质量比较小，很容易携带进行采摘。 在设计的过程中完成了原理的确定，方案的比较和选择，零 部件的设计与计算，最终完成图纸的绘制。设计的振摇式桑 葚采摘机械在人为操作配合下能够实现采摘作业。但是还没 有实现完全自动化采摘，需要进一步设计能够自动辨别果实 并确定桑葚位置的智能化桑葚采摘机械。
2.2能流图
3.动力源的选择
方案一：电动机
缺点：需要电源 重量大 携带不方便
方案二：汽油机
优点：能源充足 重量轻 携带方便
汽油机型号：139FA
4.振动头的设计
4.1夹持式振动头
4.2 U型振动头
4.3两种方案的比较
经过试验表明，该振动头的设计结构简单，容易制 造，且能够获得较好的采摘效果。对于枝条直径在 10mm-50mm的枝条来说采摘效果更好。因此最终暂定
连杆是将从减速装置低速级齿轮上的振动力传递给采摘 杆，并由采摘杆传递给振动头。
9.齿轮的设计计算
9.1低速轴齿轮的设计
小齿轮选用40Cr，调质处 理，硬度为241HB—286HB， 取平均硬度为260HB；大齿轮 选用42SiMn，调质处理，硬度 为217HB—255HB，取平均硬 度230HB。
毕业设计（论文）-多臂采摘机器人的初步设计采摘手的设计（全套图纸）
多臂采摘机器人的初步设计——采摘手的设计1.绪论1.1研究内容及意义果蔬采摘是农业生产链中最耗时耗力的一个环节,其成本高、季节性强、需要大量劳动力高强度的工作。
但是由于工业生产的迅速发展分流了大量农业劳动力以及人口老龄化加剧等原因,使得能够从事农业生产的劳动力越来越少,单靠人工劳作已经不能满足现有的需要。
随着计算机图像处理技术和各种智能控制理论的发展,使采用机器人采摘果蔬成为可能。
果蔬采摘机器人是一类针对水果和蔬菜, 可以通过编程来完成采摘等相关作业任务的具有感知能力的自动化机械收获系统, 是集机械、电子、信息、智能技术、计算机科学、农业和生物等学科于一体的交叉边缘性科学, 需要涉及机械结构、视觉图像处理、机器人运动学动力学、传感器技术、控制技术以及计算信息处理等多方面学科领域知识。
采摘机器人将在解决劳动力不足、降低工人劳动强度、提高工人劳动舒适性、减轻农业化肥和农药对人体的危害、提高采摘果蔬的质量、降低采摘成本、提高劳动生产率、保证果蔬的适时采收、提高产品的国际竞争力等方面具有很大潜力。
国际上, 一些以日本和美国为代表的发达国家,已经从20世纪80年代开始研究采摘机器人,并取得了一些成果。
而我国在该领域中的研究还处于起步阶段,因此我们必须加快对采摘机器人的研究脚步以早日赶超国际水平,使其为我国农业的生产和发展做出重大贡献。
全套图纸，加1538937061.2研究现状果蔬采摘机器人的研究开始于20 世纪60 年代的美国( 1968 年)，采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式。
其缺点是果实易损、效率不高，特别是无法进行选择性的收获，在采摘柔软、新鲜的果蔬方面还存在很大的局限性。
但在此后，随着电子技术和计算机技术的发展，特别是工业机器人技术、计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟，采摘机器人的研究和开发技术得到了快速的发展。
1.2.1国外研究现状在日本、美国等发达国家，农业人口较少。
随着农业生产向规模化、多样化、精确化的方向迈进，劳动力不足的现象越来越明显。
快客摘果机器人采摘机构设计毕业设计 精品
浙江科技学院毕业设计（论文）、学位论文版权使用授权书本人毛永波学号 106015063 声明所呈交的毕业设计（论文）、学位论文《“快客”摘果机器人采摘机构设计》，是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
本毕业设计（论文）、学位论文作者愿意遵守浙江科技学院关于保留、使用学位论文的管理办法及规定，允许毕业设计（论文）、学位论文被查阅。
本人授权浙江科技学院可以将毕业设计（论文）、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库在校园网内传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计（论文）、学位论文。
（保密的学位论文在解密后适用本授权书）论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
【CN210017010U】一种桑葚采摘机【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920347059.6(22)申请日 2019.03.19(73)专利权人 泰顺县维能家庭农场地址 325500 浙江省温州市泰顺县三魁镇战州村下溪坪（陈维能）户(72)发明人 林爱真 郑挺盛 陈维斌 (74)专利代理机构 北京华仲龙腾专利代理事务所(普通合伙) 11548代理人 胡少林(51)Int.Cl.A01D 46/26(2006.01)(54)实用新型名称一种桑葚采摘机(57)摘要一种桑葚采摘机，包括壳体，所述壳体内侧设有第一空腔，壳体右端开有放置槽，放置槽内设有密封板，密封板和壳体上端设有密封盖，壳体内侧左端设有支撑板，支撑板上端设有伸缩气缸，伸缩气缸尾端设有固定块，固定块设在支撑板上端，伸缩气缸的活塞端设有稳固部，伸缩气缸上端设有放置板，放置板上端前后两侧分别设有第一旋转轴，第一旋转轴的中端外侧设有凸轮，凸轮的左右两侧设有支撑座，第一旋转轴左端外侧设有大齿轮，大齿轮内侧设有小齿轮，小齿轮左端设有电机，密封盖上端前后两侧开有通道槽，通道槽内转动连接有第二旋转轴，第二旋转轴外侧设有扩大部，扩大部的上端设有摇晃臂，摇晃臂内侧固定连接有保护块，扩大部下端设有传动部。
权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 210017010 U 2020.02.07C N 210017010U权 利 要 求 书1/1页CN 210017010 U1.一种桑葚采摘机，包括壳体(1)，其特征是：所述壳体(1)内侧设有第一空腔(2)，所述壳体(1)右端开有延伸至壳体(1)中心位置的放置槽(3)，放置槽(3)内设有固定连接在壳体(1)内侧底部的密封板(4)，所述密封板(4)和壳体(1)上端设有密封盖(5)，所述壳体(1)内侧底部设有支撑板(6)，支撑板(6)上端设有若干个均匀排布的伸缩气缸(7)，伸缩气缸(7)尾端螺纹连接有固定块(8)，固定块(8)固定连接在支撑板(6)上端，所述伸缩气缸(7)的活塞端螺纹连接有稳固部(9)，左端所述伸缩气缸(7)的活塞端穿过支撑板(6)内侧，左端所述伸缩气缸(7)上的稳固部(9)位于支撑板(6)右端，所述伸缩气缸(7)上端设有位于壳体(1)与支撑板(6)之间的放置板(10)，放置板(10)上端前后两侧分别设有第一旋转轴(11)，所述第一旋转轴(11)的中端外侧固定连接有凸轮(12)，凸轮(12)的左右两侧设有转动连接在第一旋转轴(11)外侧的支撑座(13)，所述第一旋转轴(11)左端外侧固定连接有大齿轮(14)，大齿轮(14)内侧设有与大齿轮(14)相啮合的小齿轮(15)，小齿轮(15)左端设有电机(16)，电机(16)的传动端固定连接在小齿轮(15)的中端内侧；所述密封盖(5)上端前后两侧开有通道槽(41)，所述通道槽(41)内左右两壁之间转动连接有第二旋转轴(17)，第二旋转轴(17)外侧固定连接有扩大部(18)，扩大部(18)的上端设有摇晃臂(19)，摇晃臂(19)内侧固定连接有保护块(20)，所述扩大部(18)下端设有传动部(21)，所述壳体(1)上端外侧固定连接有环绕壳体(1)的滑动部(22)，滑动部(22)上端开有滑动槽(23)，所述滑动槽(23)外侧上开有若干个均匀分布的固定槽(24)，所述滑动部(22)左端滑动槽(23)底部开有连接孔(25)，所述滑动部(22)左端下侧设有固定连接在壳体(1)左端外侧的储存部(26)，储存部(26)内设有第二空腔(27)，第二空腔(27)内设有若干个支撑杆(28)，若干个所述支撑杆(28)下端设有滑动体(29)，若干个所述支撑杆(28)之间依次连接有弹性布(30)，弹性布(30)下端外侧设有弹性绑带(37)。
多自由度桑叶采摘机的设计
定位与 固定 。该部分整体带动动力电钻剪切机构 沿 着导 向槽方 向来去移动 ， 一共有 ３ 个 自由度 ， 方便采 摘人员采摘过程 中的 自由移动。多 自由度移动部 分 结 构 图如 图 ３所示 ， 多 自由度 三维 图如 图 ４所示 。
度为 １ ． ５ ｍ，升降管的组合高度能够满足于人工种植 的桑园采摘的高度要求 。 导向槽底部焊接有桑 叶回收 袋 固定 架 ， 固定架 两边各 打 有两 个孔 用 于桑 叶 回收袋 的固定 ， 回收袋在导 向槽两边各放一个 ， 用于 回收剪 切机构 剪下 来 的桑 叶。 导 向槽 中放置 多 自由度 移 动部 分的 ４ 个滚动轴承 ， ４ 个轴承沿着导 向槽方 向移动。 ２ ． ３ 桑 叶 剪切装 置 桑 叶剪 切装 置 主 要有 动 力 头 ，桑 叶 上 下 剪切 刀 组， 偏心机构等部分组成 ， 动力电钻 由 １ ２ Ｖ锂 电池 冲电钻改造而成， 重量 １ ． ０ ５ ｋ ｇ ， 最大输出扭矩 ２ ０ Ｎ ・ ｍ， 空载转速 ０ ～６ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ， 工作时额定输出扭矩 １ ５ Ｎ ・ ｍ， 正常稳定工作转速能够达到 ４ ８ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ ． 按动开关手 柄 ８可 以实 现 电钻 的 开启 ，按 动 程 度不 同可 以实现 转 速快 慢 的 控制 与 调 整 ，转 速快 慢 程度 决 定 了桑 叶 剪 断率 。偏 心轮 ４安 装在 动力 电钻 的顶 部 。 上剪 切 刀 组 １ 通 过 上剪 切 刀 组 固定 架 ９两边 的 轴在下剪切刀组 固定架 ｌ Ｏ 钻有 的圆孔能够来去移 动 ，偏心机构 ４由动力头提供动力通过上剪切刀组 固定 架 中 的偏 心 轮 连 接 槽 １ １ 带 动 上 剪 切 刀组 在下 剪切刀组 固定架 的圆孔中做来回往复式剪切运动实 现剪 切 功能 。 上下 刀组 的刀 片宽 度 ６ ｃ ｍ， 刀片 之 间的 间隔 ３ ． ６ ｏ ｍ， 偏 心 轮 的偏 心 距 离 为 ３ ． ７ ８ ｃ ｍ， 偏 心 轮 的直径 为 １ ４ ｃ ｍ． 电钻 每转 一 转上 下 刀 组之 间来 回往 复一次运动 。 定位螺母 ６ 焊接在架子的底部 ， 定位螺 栓 通 过多 自由度 移 动 部分 铰 链 顶部 的定位 孔 固定 桑 叶剪切装置 。桑叶剪切装置示意图如图 ５ 所示 。
撞击式桑葚采摘机设计
推杆设计
由于要防止运动干涉，一方面要防止推杆在回程时会与外壳相撞产生，另一方面 要防止连杆在随圆盘转动时会与外壳发生干涉，鉴于考虑实地操作该机械的需要， 推杆的长度设计为270mm.
圆环推杆设计图
外壳的设计
因为外壳可能会与连杆的运动以及推杆的运动产生干涉，在不发生干涉的情况下设计 出上壳体和下箱体，采用铸造的方法。
国内研究现状与分析
21 世纪是农业机械化向智能化方向发展的重要时期。随着农业生产的规模化、 多样化和精确化，农业生产作业要求逐渐提高，许多作业项目（如蔬菜和水果的挑 选与采摘、蔬菜的嫁接等）都是劳动密集型工作，再加上时令的要求，保证作业质 量成为关键问题；同时，工业生产发展迅猛，农业劳动力将逐渐向社会其他产业转 移；随着人口的老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本也相应提高，这样大大 提高了产品的市场竞争力。果品采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个环 节。采摘作业季节性强、劳动强度大、费用高，因此保证果实适时采收、降低收获 作业费用是农业增收的重要途径。由于采摘作业的复杂性，采摘自动化程度仍然很 低。 我国果园采摘机械的研究始于 20 世纪 70 年代，先后研制出与手扶拖拉机配 套的机械振动式山楂采果机、气囊式采果器和手持电动采果器。90 年代开始，市 场的因素带动了果树种植的热潮，众多中小种植户的需求带动了简易采摘器的市场。 其后气动式剪枝机、辅助升降平台等机具相继进入了市场，国内气动剪著名厂商有 台湾郁馨公司的 ST-360 型气动剪。1992 年浙江金华农机所研究了由拖拉机操作 的用于采摘水果的升降机。我国普遍使用的是高枝剪等手工采摘机具，效率低。最 近我国有一些采摘机具的专利，如简易液压机械手（专利号：97210599.9）、果品 采摘器（专利号：97121803.X）。这些专利没有突破采摘效率很低的问题。我国东 北林业大学在国家 863 课题资助下研制了林木球果采摘机械手，但由于采摘效率 低，并且设备复杂，没有实用化。2007-2009 年，新疆农垦科学院和机械装备研究 所研究和开发了机械振动式林果采收机。它主要由果树振摇装置、液压控制系统、 油箱及配重等组成。该采收机工作原理是基于机械振动的果实脱落原理。
浆果采摘机的设计
本科毕业设计（论文）通过答辩摘要现在农业采摘已采用专业化、集约化和规模化采摘，农业采摘机成为当今世界最具活力的新兴农业机械之一和现代农业机械的亮点。
结合我国农业生产的实际需要，针对浆果采摘机农业机械市场的特点，对浆果采摘机进行了研究、开发，设计研制出一种可自动完成对浆果的采摘及收获的机械。
课题从浆果采摘机原动部分及传动部分的设计、工作部分的设计、液压系统的设计等多方面详细介绍了研究过程与方法，并给出了安装及维护的注意事项。
本设计以拖拉机作为原动机，通过拖拉机的拖拽，实现了浆果采摘机的行驶功能，液压马达为动力源，采用四连杆机构实现了采摘机的采摘功能。
针对不同的农业地况，车体设计成可升降的结构。
关键词：浆果采摘机；结构设计；理论计算本科毕业设计（论文）通过答辩AbstractNow agricultural picking has adopted specialized, intensive and large-scale agriculture picking, picking machine becomes the world's most dynamic emerging agricultural machinery and modern agricultural machinery window. With China's agricultural production actual need, according to berry picking machine agricultural machinery market characteristics, the berry picking machine undertook research, development, design and develop a automatic completion of the berry picking and harvesting machinery.The berry picking machine driving part and a transmission part of the design, part of the design work, the design of hydraulic system and other aspects detailed introduces the study process and method, and gives the installation and maintenance of the matters needing attention.The design of tractor as motive, the tractor drag, realizes the driving function of berry picking machine, hydraulic motor as a power source, four connecting rod mechanism is adopted to realize picking machine picking function. In view of the different agricultural condition, body is designed into a lifting structure.Keywords：Berry picking machine; Structure design; Theoretical calculation本科毕业设计（论文）通过答辩目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1选题的意义 (1)1.2采摘机概述 (1)1.2.1 国内外发展情况 (1)1.2.2 采摘机的简介 (2)1.2.3 采摘机的主要用途和应用领域 (2)第2章总体方案设计 (4)2.1总体方案确定 (4)2.1.1 旋转式结构 (4)2.1.2 摆动式结构 (4)2.2方案介绍及选择 (5)2.2.1 旋转式采摘介绍 (5)2.2.2 摆动式采摘介绍 (5)2.2.3 采摘方案选择 (6)第3章采摘机的结构设计及计算 (7)3.1参数初定 (7)3.1.1 车体框架尺寸初定 (7)3.1.2 接果板总长初定 (7)3.1.3 摆架机构尺寸初定 (7)3.2框架的材料选择及重量计算 (7)3.3传输带链轮的设计 (8)3.3.1 初选链轮齿数 (8)3.3.2 确定计算功率 (8)3.3.4 计算单排链所能传递的功率及链节距 (8)本科毕业设计（论文）通过答辩3.3.5 确定链实际长度及中心距 (8)3.3.6 计算链速 (9)3.3.7 计算作用在轴上的压轴力 (9)3.3.8 按静强度校核链条 (9)3.3.9 润滑方式的选择 (10)3.3.10 链轮的结构设计 (10)3.4摆架的设计 (10)3.5轴的设计及计算 (10)3.5.1 选定车轮轴径 (12)3.5.2 车轮轴的校核 (14)3.5.3 液压支柱支撑轴校核 (16)3.6轴承寿命计算 (16)第4章液压系统设计 (18)4.1液压系统的设计要求 (18)4.2液压系统的基本回路 (18)4.3确定液压系统的主要参数 (20)4.3.1 初选工作压力 (20)4.3.2 计算液压缸的主要结构尺寸 (21)4.3.3 液压缸工作流量的确定 (22)4.3.4 确定液压缸的安装方式 (22)4.3.5 绘制液压系统的工作原理图 (22)第5章浆果采摘机的安装与维护 (25)5.1安装注意事项 (25)5.2维护中的注意事项 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)本科毕业设计（论文）通过答辩CONTENTS Abstract (I)Chapter 1 Introduction (1)1.1 Significance of topics (1)1.2 Picking machine overview (1)1.2.1 The development status at home and abroad (1)1.2.2 Picking machine introduction (2)1.2.3 Picking machine mainly uses and Applications (3)Chapter 2 Scheme design (5)2.1 Scheme (5)2.2 Comparison of the trin (7)2.3 The design features t (8)Chapter 3 Calculation of two-way conveyor belt design (9)3.1 The primary parameters (9)3.2 driven form (9)3.3 Calculation of transmission capacity (10)3.4 The choice of conveyor belt (10)3.4.1 Checking with the intensity (11)3.4.2 with the resistance calculation (12)3.4.3 Belt tension calculation (13)3.5 Calculation of traction and motor power (16)Chapter 4 Design of the main components (17)4.1 The choice of motor and reducer (17)4.1.1 Motor Selection (17)4.1.2 Selection reducer (17)本科毕业设计（论文）通过答辩4.2 Selection and calculation of roller (18)4.2.1 choice of roll diameter (18)4.2.2 roller spacing (19)4.2.3 Calculation and check of roller (19)4.3 The choice of drum (19)4.3.1 Checking the diameter of roll (20)4.3.2 Selection drum auxiliary board (21)4.4 Design of roller shaft (21)4.5 tensioning device (22)4.6 cleaning device (22)4.7 Brake (22)4.8 installed, uninstall the device structure design (22)4.9 Selection of Protectors (24)4.9.1 speed protection device (24)4.9.2 Deviation protection (24)Chapter 5 Installation and maintenance of transport (25)Conclusion (26)Thanks (27)References (28)本科毕业设计（论文）通过答辩第1章绪论1.1 选题的意义蓝莓具有“世界水果之王”和“黄金水果”的美誉，由于其保健作用和经济、药用价值，蓝莓产业链必然成为我国林业经济新的增长点。
【CN209806475U】桑葚采摘器【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920473125.4(22)申请日 2019.04.10(73)专利权人 重庆市武隆区林政执法监察支队（重庆市武隆区木材检查站）地址 408500 重庆市武隆县巷口镇芙蓉西路50号(72)发明人 夏鹰 (51)Int.Cl.A01D 46/00(2006.01)A01D 46/22(2006.01)(54)实用新型名称桑葚采摘器(57)摘要本实用新型公开了一种桑葚采摘器，包括拉杆、支撑杆和设置在支撑杆顶端的桑葚采摘机构，所述拉杆与支撑杆并列设置，所述桑葚采摘机构包括异形剪刀和果实收集管，所述异形剪刀包括弹力元件、定刀柄、动刀柄、定刀片和动刀片，所述定刀柄的一端与支撑杆的顶端固定连接、定刀柄的另一端与动刀柄的一端铰接，动刀柄的另一端与拉杆的端部铰接，所述定刀片与定刀柄的端部固定连接，所述动刀片与动刀柄端部固定连接，所述定刀片与定刀柄的连接点以及所述动刀片与动刀柄的连接点靠近定刀柄与动刀柄之间的铰接点设置。
本实用新型桑葚采摘器可以解决现有桑葚人工采摘容易弄伤桑葚果实以及采摘劳动强度大的技术问题。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 209806475 U 2019.12.20C N 209806475U权 利 要 求 书1/1页CN 209806475 U1.一种桑葚采摘器，其特征在于：包括拉杆、支撑杆和设置在支撑杆顶端的桑葚采摘机构，所述拉杆与支撑杆并列设置，所述桑葚采摘机构包括异形剪刀和果实收集管，所述异形剪刀包括弹力元件、定刀柄、动刀柄、定刀片和动刀片，所述定刀柄的一端与支撑杆的顶端固定连接、定刀柄的另一端与动刀柄的一端铰接，动刀柄的另一端与拉杆的端部铰接，所述定刀片与定刀柄的端部固定连接，所述动刀片与动刀柄端部固定连接，所述定刀片与定刀柄的连接点以及所述动刀片与动刀柄的连接点靠近定刀柄与动刀柄之间的铰接点设置；所述定刀片和动刀片呈半圆筒形，所述定刀片和动刀片相对扣合设置、且定刀片和动刀片扣合后相互接触的边缘开刃，所述弹力元件设置在定刀柄和动刀柄之间或设置在定刀片和动刀片之间使得定刀片和动刀片在自然状态下呈C型开口状态。
桑叶采摘机主运动系统公差的设计
桑叶采摘机主运动系统公差的设计桑叶采摘机主运动系统公差的设计:1、搬运机械公差设计：（1）搬运机的机构结构设计采用链式结构，链条的材料应选用高强度钢链，摩擦齿的尺寸设计公差应依据国家标准来进行。
（2）驱动机构由电机连接传动机构，传动机构的准确性和精度应能够满足搬运机械结构设计的要求，电机的转速调节幅度应在０.１Hz以上，调节准确性应满足搬运机械要求。
（3）定位传感器和数传编码器应选择准确性高，抗干扰能力强的传感器，使用中应保证传感器的精度和准确性。
2、护身罩公差设计：（1）护身罩的结构设计应严格按照功能需求，材料选择以抗冲击性强为主，采用结构化设计节约成本的原则。
（2）护身罩的加工工艺采用激光切割，因为激光切割可以保证所加工材料表面的光洁度，同时精度也比较高，可以确保护身罩的材料表面结构比较好，在满足功能性需要情况下节省成本。
3、机头抓果装置公差设计：（1）机头抓果装置应采用转向系统，杆件及齿轮的走向精度应满足国家标准。
（2）机头抓果装置的抓果头由机械臂安装，机械臂的负重能力应能够满足总重的要求，同时保证机械臂的灵敏性。
（3）机头抓果装置的抓果头使用的传感器应该有较高的精度，使用中需要保证传感器的精确性和稳定性，以便于搬运机可以抓取到桑叶。
4、控制装置公差设计：（1）控制装置采用专用控制器和PLC控制，并安装传感器转换板，专用控制器负责采集传感器信号及实时控制，PLC负责实现运动信号控制及参数调节；（2）通讯接口的控制速度应达到机械结构设计的要求，传输的比特率在1200Kb以上；（3）控制模块的数据拷贝原则采用备份存多份并同时比较校验的方式，以确保系统能够及时正确处理数据。
果实采摘机械手机构设计与工作性能分析_梁喜凤
- 133 -
2004 年 3 月
农 机 化 研 究
择适当的机器人机构 ［ ３ ］ 。
第 2 期
节放在离本体较近的地方， 有 利 于 扩 大 作 业 区 域 ［５］。 （２） 具 有 较 好 的 避 障 能 力 ［ ４ ］ 。果实采摘过程中， 植物茎叶以及植物支撑装置的位置不固定，为了减 少对植物的损伤， 机械手必须能方便地避开障碍物。 采用冗余自由度机械手是提高避障性能的途径之 一。 （３） 机 构 设 计 合 理 。 这 涉 及 到 运 动 副 型 式 的 合 理选择与配置、驱动运动的最佳传递方式和路线、 驱动装置的最佳配比和空间配置等。若机构设计不 合理，可能会出现臂杆运动干涉、驱动装置无法设 置、机 构 不 能 运 动 等 问 题
［８］
。在 满 足 要 求 的 前 提 下 ，
为简化运动学和动力学分析，降低控制的复杂性， 尽量采用特殊结构的机械手机构，使相邻运动副的 轴线相互平行或正交
［３］
。
［４］
（４） 消 除 工 作 空 间 的 奇 异 形 位
。在奇异形位
处，机械手丧失一个或多个操作自由度，即工作空 间内出现非工作区的情况，机器人工作困难。对于 非冗余度机器人，一般通过增加自由度使其具有冗 余 度 ，以 解 决 机 械 手 机 构 的 奇 异 问 题 。自 由 度 越 多 ， 灵活性越好，但是会增加机构复杂性和控制难度。 农业机器人要求操作简单、成本低廉，因此尽量采 用冗余度少、机构简单的形式。 １．３ 尺寸综合 尺 寸 综 合 用 来 确 定 机 械 手 机 构 结 构 参 数 ，通常 以机械手末杆位姿或末杆活动范围为出发点，利用 解析法和优化方法进行机构尺寸分析与计算。解析 法是利用机构的位形方程，通过消元得到机械手的 尺寸参数。由于其已知位置数目受到机构结构参数 数目的限制，因此不适于 ３ 个以上自由度的机械手 求 解 。 优 化 方 法中 ， 末 杆 的 姿 态 要 求 可 以 作 为 约 束 条件来处理，只要求出的转角逆解在关节运动范围 内，就可以满足约束。利用优化方法分析时，工作 位姿的数目不会受到限制，可以避免冗长的消元过 程和求解复杂的综合方程，还可容纳另外的设计指 标作为目标函数。用优化方法进行机器人机构尺寸 综合的数学模型为 ［ ３ ］ ｍｉｎ F （ X ） X∈ R
具有实时图像传输功能的新型高枝水果采摘器设计
Forum of South China2020年4月下具有实时图像传输功能的新型高枝水果采摘器设计*何 璇，马 斌，尹欢喜，龚晓宇，刘 伟（湖南工学院机械工程学院，湖南 衡阳 421002）摘 要：文章设计了一种具有实时图像传输功能的新型高枝水果采摘器，包括实时图像传输系统、伸缩杆、收纳装置、枝剪机构、控制手柄等。
图像采集装置位于伸缩杆顶部，采集的视频信号通过WiFi 传输到手机；收纳装置设有进、出料口及收纳网；控制手柄位于伸缩杆底部，通过拉杆控制位于伸缩杆顶部的枝剪机构实施剪切。
操作者站在地面上，通过实时图像传输系统随时掌握高枝水果采摘情况，并通过控制手柄实施水果采摘。
关键词：高枝水果采摘器；实时图像传输；摄像头；枝剪机构中图分类号：S225.93 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2020）08-0003-02——————————————基金项目： 2019年国家级大学生创新创业训练计划项目（201911528041）作者简介： 何璇（1999—），男，湖南长沙人，本科，研究方向：机械电子工程。
通信作者： 刘伟（1988—），男，湖南衡阳人，硕士，讲师，研究方向：材料制备及结构力学性能分析。
水果采摘是水果生产过程中最费力、最耗时的一个环节。
传统的水果采摘一般是通过人工爬树采摘。
爬树或借助梯子采摘存在一定的安全隐患，会对果树枝条造成伤害，还存在劳动量大、不安全、采摘效率低下的缺点。
当然，也有采摘人员借助梯子及自制工具进行采摘。
现有的高枝水果采摘工具一般存在枝剪机构结构不合理、采摘视线不好等弊端。
水果的机械采摘主要有三种模式：切割式、撞击式和振摇式[1]。
20世纪40年代初期，法国率先出现了简易水果采摘器，用于辅助人工徒手摘果；随后，一些欧美国家也先后开发了各式机械水果采摘器；90年代，日本岗山大学采用图像处理卡及摄像头组成的视觉识别系统来寻找已成熟的果实，可对成熟果实实施定位采摘[2]；20世纪70年代，我国开始研究水果采摘机械，并先后开发了手持电动采果器、气囊式采果器、机械振动式山楂采果机及多用途果园作业机[3]。