一种苹果幼果套袋机的设计
发布时间：2021-04-08 07:35
人们对苹果品质的要求随着生活水平的提高不断增加,为了提高苹果的质量与产量,果农在生产中广泛地应用幼果套袋技术。幼果套袋技术在实现增产、增质的的同时增加了果农的劳动量和劳动强度。在劳动力日益匮乏的今天,为了提高苹果的商品价值、减轻果农劳动强度、提高套袋效率,对苹果幼果套袋机进行研究设计已经是大势所趋。本文以苹果幼果套袋作业为研究对象,首先根据苹果果树的生物学特性以及套袋流程的农艺要求对苹果幼果套袋机进行了模块化分析。依照设计方法学理论,对苹果幼果套袋机各个模块结构进行原理求解,用有效值分析法对最终设计方案进行了评定。其次,基于设计方案,设计出一种适用的新型果袋;利用CAD作图模拟机械臂工作空间创造约束条件,用Matlab求出机械臂最优结构参数;根据目标参数,利用Solidworks对苹果幼果套袋机的套袋机械臂和末端执行器进行三维建模,选择减速器和驱动电机。最后,利用D-H法对苹果幼果套袋机的运动空间进行了分析,并利用Matlab中的robot toolbox工具箱对苹果幼果套袋机的运动进行了仿真,验证了理论分析的正确性,建立了苹果幼果套袋机的工作空间云图,进一步验证了苹果幼果套袋机工作空...
【文章来源】：成都大学四川省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
葡萄套袋机器人Fig.1.1Grapebaggingrobot
成都大学硕士学位论文31.2.2国内研究现状及趋势目前，根据果袋材质的不同可将用于水果幼果套装机的果袋分为塑料薄膜式和纸质式两种，按封口方式的不同可将其分为：热熔封口、橡筋封口、订书钉封口和铁丝折叠封口。用塑料薄膜作为果袋的套袋机如图1.2所示，这种套袋机用于对低矮稀疏果树上的幼果进行套袋。塑料薄膜式套袋机的使用方法如下：拇指按下凸起按钮的同时按下套袋机的上部；松开套袋机的同时利用胶棒的黏力打开塑膜果袋，将幼果放入袋中；按下套袋机的上身，通过加热热熔丝封住袋口完成套袋。使用塑料薄膜式套袋机需要熟练的技能，否则容易烫伤幼果和提前封袋，有一定的局限性。图1.2塑料薄膜式套袋机Fig.1.2Plasticfilmbaggingmachine不同的水果对套袋有不同的要求，用塑料薄膜套袋不能代替其他的套袋方法。纸质果袋受限于其材质，套袋过程更复杂。目前，国内一些企业和高校已经开展了用纸质果袋对幼果进行套袋的水果套袋机器人的研究。中国农业大学的徐黎明、葛晓堂等人在2005年完成了“半自动套袋机器人”的研究。这个机器人能全自动送袋、撑袋，半自动套袋[17]。其送袋和撑袋动作由吸盘和气缸的配合完成；封口动作由V型块挤压铁丝产生塑性变形完成；套袋速度为3个/min，是人工速度的两倍。其撑袋机构如图1.3所示，封口机构如图1.4所示。
一种苹果幼果套袋机的设计4图1.3撑袋机构图1.4封口机构Fig.1.3BagsupportmechanismFig.1.4Sealingmechanism浙江工业大学的陈泉等人在2010年设计了一款水果套袋机器人[18]。其结构如图1.5所示。水果装袋机器人的车厢底部安装有固定的电机，车厢顶部安装有固定的储袋箱和纸袋输送机构，在远离纸袋储存箱的一侧设置有吸气装置用来撑开纸袋，封口与套袋动作由机器人上的机械手辅助完成。图1.5水果套袋机器人Fig.1.5Fruitbaggingrobot中国农业大学的赵林、李伟等在2011年研制出一种葡萄套袋机械手。其结构如图1.6所示。葡萄套袋机械手主要由垂直滑轨、水果袋架、旋转平台、末端执行器和水平滑轨组成[19]。葡萄套袋机械手主要采用移动式关节进行运动，机械手由行走小车将其运入果园，果园的信息及葡萄生长位置由执行器上的相机及传感器采集反馈给机械手，最
【参考文献】：
期刊论文
[1]加快发展现代种植业助力乡村振兴战略实施[J]. 张晓梅. 新农业. 2020(01)
[2]机械设计中的模块化设计[J]. 李薇. 设备管理与维修. 2019(13)
[3]我国苹果出口现状及未来趋势[J]. 姚心省,杨杰. 中国果树. 2019(03)
[4]黄土高原是我国优质苹果核心产区之我见[J]. 张宏. 中国果树. 2019(01)
[5]苹果套袋技术[J]. 马烨. 果树实用技术与信息. 2018(10)
[6]中国苹果产品出口现状、竞争力分析及提升对策[J]. 刘梦琪,赵俊晔. 中国食物与营养. 2018(06)
[7]我国果树产业发展的时代任务[J]. 束怀瑞,陈修德. 中国果树. 2018(02)
[8]不同套袋处理对映霜红桃果实品质的影响[J]. 李秋利,高登涛,魏志峰,杨文佳,刘军伟,韩园园. 河南农业科学. 2017(12)
[9]水果套袋机发展研究综述[J]. 文亦骁,王志明,万勇,何俊峰. 中国农机化学报. 2017(06)
[10]遮光性套袋对桃果实转录组的影响[J]. 何平,李林光,王海波,常源升,李慧峰. 中国农业科学. 2017(06)
博士论文
[1]苹果树冠层光照分布计算方法研究[D]. 马晓丹.中国农业大学 2015
[2]CACD和NC编程关键技术研究及其基于WEB的实现[D]. 徐啸峰.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]六自由度机械臂模块化设计与运动控制的研究[D]. 王梦涛.安徽工业大学 2017
[2]阿克苏地区苹果树2种害虫发生规律调查及其防治药剂筛选[D]. 王刚.石河子大学 2016
[3]水果套袋机器人的开发设计及研究[D]. 王胜会.燕山大学 2016
[4]葡萄套袋机械手设计与避障研究[D]. 李诗荣.中国农业机械化科学研究院 2014
[5]基于双目视觉的黄瓜采摘机器人关键技术的研究[D]. 金理钻.上海交通大学 2013
[6]带单稳态永磁机构的自保持型电磁阀电磁系统特性分析[D]. 潘璇.河北工业大学 2012
[7]葡萄套袋机器人目标识别方法研究[D]. 刘灿.浙江工业大学 2012
[8]水果套袋机械的关键技术研究[D]. 方沤鹏.浙江理工大学 2011
[9]基于概念设计的金属螺旋波纹管成型机系统设计[D]. 姚楠.长安大学 2010
[10]基于SMP的纯软件开放式工业机器人控制系统[D]. 陈坤聊.厦门大学 2009
本文编号：3125139
【文章来源】：成都大学四川省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
葡萄套袋机器人Fig.1.1Grapebaggingrobot
成都大学硕士学位论文31.2.2国内研究现状及趋势目前，根据果袋材质的不同可将用于水果幼果套装机的果袋分为塑料薄膜式和纸质式两种，按封口方式的不同可将其分为：热熔封口、橡筋封口、订书钉封口和铁丝折叠封口。用塑料薄膜作为果袋的套袋机如图1.2所示，这种套袋机用于对低矮稀疏果树上的幼果进行套袋。塑料薄膜式套袋机的使用方法如下：拇指按下凸起按钮的同时按下套袋机的上部；松开套袋机的同时利用胶棒的黏力打开塑膜果袋，将幼果放入袋中；按下套袋机的上身，通过加热热熔丝封住袋口完成套袋。使用塑料薄膜式套袋机需要熟练的技能，否则容易烫伤幼果和提前封袋，有一定的局限性。图1.2塑料薄膜式套袋机Fig.1.2Plasticfilmbaggingmachine不同的水果对套袋有不同的要求，用塑料薄膜套袋不能代替其他的套袋方法。纸质果袋受限于其材质，套袋过程更复杂。目前，国内一些企业和高校已经开展了用纸质果袋对幼果进行套袋的水果套袋机器人的研究。中国农业大学的徐黎明、葛晓堂等人在2005年完成了“半自动套袋机器人”的研究。这个机器人能全自动送袋、撑袋，半自动套袋[17]。其送袋和撑袋动作由吸盘和气缸的配合完成；封口动作由V型块挤压铁丝产生塑性变形完成；套袋速度为3个/min，是人工速度的两倍。其撑袋机构如图1.3所示，封口机构如图1.4所示。
一种苹果幼果套袋机的设计4图1.3撑袋机构图1.4封口机构Fig.1.3BagsupportmechanismFig.1.4Sealingmechanism浙江工业大学的陈泉等人在2010年设计了一款水果套袋机器人[18]。其结构如图1.5所示。水果装袋机器人的车厢底部安装有固定的电机，车厢顶部安装有固定的储袋箱和纸袋输送机构，在远离纸袋储存箱的一侧设置有吸气装置用来撑开纸袋，封口与套袋动作由机器人上的机械手辅助完成。图1.5水果套袋机器人Fig.1.5Fruitbaggingrobot中国农业大学的赵林、李伟等在2011年研制出一种葡萄套袋机械手。其结构如图1.6所示。葡萄套袋机械手主要由垂直滑轨、水果袋架、旋转平台、末端执行器和水平滑轨组成[19]。葡萄套袋机械手主要采用移动式关节进行运动，机械手由行走小车将其运入果园，果园的信息及葡萄生长位置由执行器上的相机及传感器采集反馈给机械手，最
【参考文献】：
期刊论文
[1]加快发展现代种植业助力乡村振兴战略实施[J]. 张晓梅. 新农业. 2020(01)
[2]机械设计中的模块化设计[J]. 李薇. 设备管理与维修. 2019(13)
[3]我国苹果出口现状及未来趋势[J]. 姚心省,杨杰. 中国果树. 2019(03)
[4]黄土高原是我国优质苹果核心产区之我见[J]. 张宏. 中国果树. 2019(01)
[5]苹果套袋技术[J]. 马烨. 果树实用技术与信息. 2018(10)
[6]中国苹果产品出口现状、竞争力分析及提升对策[J]. 刘梦琪,赵俊晔. 中国食物与营养. 2018(06)
[7]我国果树产业发展的时代任务[J]. 束怀瑞,陈修德. 中国果树. 2018(02)
[8]不同套袋处理对映霜红桃果实品质的影响[J]. 李秋利,高登涛,魏志峰,杨文佳,刘军伟,韩园园. 河南农业科学. 2017(12)
[9]水果套袋机发展研究综述[J]. 文亦骁,王志明,万勇,何俊峰. 中国农机化学报. 2017(06)
[10]遮光性套袋对桃果实转录组的影响[J]. 何平,李林光,王海波,常源升,李慧峰. 中国农业科学. 2017(06)
博士论文
[1]苹果树冠层光照分布计算方法研究[D]. 马晓丹.中国农业大学 2015
[2]CACD和NC编程关键技术研究及其基于WEB的实现[D]. 徐啸峰.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]六自由度机械臂模块化设计与运动控制的研究[D]. 王梦涛.安徽工业大学 2017
[2]阿克苏地区苹果树2种害虫发生规律调查及其防治药剂筛选[D]. 王刚.石河子大学 2016
[3]水果套袋机器人的开发设计及研究[D]. 王胜会.燕山大学 2016
[4]葡萄套袋机械手设计与避障研究[D]. 李诗荣.中国农业机械化科学研究院 2014
[5]基于双目视觉的黄瓜采摘机器人关键技术的研究[D]. 金理钻.上海交通大学 2013
[6]带单稳态永磁机构的自保持型电磁阀电磁系统特性分析[D]. 潘璇.河北工业大学 2012
[7]葡萄套袋机器人目标识别方法研究[D]. 刘灿.浙江工业大学 2012
[8]水果套袋机械的关键技术研究[D]. 方沤鹏.浙江理工大学 2011
[9]基于概念设计的金属螺旋波纹管成型机系统设计[D]. 姚楠.长安大学 2010
[10]基于SMP的纯软件开放式工业机器人控制系统[D]. 陈坤聊.厦门大学 2009
本文编号：3125139
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