圓形水果自動分揀機的設(shè)計說明書
圓形水果自動分揀機的設(shè)計說明書,圓形,水果,自動,分揀,設(shè)計,說明書
指導(dǎo)教師：XXX答辯人：XX圓形水果分揀機畢業(yè)設(shè)計XXXX3傳統(tǒng)分揀方法1摘要4分揀機構(gòu)的創(chuàng)新2國內(nèi)外現(xiàn)狀5致謝圓形水果分揀機目錄1摘要1、1摘要本文主要研究的是中小型水果分揀機器，該機器的主要優(yōu)勢是運行起來比較平穩(wěn)，運轉(zhuǎn)起來速度穩(wěn)定，能耗比較低，對自然環(huán)境的環(huán)境的污染比較小，機器的零部件構(gòu)成比較簡單，機器零部件的價格比較低，可以滿足在農(nóng)村中小型種植園使用，在一直連續(xù)裝載水果的條件下仍可以可實現(xiàn)連續(xù)不斷地分揀。1.2、研究的目的和意義 最近幾年，由于我國現(xiàn)代企業(yè)特色社會效益農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)基地的大發(fā)展，中國的水果行業(yè)得以迅速的發(fā)展，各個不同區(qū)域的布局更為完善，優(yōu)勢水果產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加的突出，水果產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益明顯的增長，目前已成長為能夠有效推動農(nóng)業(yè)組成部分調(diào)整、地區(qū)國家經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步和百姓脫貧增加一個經(jīng)濟(jì)的主要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。當(dāng)前，中國的水果品質(zhì)已經(jīng)逐漸發(fā)展到達(dá)世界的先進(jìn)水平行列。因此，中國的水果后處理能力的欠缺一直是中國在國際水果市場的競爭力一直很低的原因。這里面包含水果后期的處理，比如線上、洗劑、打蠟、風(fēng)干、分揀等，除分揀以外，別的生產(chǎn)加工技術(shù)傳統(tǒng)上都能在在水果加工工藝的最初和終結(jié)等加工的的操作，方便處理。所以，當(dāng)前的水果分揀技術(shù)的進(jìn)步才是水果加工后處理的主要技術(shù)。然而，當(dāng)前中國在水果的測驗和分揀技術(shù)水平上還相對起步晚于西方國家，這就直接導(dǎo)致了中國水果中接近國際質(zhì)量的沒有能夠被分選出來。2國內(nèi)外現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀二、國內(nèi)外現(xiàn)狀雖然水果總產(chǎn)出居世界第一的是中國，但是水果采摘后的加工處理技術(shù)和發(fā)達(dá)國家相比還有很大進(jìn)步空間，機器的不足，水果的處理能力和加工技術(shù)還比較落后，水果處理的規(guī)模和一些發(fā)達(dá)的國家相比還有很大距離。我國只有總產(chǎn)出的2%左右的水果來進(jìn)行出口，這就把中國水果的后期附加值和外匯收入黑限制了。伴隨著水果的產(chǎn)出的提高和水平的進(jìn)步，一般的人工處理和簡陋粗糙的機器已經(jīng)不能夠滿足實際生產(chǎn)的需要。最近幾年，中國已經(jīng)在關(guān)注水果產(chǎn)量的收獲后的加工處理技術(shù)。我國在一些在大型的水果分揀中，在引進(jìn)國外技術(shù)和消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)有了一些相比較較為成功的的水果后處理工藝和技術(shù)。國內(nèi)現(xiàn)狀二、國內(nèi)外現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀 發(fā)達(dá)地區(qū)對分揀水果的技術(shù)的研究領(lǐng)域開始很早，從傳統(tǒng)的采用機械結(jié)構(gòu)的的重量和直徑來開始分揀發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)可以利用近紅外光手段分析技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、聲學(xué)特性分析技術(shù)、X 射線分析技術(shù)、計算機視覺技術(shù)和電磁特性等先進(jìn)技術(shù)，以此達(dá)到對水果的重量、直徑、表層、表面壞處等果品表面的標(biāo)準(zhǔn)和果品里面的糖度、酸度等來進(jìn)行無損的同步檢測。比如，意大利設(shè)計的水果色分揀機把果品分類為全紅水果、半綠(半紅)水果和全綠水果，其中采用的原理就是因為綠色的水果里面的反射光比紅色的水果里面的反射光強;水果熟度分類機由日本三菱設(shè)計,其中采用的傳感器用于全面測量果品表層的色彩和透光率、一定光的形狀和大小,然后把其與儲存在電腦中的數(shù)據(jù)庫的成熟程度和糖度進(jìn)行對比。美國的Alle電子公司利用高分辨率的CCD攝像頭，識別并去除水果在傳送帶上移動時產(chǎn)生的輕微變色和缺陷，是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，并進(jìn)行了相應(yīng)的分類。然而，上述的技術(shù)都是基于蘋果、梨、柑橘這類的的大果形橘子3傳統(tǒng)的分揀方法基于大小的分揀基于視覺效果的分揀人工分揀稱重分揀三、傳統(tǒng)分揀方法稱重分揀 稱重分揀機主要包括電子顯示操作設(shè)備,水果運輸和傳輸設(shè)備、水果稱重傳感器、水果分類控制裝置和水果篩選設(shè)備,支腳安裝在操作臺底部,傳動裝置是安裝在操作臺上,它包括一個第一輸送設(shè)備,第二輸送裝置,和第三輸送設(shè)備。第一輸送裝置、第二輸送裝置,第三輸送設(shè)備都提供獨立的驅(qū)動裝置,安裝在上面的工作臺,稱重裝置的底部提供第二輸送裝置,控制裝置是連接到稱重設(shè)備,檢測設(shè)備,分別和傳動裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用了一種自動稱重篩分裝置，根據(jù)水果的特性，有效地實現(xiàn)了水果的自動稱重篩分效果。具體效果圖如下三、傳統(tǒng)分揀方法基于視覺效果分揀 水果分揀系統(tǒng)主要 由相機、圖像采集卡、工控電腦、PLC、傳送帶和并聯(lián) 機器人組成。其中相機和 PLC 均使用以太網(wǎng)傳輸與 工控電腦相連，PLC 再通過以太網(wǎng)與并聯(lián)機器人通 訊從而控制機器人動作3。系統(tǒng)的軟件由自主設(shè)計的 分揀控制平臺及 MOTOCOM 動態(tài)鏈接庫構(gòu)成。三、傳統(tǒng)水果分揀方法人工分揀 人分揀是通過人為的感官對水果的質(zhì)量好壞進(jìn)行判斷，通過人工的勞動力外加一些輔助設(shè)備達(dá)到對水果大小的分揀。這種檢測方法判斷出來的水果質(zhì)量良莠不齊，時間成本較高，效率低下。隨著社會的發(fā)展，人工成本的提高，人工分揀不在適合，所以對智能化分揀水果提出了更多的要求。三、傳統(tǒng)水果分揀方法基于大小水果分揀 基于大小機械分揀一般采用具有分揀效果的孔洞篩板來實現(xiàn)分揀的目的，極易造成水果破損?？紤]到這點我們對機械的傳統(tǒng)分揀進(jìn)行了改變采用多條皮帶通過控制皮帶的間隙大小來控制分揀水果直徑大小的目的，具體效果如下圖。水果通過中間道來到皮帶分揀的地方，皮帶通過電機帶動轉(zhuǎn)動，皮帶帶動水果向前運動由于皮帶間的間隙是變化的達(dá)到分揀水果的目的。并且皮帶間的間隙有可控性，可通過調(diào)節(jié)間隙來達(dá)到對不同水果的分揀，操作方便結(jié)構(gòu)簡單。4分揀機構(gòu)的創(chuàng)新分揀方法的選擇分揀機構(gòu)的設(shè)計及創(chuàng)新產(chǎn)品三維四、分揀機構(gòu)的創(chuàng)新分揀方法的選擇 通對上面幾種分揀裝置的了解。再對比我們的設(shè)計目的是面向中小型農(nóng)村用戶。電子稱重和圖像識別成本較高結(jié)構(gòu)復(fù)雜后期維修不方便雖然分揀效果較好但還是予以放棄。至于人工分揀效率低下已經(jīng)淘汰。最終選擇基于大小機械分揀。稱重分揀人工分揀基于視覺效果分揀基于大小分揀四、分揀機構(gòu)的創(chuàng)新分揀機構(gòu)的設(shè)計基于作圖改進(jìn)的右圖分揀機構(gòu)的參考以及改進(jìn)思路：左邊的圖是一開始考慮找的網(wǎng)圖作為參考，由于左邊是一個圓柱扣孔來控制其水果大小的掉落與我一開始的設(shè)計思路吻合?？墒侨绻鳛橐环N可以調(diào)節(jié)的水果分揀機有略顯笨重，一種水果需要一個圓柱滾筒。經(jīng)過改編于是有了現(xiàn)在的分揀機四、分揀機構(gòu)的創(chuàng)新分揀機構(gòu)的設(shè)計分揀小端1:短軸2:軸承3:皮帶輪分揀大端1:長軸2:軸承3:皮帶輪分揀機構(gòu)裝配 把之前的設(shè)計成如圖所示結(jié)構(gòu)，水果直徑的大小通過軸承的間隙來控制，這樣當(dāng)直徑需要改變的時候只需要改變軸承間隙，可以通過調(diào)節(jié)來控制皮帶間的間隙，達(dá)到的分級圈一樣的效果控制了直徑的大小，左端是小端水果下來符合直徑的水果通過間隙掉到分揀道中，直徑大的則可以順利通過，皮帶間的間隙逐漸變大，分揀的水果也逐漸分級。達(dá)到分揀蘋果三級的效果。由于是通過皮帶間隙控制通過蘋果直徑大小的，所以也可以分揀所有圓形的水果，只需要調(diào)節(jié)皮帶間隙即可。達(dá)到了一機多用的效果。四、分揀機構(gòu)的創(chuàng)新最終產(chǎn)品的三維模型機器的運轉(zhuǎn)流程：因為本機器的主要設(shè)計結(jié)構(gòu)是分揀部分，顧傳送部分的設(shè)計省略。水果從運輸機構(gòu)下來通過中間過渡道來到分揀機構(gòu)。然后點電機帶動傳動軸帶動皮帶轉(zhuǎn)動這是水果已經(jīng)落在皮帶上，根據(jù)皮帶的轉(zhuǎn)動開始由右向左運動，皮帶安裝在傳動軸上是活動的，可以通過調(diào)節(jié)來控制皮帶間的間隙，達(dá)到的分級圈一樣的效果控制了直徑的大小，左端是小端水果下來符合直徑的水果通過間隙掉到分揀道中，直徑大的則可以順利通過，皮帶間的間隙逐漸變大，分揀的水果也逐漸分級。達(dá)到分揀蘋果三級的效果。由于是通過皮帶間隙控制通過蘋果直徑大小的，所以也可以分揀所有圓形的水果，只需要調(diào)節(jié)皮帶間隙即可。達(dá)到了一機多用的效果。5致謝五、致謝 在如此短的時間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計的撰寫離不開我的導(dǎo)師姚海妮老師的指導(dǎo)和督促。雖然導(dǎo)師在學(xué)校期間并沒有教過我，但是老師還是對我的畢業(yè)設(shè)計精心指導(dǎo)，每當(dāng)有問題請教老師時也都耐心解答。與此同時，在畢業(yè)設(shè)計過程中也離不開同班同學(xué)們的大力幫助，每個人的知識掌握范圍和重點各有側(cè)重。在設(shè)計過程中，經(jīng)常會和同學(xué)們進(jìn)行交流，分享自己的經(jīng)驗同時互相協(xié)助，在設(shè)計過程中給了我很大的幫助。在即將結(jié)束的大學(xué)生活之際，我要感謝青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系機械設(shè)計制造及其自動化的各位教研老師和工程系學(xué)工辦各位老師在日常生活和學(xué)習(xí)上給予的關(guān)心和幫助。感謝各位專家和評委耐心審閱我的論文，他們提出了許多寶貴的意見和建議。謝謝觀看懇請各位老師批評指正！指導(dǎo)教師：XXX答辯人：XXX圓形水果自動分揀機的設(shè)計
目錄
摘要 4
Summary: 5
第一章 引言 6
1.1研究目的及意義 6
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 7
1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 7
1.2.2國外研究現(xiàn)狀 7
1.3 研究的主要內(nèi)容 7
第二章傳送裝置設(shè)計 9
2.1 方案的設(shè)計說明 9
2.1.1皮帶傳送 9
2.1.2錕道傳送 9
2.2最終傳送機構(gòu)選擇 9
2.3錕道傳送具體設(shè)計 10
2.3.1錕道傳送的零部件組成 10
2.3.2錕道設(shè)計 10
2.3.3進(jìn)料艙設(shè)計 11
2.3.4傳送機構(gòu)的運輸原理 12
2.4三維軟件繪制傳送帶機械結(jié)構(gòu)最終效果如圖2-7 13
第三章分揀機構(gòu)設(shè)計 14
3.1分揀設(shè)計說明 14
分揀機構(gòu)的主要功能是能夠分揀水果的大小來進(jìn)行分類篩選。 14
3.1.1稱重分揀： 14
3.1.2對基于機器視覺的水果分揀系統(tǒng)研究 15
3.1.3人工分揀 15
3.1.4基于大小機械分揀 15
3.2分揀機構(gòu)選擇 16
3.3基于大小機械分揀設(shè)計 16
3.3.1基于大小分揀結(jié)構(gòu)的選擇 16
3.3.2分揀機構(gòu)設(shè)計 17
3.3.3三維模型 19
第四章整體裝配圖效果 21
第五章畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 22
致謝 23
參考文獻(xiàn) 24
摘要
本文主要研究的是中小型水果分揀機器，該機器的主要優(yōu)勢是運行起來比較平穩(wěn)，運轉(zhuǎn)起來速度穩(wěn)定，能耗比較低，對自然環(huán)境的環(huán)境的污染比較小，機器的零部件構(gòu)成比較簡單，機器零部件的價格比較低，可以滿足在農(nóng)村中小型種植園使用，在一直連續(xù)裝載水果的條件下仍可以可實現(xiàn)連續(xù)不斷地分揀。
本文根據(jù)使用范圍的需要，結(jié)合日常上的驅(qū)動方案及控制方案的理論的要求分析了當(dāng)前分揀機器的研究現(xiàn)狀 , 對分揀機器的分揀裝置進(jìn)行十分經(jīng)濟(jì)的選型設(shè)計。通過對各機器零部件的選型計算和某些重要零部件的設(shè)計計算 , 最終可以使整個機器系統(tǒng)能夠在非常安全可靠的情況下來運行。
機器主要是按照其直徑大小分揀。通過傳動帶間隙的大小來控制，將直徑大小不等的水果分別送入指定的位置。它所實現(xiàn)的能夠減輕勞動力，降低生產(chǎn)成本，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計靈活。
關(guān)鍵詞：分揀水果大小機器；機構(gòu)；分揀；
Summary:
his paper mainly studies the small and medium-sized fruit sorting machine. The main advantages of this machine are relatively stable operation, stable operation speed, low energy consumption, relatively small environmental pollution to the natural environment, relatively simple components of the machine, relatively low price of machine components, which can be used in small and medium-sized rural plantations, and continuously loading fruits Continuous sorting can still be realized under the condition of.
In this paper, according to the needs of the scope of use, combined with the daily drive scheme and the theoretical requirements of the control scheme, the current research status of the sorting machine is analyzed, and the sorting device of the sorting machine is selected and designed very economically. Finally, the whole machine system can run in a very safe and reliable condition through the selection calculation of various machine parts and the design calculation of some important parts.
Machines are mainly sorted according to their diameter. Through the size of the drive belt gap to control, the fruits with different diameters are sent to the designated positions. The utility model can reduce labor force and production cost, and the device has simple structure and flexible design.
Keywords: sorting fruit size machines; single chip microcomputer; mechanism;
24 / 24
青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）
第一章 引言
1.1研究目的及意義
最近幾年，由于我國現(xiàn)代企業(yè)特色社會效益農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)基地的大發(fā)展，中國的水果行業(yè)得以迅速的發(fā)展，各個不同區(qū)域的布局更為完善，優(yōu)勢水果產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加的突出，水果產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益明顯的增長，目前已成長為能夠有效推動農(nóng)業(yè)組成部分調(diào)整、地區(qū)國家經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步和百姓脫貧增加一個經(jīng)濟(jì)的主要的支柱產(chǎn)業(yè)之一。水果地的總占地量和水果的產(chǎn)出多年占據(jù)世界第一位。按照我們中國國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，2017年，中國的水果可以種植區(qū)域面積1113.6萬公頃，和去年公司相比減少了14.22％；2018年水果生產(chǎn)種植土地面積已經(jīng)大約有1116.8萬公頃，比去年經(jīng)濟(jì)增長以及論文0.29％，這里面瓜果的種植活動面積大約為300.1萬公頃，同比分別增長1.3％。
當(dāng)前，中國的水果品質(zhì)已經(jīng)逐漸發(fā)展到達(dá)世界的先進(jìn)水平行列。因此，中國的水果后處理能力的欠缺一直是中國在國際水果市場的競爭力一直很低的原因。這里面包含水果后期的處理，比如線上、洗劑、打蠟、風(fēng)干、分揀等，除分揀以外，別的生產(chǎn)加工技術(shù)傳統(tǒng)上都能在在水果加工工藝的最初和終結(jié)等加工的的操作，方便處理。所以，當(dāng)前的水果分揀技術(shù)的進(jìn)步才是水果加工后處理的主要技術(shù)。然而，當(dāng)前中國在水果的測驗和分揀技術(shù)水平上還相對起步晚于西方國家，這就直接導(dǎo)致了中國水果中接近國際質(zhì)量的沒有能夠被分選出來。
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
雖然水果總產(chǎn)出居世界第一的是中國，但是水果采摘后的加工處理技術(shù)和發(fā)達(dá)國家相比還有很大進(jìn)步空間，機器的不足，水果的處理能力和加工技術(shù)還比較落后，水果處理的規(guī)模和一些發(fā)達(dá)的國家相比還有很大距離。我國只有總產(chǎn)出的2%左右的水果來進(jìn)行出口，這就把中國水果的后期附加值和外匯收入黑限制了。伴隨著水果的產(chǎn)出的提高和水平的進(jìn)步，一般的人工處理和簡陋粗糙的機器已經(jīng)不能夠滿足實際生產(chǎn)的需要。最近幾年，中國已經(jīng)在關(guān)注水果產(chǎn)量的收獲后的加工處理技術(shù)。我國在一些在大型的水果分揀中，在引進(jìn)國外技術(shù)和消化吸收國外技術(shù)的基礎(chǔ)上，已經(jīng)有了一些相比較較為成功的的水果后處理工藝和技術(shù)。
1.2.2國外研究現(xiàn)狀
發(fā)達(dá)地區(qū)對分揀水果的技術(shù)的研究領(lǐng)域開始很早，從傳統(tǒng)的采用機械結(jié)構(gòu)的的重量和直徑來開始分揀發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)可以利用近紅外光手段分析技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、聲學(xué)特性分析技術(shù)、X 射線分析技術(shù)、計算機視覺技術(shù)和電磁特性等先進(jìn)技術(shù)，以此達(dá)到對水果的重量、直徑、表層、表面壞處等果品表面的標(biāo)準(zhǔn)和果品里面的糖度、酸度等來進(jìn)行無損的同步檢測。比如，意大利設(shè)計的水果色分揀機把果品分類為全紅水果、半綠(半紅)水果和全綠水果，其中采用的原理就是因為綠色的水果里面的反射光比紅色的水果里面的反射光強;水果熟度分類機由日本三菱設(shè)計,其中采用的傳感器用于全面測量果品表層的色彩和透光率、一定光的形狀和大小,然后把其與儲存在電腦中的數(shù)據(jù)庫的成熟程度和糖度進(jìn)行對比。美國的Alle電子公司利用高分辨率的CCD攝像頭，識別并去除水果在傳送帶上移動時產(chǎn)生的輕微變色和缺陷，是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，并進(jìn)行了相應(yīng)的分類。然而，上述的技術(shù)都是基于蘋果、梨、柑橘這類的的大果形橘子。
1.3 研究的主要內(nèi)容
現(xiàn)階段大多集中研究的都是基于視覺的分揀水果大小或是稱重型的分揀機，這類機器多適用于大型企業(yè)或是專業(yè)水果分揀的地方。而對中小型分揀機的機械本體設(shè)計研究較少，一般農(nóng)村個體戶負(fù)擔(dān)不起，賣水果時又需要通過大小來分級確定價格，人工分揀效率太慢，大型機器又不適合成本太高。顧本課題設(shè)計了一款專門用于分揀水果大小的機械結(jié)構(gòu)，借助電動機的動力或是農(nóng)村常用拖拉機來帶動，帶動皮帶運轉(zhuǎn)，通過物理手段達(dá)分揀大小的目的。此次設(shè)計的機器結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，分揀效率高，通用性強。主要內(nèi)容如下：
1、 分揀機水果傳送機構(gòu)的設(shè)計。
2、 分揀機分揀機構(gòu)的設(shè)計
第二章傳送裝置設(shè)計
2.1 方案的設(shè)計說明
零件傳送裝置的主要功能是將水果從水果箱子里的一端向分揀裝置一端傳送，并保證傳送過程中水果不受到損害。由于考慮到主要面向中小型果園一般就是農(nóng)村地區(qū)，傳送機構(gòu)的選擇應(yīng)該盡可能簡單并且經(jīng)濟(jì)實惠操作方便。通過以上條件符合要求的有皮帶傳送和由錕道組成滾道傳送。
2.1.1皮帶傳送
帶傳送就是利用緊繃的的皮帶，將其安裝在兩根傳動的軸的輪子上，它的運動主要是根據(jù)帶和帶輪緊繃時兩者所產(chǎn)生的摩擦的力，將其中一邊的動力傳遞到另一邊。皮帶的運動可將其應(yīng)用于兩個大距離的傳送。而且皮帶具有彈性，能夠在沖擊的緩和、震動的減輕其重要作用，而且其運動起來比較平穩(wěn)，但缺點是運動起來時傳動比得不到嚴(yán)格的保障。當(dāng)傳動時遇見阻礙或是重量過重時，皮帶可能會在輪子上打滑，好處是這樣可以防止機件損壞。帶傳動非常簡單，其零件成本較低，機器的維護(hù)修養(yǎng)方便，還方便拆卸。
2.1.2錕道傳送
錕道傳送的特點
錕道輸送機之間方便于銜接和過濾，經(jīng)?？梢杂糜诙鄺l錕道線以及其它類似的輸送機器或?qū)C組成的比較復(fù)雜的物流傳送系統(tǒng)，結(jié)束多個地方的工藝的需求。
2.2最終傳送機構(gòu)選擇
通過資料對比皮帶傳送和由錕道組成滾道傳送，滾道傳送比較符合最初的設(shè)計思想。就是結(jié)構(gòu)簡單經(jīng)濟(jì)實惠，由于是由于多個錕道組成后期出問題維修時便于更換如果采用皮帶傳送需要整個更換造成不必要的浪費不符合設(shè)計的初衷。皮帶表面摩擦力較大如果分揀一些表皮脆弱的水果時容易造成損傷。
綜上所述傳送裝置采用由錕道組成的滾道運輸。
2.3錕道傳送具體設(shè)計
2.3.1錕道傳送的零部件組成
組成：1、進(jìn)料倉
2、錕道若干
3、錕道支架
4、支撐架
5、鏈輪
6、支架蓋
7、螺栓螺母若干
2.3.2錕道設(shè)計
圖2-1錕道
錕道總長如圖2-1總長為618mm采用不銹鋼材料制成。
圖2-2 錕道小徑 圖2-3 錕道大徑 圖2-4錕道中徑
錕道直徑分別如上圖2-2、圖2-3、圖2-4所示
錕道具體加工制造過程如下表2-1和表2-2
表2-1錕道工藝過程（單件小批生產(chǎn)）
工序號
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
車端面，打中心孔
掉頭車另一端面，打中心孔。
車床
2
車一端外圓，掉頭車另一端外圓
車床
3
銑鍵槽
去毛刺
銑床
表2-2錕道工藝過程（大批量生產(chǎn)）
序號
工序內(nèi)容
設(shè)備
1
銑端面，打中心孔
銑端面打中心孔機床
2
車一端外圓
車床
3
車另一端外圓
車床
4
銑鍵槽
銑鍵槽銑床
5
去毛刺
鉗工臺
具體的生產(chǎn)過程識具體生產(chǎn)而定以上均可采用。
2.3.3進(jìn)料艙設(shè)計
圖2-5進(jìn)料倉
具體零件圖如上圖2-5。由于本機器是基于大小分揀水果，設(shè)計之初是為了適應(yīng)各種大小的水果，進(jìn)料倉只給了一個概念圖形，具體的尺寸可根據(jù)不同水果的大小實際設(shè)計。
2.3.4傳送機構(gòu)的運輸原理
圖2-6傳送機構(gòu)
零件組成如上圖2-6所示，錕道的轉(zhuǎn)動由齒輪帶動，齒輪由電動機經(jīng)過皮帶帶動齒輪轉(zhuǎn)動，整個機構(gòu)在電動機的作用下就可以完成輸送的任務(wù)，把水果輸送到分揀機構(gòu)。
2.4三維軟件繪制傳送帶機械結(jié)構(gòu)最終效果如圖2-7
圖2-7最終傳送機構(gòu)
第三章分揀機構(gòu)設(shè)計
3.1分揀設(shè)計說明
分揀機構(gòu)的主要功能是能夠分揀水果的大小來進(jìn)行分類篩選。
常用的有電子稱重分揀、圖像識別分揀、傳統(tǒng)人工分揀和基于大小機械結(jié)構(gòu)分揀
3.1.1稱重分揀：
稱重分揀機主要包括電子顯示操作設(shè)備,水果運輸和傳輸設(shè)備、水果稱重傳感器、水果分類控制裝置和水果篩選設(shè)備,支腳安裝在操作臺底部,傳動裝置是安裝在操作臺上,它包括一個第一輸送設(shè)備,第二輸送裝置,和第三輸送設(shè)備。第一輸送裝置、第二輸送裝置,第三輸送設(shè)備都提供獨立的驅(qū)動裝置,安裝在上面的工作臺,稱重裝置的底部提供第二輸送裝置,控制裝置是連接到稱重設(shè)備,檢測設(shè)備,分別和傳動裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用了一種自動稱重篩分裝置，根據(jù)水果的特性，有效地實現(xiàn)了水果的自動稱重篩分效果。具體效果圖如下
圖3-1稱重分揀機
3.1.2對基于機器視覺的水果分揀系統(tǒng)研究
如圖 3-2所示。水果分揀系統(tǒng)主要 由相機、圖像采集卡、工控電腦、PLC、傳送帶和并聯(lián) 機器人組成。其中相機和 PLC 均使用以太網(wǎng)傳輸與 工控電腦相連，PLC 再通過以太網(wǎng)與并聯(lián)機器人通 訊從而控制機器人動作[3]。系統(tǒng)的軟件由自主設(shè)計的 分揀控制平臺及 MOTOCOM 動態(tài)鏈接庫構(gòu)成。
圖3-2基于機器視覺的水果分揀系統(tǒng)
3.1.3人工分揀
人分揀是通過人為的感官對水果的質(zhì)量好壞進(jìn)行判斷，通過人工的勞動力外加一些輔助設(shè)備達(dá)到對水果大小的分揀。這種檢測方法判斷出來的水果質(zhì)量良莠不齊，時間成本較高，效率低下。隨著社會的發(fā)展，人工成本的提高，人工分揀不在適合，所以對智能化分揀水果提出了更多的要求。
3.1.4基于大小機械分揀
基于大小機械分揀一般采用具有分揀效果的孔洞篩板來實現(xiàn)分揀的目的， 極易造成水果破損?？紤]到這點我們對機械的傳統(tǒng)分揀進(jìn)行了改變采用多條皮帶通過控制皮帶的間隙大小來控制分揀水果直徑大小的目的，具體效果如下圖。水果通過中間道來到皮帶分揀的地方，皮帶通過電機帶動轉(zhuǎn)動，皮帶帶動水果向前運動由于皮帶間的間隙是變化的達(dá)到分揀水果的目的。并且皮帶間的間隙有可控性，可通過調(diào)節(jié)間隙來達(dá)到對不同水果的分揀，操作方便結(jié)構(gòu)簡單，如圖3-3。
圖3-3分揀機構(gòu)
3.2分揀機構(gòu)選擇
通對上面幾種分揀裝置的了解。再對比我們的設(shè)計目的是面向中小型農(nóng)村用戶。電子稱重和圖像識別成本較高結(jié)構(gòu)復(fù)雜后期維修不方便雖然分揀效果較好但還是予以放棄。至于人工分揀效率低下已經(jīng)淘汰。 最終選擇基于大小機械分揀。
3.3基于大小機械分揀設(shè)計
3.3.1基于大小分揀結(jié)構(gòu)的選擇
由于采用了機器設(shè)計，沒有電子稱重和基于視覺效果的復(fù)雜，操作方面也比較簡單不需要編程的參與降低了設(shè)計的門檻，普及力度大智能分揀裝置，比較適合農(nóng)村小戶使用。
1、首先了解水果分揀的依據(jù)，以蘋果為例：
果實橫徑分級標(biāo)準(zhǔn)：
按紅富士蘋果橫徑大小，分為3級：80mm以上為1級；70mm以上為2級；65mm以上為3級。山東省規(guī)定75mm以上為優(yōu)級，70-74mm為1級，65－69mm為2級。
2、一般的人工分級工具如下
圖3-4分級圈
此工具名為分級圈，每一個圈的直徑不同，然后通過人工來一個一個水果的套圈判斷直徑大小然后分級，由于是圓的所以適用于所有圓形水果的分級。但是由于圓形水果的中類繁多需要購買大量分級圈。而且人工分揀效率低下，不能持續(xù)分揀，中途需要休息。
3.3.2分揀機構(gòu)設(shè)計
按照分級圈的思路設(shè)計了如下分揀部件，分揀小端
圖3-5分揀小端
分揀小端組成如圖3-5所示：1:短軸
2:軸承
3:皮帶輪
分揀大端組成如圖3-6所示
圖3-6分揀大端
分揀大端組成1:長軸
2:軸承
3:皮帶輪
分揀端工作原理：設(shè)計思路參考的蘋果，這里就以蘋果為例。分級圈是直接按照蘋果直徑來安排，這里考慮其工作效率和分揀后蘋果質(zhì)量。才用間隙代替圓孔。這樣能以及多用，擴大其使用范圍，如果是分級圈需要一直單獨購買，而采用間隙后，可通過調(diào)節(jié)大小端軸上的皮帶輪間隙大小來控制通過其水果直徑大小，大型水果調(diào)大間隙小型水果調(diào)小間隙。
分揀部分裝配如圖3-7：
圖3-7皮帶分揀部分
按照蘋果為例小端兩皮帶輪間隙為65，大端為75，這樣只需要在下方放上盒子就能接到規(guī)定等級直徑的水果，需要換水果時只需要調(diào)節(jié)皮帶輪就能完美解決。
3.3.3三維模型
基于分級圈的思路我設(shè)計了如下圖的分揀機構(gòu)如圖3-8
圖3-8分揀機構(gòu)最終效果圖
它由1:分揀道
2:皮帶
3:中間過渡道
4:傳動軸
5:支撐架
構(gòu)成。
分揀部位工作原理：水果從運輸機構(gòu)下來通過中間過渡道來到分揀機構(gòu)。然后點電機帶動傳動軸帶動皮帶轉(zhuǎn)動這是水果已經(jīng)落在皮帶上，根據(jù)皮帶的轉(zhuǎn)動開始由右向左運動，皮帶安裝在傳動軸上是活動的，可以通過調(diào)節(jié)來控制皮帶間的間隙，達(dá)到的分級圈一樣的效果控制了直徑的大小，左端是小端水果下來符合直徑的水果通過間隙掉到分揀道中，直徑大的則可以順利通過，皮帶間的間隙逐漸變大，分揀的水果也逐漸分級。達(dá)到分揀蘋果三級的效果。
由于是通過皮帶間隙控制通過蘋果直徑大小的，所以也可以分揀所有圓形的水果，只需要調(diào)節(jié)皮帶間隙即可。達(dá)到了一機多用的效果。
第四章整體裝配圖效果
裝配圖如圖4-1
圖4-1水果分揀機最終效果圖
第五章畢業(yè)設(shè)計總結(jié)
大學(xué)的時光總是如此的短暫，不知不覺中大學(xué)生活就要結(jié)束了，整個大學(xué)生活的最后答卷便是這個畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計的選題是去年的時候選的，當(dāng)時正好在備考考研，所以在選題上考慮的還有所欠缺。當(dāng)我考完研真正靜下心來準(zhǔn)備才發(fā)現(xiàn)并沒有想象中的那么簡單。我一直以為和之前在學(xué)校做課程設(shè)計差不多，當(dāng)我準(zhǔn)備下手才發(fā)現(xiàn)有點無從下手。這不像之前的課程設(shè)計，經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)最后再把學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用于實踐，課程設(shè)計時目標(biāo)明確，就是為了設(shè)計一個夾具或是減速器，用的知識課堂上都講過，只需要靈活運用即可?？墒钱厴I(yè)設(shè)計畢竟是大學(xué)兩年最后的答卷，開始時我才發(fā)現(xiàn)我的知識儲備如此欠缺，課本上學(xué)習(xí)的理論知識始終有限，而畢業(yè)設(shè)計又是一次綜合的運用，不僅需要把之前所學(xué)的全部知識串起來，還需要一些動手和查資料的能力。還需要把具體機器的三維模型畫出來，這些過程僅僅學(xué)校學(xué)到的知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這過程中培養(yǎng)了我自己動手查資料解決問題的能力，算是初步的一個學(xué)校到設(shè)計的過渡。
經(jīng)過一個月的不懈努力。我完成了從無到有的全部創(chuàng)作。先是對機器的運行等有一個大體的了解，接下來對每一個部位的零件進(jìn)行單獨的設(shè)計，最后把 每一部分再組裝成完整的機器。期間還要穿插著三維模型的制作。畫圖期間我的制圖看圖能力也有了一個很大的提升。完成了從課本到課堂再到設(shè)計的全過程操作。經(jīng)過這次課程設(shè)計我感覺我對我所學(xué)的專業(yè)又有了一個全新的認(rèn)識，也更加深了了我對本專業(yè)的熱愛。
致謝
在如此短的時間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計的撰寫離不開我的導(dǎo)師姚海妮老師的指導(dǎo)和督促。雖然導(dǎo)師在學(xué)校期間并沒有教過我，但是老師還是對我的畢業(yè)設(shè)計精心指導(dǎo)，每當(dāng)有問題請教老師時也都耐心解答。
與此同時，在畢業(yè)設(shè)計過程中也離不開同班同學(xué)們的大力幫助，每個人的知識掌握范圍和重點各有側(cè)重。在設(shè)計過程中，經(jīng)常會和同學(xué)們進(jìn)行交流，分享自己的經(jīng)驗同時互相協(xié)助，在設(shè)計過程中給了我很大的幫助。
在即將結(jié)束的大學(xué)生活之際，我要感謝青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系機械設(shè)計制造及其自動化的各位教研老師和工程系學(xué)工辦各位老師在日常生活和學(xué)習(xí)上給予的關(guān)心和幫助。
感謝各位專家和評委耐心審閱我的論文，他們提出了許多寶貴的意見和建議。
參考文獻(xiàn)
[1]白菲,孟超英.水果自動分級技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 食品科學(xué),2005,26(S1):145. （作者單位：山西省農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院）
[2]小型果全自動智能分揀技術(shù)裝備的開發(fā)與研究 作者張帥
[3]韓東海.水果品質(zhì)機械化分選是產(chǎn)業(yè)興旺的關(guān)鍵[OL]. (2018-03-20)[2018-03-25]
[4] 王新亭，張東興.水果分選臺單片機測控系統(tǒng)的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2003,8(4):41-43.
[5]李光梅，魏新華，李陸星，等. 水果分選機的研究現(xiàn)狀與 發(fā)展?fàn)顩r[J]. 農(nóng)機化研究，2007（9）： 20-23.
[6]劉明濤，劉亞，郭俊先.水果無損檢測技術(shù)的研究與應(yīng)用 [J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2017（6）： 51-55.
[7]白菲，孟超英.水果自動分級技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 食品 科學(xué)，2005（A1）：145-148
[8] 強鋒.電磁式高速執(zhí)行機構(gòu)的小型紅棗分級機的研制 [D].銀川：寧夏大學(xué),2017.
[9]鄧婉，高玨，朱培逸，等.基于機器視覺的水果的自動分 級系統(tǒng)的設(shè)計[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2012（10） :154156.
[10]韓偉.基于計算機視覺的柑橘分選系統(tǒng)[D].鄭州：鄭州大 學(xué),2011.
[11] 饒秀勤．基于機器視覺的水果品質(zhì)實時檢測與分級生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]．杭州：浙江大學(xué)，2007.
[12]應(yīng)義斌,饒秀勤,黃永林,等.運動水果圖像的實時采集方法與系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2004，35（3）：179180.
[13] 蔡文.水果動態(tài)稱重與自動分選控制系統(tǒng)研究與開發(fā) [D].杭州：浙江大學(xué),2011.
[14]水果分揀技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 李 梅 （阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 阜陽 236031）
收藏