輔助人工采摘蘋果裝置設(shè)計(jì)

輔助人工采摘蘋果裝置設(shè)計(jì),輔助,人工,采摘,蘋果,裝置,設(shè)計(jì) 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告 論文（設(shè)計(jì)）題目 輔助人工采摘蘋果裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 白凡 學(xué)號(hào) 0702140102 指導(dǎo)教師 周毓明 一．選題的目的和意義 21世紀(jì)以來，隨著我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)改革建設(shè)的不斷深入，原始的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式正逐漸被各種機(jī)械所替代，但在蘋果采摘這一領(lǐng)域卻并沒有實(shí)質(zhì)性的研究突破。在我國(guó)大多數(shù)地區(qū)，蘋果采摘工作仍舊是純手工完成。這樣的生產(chǎn)方式不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且在采摘過程中，果農(nóng)需要不斷地爬高，存在一定的危險(xiǎn)。本課題的研究就是為了減輕果農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高采摘效率，避免爬高帶來的意外傷害。 二．國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀： 目前國(guó)外對(duì)采摘機(jī)械的研究主要是以采摘機(jī)器人為主。其研究思想是人機(jī)協(xié)作，即由人來完成尋找、導(dǎo)航、定位待采摘蘋果，由機(jī)器人來完成果實(shí)的采摘任務(wù)。機(jī)器人采摘蘋果可以極大地解放生產(chǎn)力，提高采摘效率，但其缺點(diǎn)也十分明顯。由于工作環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，目前采摘機(jī)器人的智能化水平離實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)化還有很長(zhǎng)一段路要走。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀： 我國(guó)從20世紀(jì)70年代開始研究果園采摘機(jī)械。受我國(guó)地域種植條件限制，此類研究主要以人工作業(yè)用的輔助機(jī)械為主。至90年代開始，由于市場(chǎng)因素帶動(dòng)果樹種植熱潮，因此以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向的各種簡(jiǎn)易采摘器應(yīng)運(yùn)而生。2007年新疆機(jī)械研究所研制出了我國(guó)第一臺(tái)多功能果園作業(yè)機(jī)，即LG-1型多功能自走式作業(yè)機(jī)。該作業(yè)機(jī)的研制成功，標(biāo)志著我國(guó)果園由單一的采摘機(jī)械進(jìn)入到了多功能作業(yè)的機(jī)械時(shí)代。 在機(jī)器人采摘研究方面，我國(guó)尚處于起步狀態(tài)。2006年我國(guó)出臺(tái)了“十一五”國(guó)家高科技研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃），提出了高科技技術(shù)項(xiàng)目《果園采摘機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究》。近年來國(guó)內(nèi)許多高校也積極介入農(nóng)業(yè)機(jī)器人采摘領(lǐng)域的研究，取得了一定成果。 在我國(guó)現(xiàn)階段內(nèi)蘋果種植方式主要是分散栽培，分戶管理。真正集中成片統(tǒng)一管理的大型現(xiàn)代化果園其實(shí)很少。所以就成本，技術(shù)等種種因素考慮，現(xiàn)階段內(nèi)果農(nóng)可以使用的采摘機(jī)械應(yīng)是以人為主，機(jī)械為輔的。即考慮到適用對(duì)象是果農(nóng)，并不具備系統(tǒng)的，專業(yè)的機(jī)電知識(shí)，所以設(shè)計(jì)出來的機(jī)械裝置應(yīng)合理可靠，操作簡(jiǎn)便，成本低廉。 三．課題研究?jī)?nèi)容 果農(nóng)在采摘蘋果時(shí)，導(dǎo)致采摘效率低的主要原因有： （1）果樹高矮程度不一，在采摘時(shí)需要利用短梯爬高或彎腰甚至蹲伏； （2）人工采摘蘋果時(shí)，有的蘋果根部難以折斷，耗時(shí)較長(zhǎng)； （3）果農(nóng)在爬高采摘蘋果時(shí)，一次的采摘量最多有三到四個(gè)，需反復(fù)地爬上 爬下，既浪費(fèi)時(shí)間增加了危險(xiǎn)性。 要提高采摘效率，實(shí)現(xiàn)本次輔助人工采摘裝置設(shè)計(jì)的目的，則必須考慮上述原因。 因此本課題的研究具體內(nèi)容如下： （1）了解果農(nóng)在采摘蘋果時(shí)所遇到的各種具體問題； （2）結(jié)合實(shí)際構(gòu)思輔助人工采摘蘋果裝置的基本結(jié)構(gòu)； （3）輔助人工采摘蘋果裝置的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和整體建模； （4）輔助人工采摘蘋果裝置的結(jié)構(gòu)可靠性分析； （5）通過Creo對(duì)輔助人工采摘蘋果裝置進(jìn)行仿真研究。 四．研究方案以及步驟 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是以設(shè)計(jì)與實(shí)踐相結(jié)合的方式進(jìn)行的，所以在撰寫論文的同時(shí)，也應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況對(duì)所要設(shè)計(jì)的機(jī)械裝置進(jìn)行可行性分析，所以研究方案及步驟如下： 第一階段： 1）查閱相關(guān)資料，整理出所需的信息，形成文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告； 2）明確設(shè)計(jì)要求，借鑒其他現(xiàn)有的研究思路； 3）學(xué)習(xí)相關(guān)軟件。 第二階段： 1）深入研究，根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)，初步形成設(shè)計(jì)方案； 2）初步確定方案，并對(duì)其可行性、操作性能進(jìn)行分析并改進(jìn)； 3）對(duì)改進(jìn)后的計(jì)算方法演算，確定最終分析方案； 4）繪制完整的裝配圖及零件圖。 第三階段： 對(duì)輔助人工采摘蘋果裝置進(jìn)行仿真測(cè)試，并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，撰寫論文并反復(fù)修改，完成定稿。 五.論文提綱 題目：輔助人工采摘蘋果裝置設(shè)計(jì) 摘要： 關(guān)鍵詞： 1.緒論 1.1 輔助人工采摘蘋果裝置研究背景 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 1.3 輔助人工采摘蘋果裝置研究的目的和意義 2.輔助人工采摘蘋果裝置構(gòu)型設(shè)計(jì) 2.1輔助人工采摘蘋果裝置總體方案設(shè)計(jì) 2.2輔助人工采摘蘋果裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 2.3輔助人工采摘蘋果裝置傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 3.輔助人工采摘蘋果裝置設(shè)計(jì)方案的可行性論證 4.輔助人工采摘蘋果裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1輔助人工采摘蘋果裝置的結(jié)構(gòu)尺寸確定 4.2輔助人工采摘蘋果裝置的傳動(dòng)計(jì)算 5.主要零件校核 5.1主要零件受力分析 5.2主要零件校核 6.輔助人工采摘蘋果裝置的Creo仿真分析 6.1 Creo仿真軟件概述 6.2輔助人工采摘蘋果裝置的機(jī)構(gòu)仿真分析 6.3輔助人工采摘蘋果裝置的運(yùn)動(dòng)效果仿真 7.結(jié)論 六．預(yù)計(jì)完成工作量和工作條件 1.初步設(shè)計(jì)輔助人工采摘蘋果裝置的技術(shù)條件及其結(jié)構(gòu) 2.確定輔助人工采摘蘋果裝置基本結(jié)構(gòu) 3.確定設(shè)計(jì)方案 4.對(duì)主要零件進(jìn)行受力分析及校核 5.繪制裝配草圖及主要零件工作圖 6.外文翻譯 7.畢業(yè)論文 工作條件： 1）自主學(xué)習(xí)相關(guān)仿真軟件； 2）查閱與輔助人工采摘蘋果裝置相關(guān)的文獻(xiàn)資料； 3）校后工廠房各類機(jī)床設(shè)施及資料； 4）專業(yè)老師的指導(dǎo)； 5）動(dòng)態(tài)仿真視頻錄制。 七．存在問題及擬采取的解決措施 問題：1.在保證工作效率的前提下，如何使結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，方便操作。 2.材料如何選取。 擬解決的措施：對(duì)于第一個(gè)問題來說，要使結(jié)構(gòu)盡可能簡(jiǎn)單，并不是在前期設(shè)想中就可以解決，而是在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，遵循機(jī)械零件的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，對(duì)機(jī)器的主要要求等，不斷改進(jìn)，不斷優(yōu)化，以期能夠得到最優(yōu)的解決方案。對(duì)于選取材料，應(yīng)以經(jīng)濟(jì)性要求，質(zhì)量小的要求為準(zhǔn)則，結(jié)合機(jī)械裝置工作要求來選取。 參考文獻(xiàn) [1]孫偉，張曉光，張魁松.可控式蘋果采摘裝置設(shè)計(jì).遼寧工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院.2017.4 [2]張晉婷，張建，郭玉明.蘋果采摘裝置的研究與探討.《電子世界》2014年第十期505-506. [3]國(guó)內(nèi)外果園采摘機(jī)械研究與發(fā)展趨勢(shì)探討.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)文獻(xiàn)綜述 [4]劉貫博.從日本果園機(jī)械化現(xiàn)狀看我國(guó)果園機(jī)械發(fā)展趨勢(shì).1994. [5]陳翊棟，劉軼.果樹氣動(dòng)剪枝機(jī)工作原理及現(xiàn)狀.農(nóng)業(yè)機(jī)械.2008. [6]濮良貴，陳國(guó)定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.2016. [7]劉長(zhǎng)林，楊麗，張鐵中.果蔬采摘機(jī)器人研究進(jìn)展.2008.5. [8]羅平，王桂蘭，李英嬌.我國(guó)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展方向.2010.9. [9]王建超.懸掛式丘陵山地果園作業(yè)升降平臺(tái)設(shè)計(jì).2013.6. [10]Kumhala F Kavka M Prosek V. Capacitive throughput unit applied to stationary hop picking machine.Computers and Electronics in Agriculture.2013. 指導(dǎo)教師意見及建議（從選題、理論與實(shí)證準(zhǔn)備、研究（設(shè)計(jì)）方法、工作安排等方面給出評(píng)價(jià)，并提出指導(dǎo)意見）： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)論文工作組意見及建議 畢業(yè)論文工作組組長(zhǎng)簽字： 年 月 日 注：1.此表由學(xué)生填寫后，交指導(dǎo)教師簽署意見，經(jīng)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作組審批后，才能開題。 2.此表隨畢業(yè)論文裝訂并由學(xué)院存檔。