葡萄采摘機的設(shè)計【葡萄采摘收獲機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,葡萄采摘收獲機,說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真,葡萄采摘機的設(shè)計【葡萄采摘收獲機】【說明書+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,葡萄,采摘,設(shè)計,收獲,收成,說明書,仿單,cad,solidworks 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 課題名稱 葡萄采摘機的設(shè)計 學(xué)生姓名 宋曉雪 學(xué) 號 8011212240 所屬學(xué)院 機械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 機械16-2 指導(dǎo)教師 孟煒 起止時間 2015/10/15-2016/6/2 機械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制 填 表 說 明 一、學(xué)生撰寫《開題報告》應(yīng)包含的內(nèi)容： 1、本課題來源及研究的目的和意義； 2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析； 3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析； 4、本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路； 5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法； 6、完成本課題的工作方案及進度計劃； 7、主要參考文獻（不少于7篇）。 二、本報告必須由承擔畢業(yè)論文（設(shè)計）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 三、開題報告要求手寫體，字數(shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加A4紙張。 四、每個畢業(yè)論文（設(shè)計）課題須提交開題報告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。 開題報告正文 1 本課題來源及研究的目的和意義 1.1課題來源 貿(mào)易額已超過230億美元的果品在全球也只有葡萄產(chǎn)業(yè)，遠遠超過了其他果品，是名副其實的高效產(chǎn)業(yè)。葡萄生產(chǎn)以幾個發(fā)達國家為主，產(chǎn)量和種植面積分別占全球65.6%、70.7%[1]。近10年來，我國鮮食葡萄進口位居第10位，年進口量達8萬t以上，價值9062.9萬美元，而葡萄出口量僅1.8萬t，占世界葡萄出口量的0.58%，出口值781.5萬美元，價格不足世界出口平均價的1/2【1】，國內(nèi)外鮮食葡萄采摘沒有機械化，依然依靠人工，或者一些簡單的機械，葡萄采摘機器人停留在機器人視覺系統(tǒng)研究階段。我國葡萄生產(chǎn)發(fā)展迅速，尤其，依托優(yōu)勢資源，大力發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，葡萄產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，種植面積、產(chǎn)量、深加工能力大幅提高。 葡萄的收獲是葡萄生產(chǎn)過程中的非常重要的一個環(huán)節(jié)，目前我國葡萄產(chǎn)業(yè)的機械化采收主要體現(xiàn)在釀酒葡萄上，在采摘成串葡萄上機械沒有普及，并存在下面幾個問題： （1） 采收成串葡萄完全依靠人手，勞動強度大、生產(chǎn)效率低； （2） 收獲季節(jié)與棉花、番茄等經(jīng)濟作物收獲期重疊，導(dǎo)致雇傭工困難； （3） 采收成串葡萄所用農(nóng)業(yè)機器人，不能很好的節(jié)省人力，難以普及； 1.2研究目的 為了使我國的葡萄貿(mào)易額進一步的提高，葡萄產(chǎn)業(yè)鏈中的采收環(huán)節(jié)遇到問題亟需解決，本課題提出的葡萄采摘機以達到以下目的： （1） 采收依靠機械，降低人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率； （2） 解決收獲季節(jié)與棉花、番茄等經(jīng)濟作物收獲期重疊，導(dǎo)致雇傭工困難的問題； （3） 降低采摘機器各項成本，促進我葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展； 1.3 研究意義 任何產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)產(chǎn)能大幅的提高，機械化是避免不了的，葡萄產(chǎn)業(yè)中的采收環(huán)節(jié)實現(xiàn)機械化意義在于： （1） 體現(xiàn)了人類社會的進步，效率更高； （2） 體現(xiàn)了人類科技的積淀已滲透到生活的方方面面，使人類的生活更加舒適； 2 本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 2.1 國外葡萄采摘機的研究現(xiàn)狀及分析 2.1.1 美國 在美國，葡萄機械化應(yīng)用在釀酒葡萄上，采收的葡萄成顆粒狀，收獲作業(yè)試驗開始于1952年的美國加利福尼亞州，1963年建成了第一臺商業(yè)化的葡萄收獲機，1965年對該機進行了改進。目前對鮮食葡萄的采摘機械，停留的機器人視覺系統(tǒng)-葡萄采摘點控制方法的理論階段。 2.1.2 法國 在法國，法國從拖拉機到與之配套的栽植、剪枝、整形、施肥、施藥、采收、包裝、運輸?shù)染邢鄳?yīng)的作業(yè)機械，其葡萄采收機械每年生產(chǎn)量較大，出口較多，與美國的機械相同也是振動分離式釀酒葡萄收獲機，目前對鮮食葡萄的采摘機械，沒有制造出采摘鮮食葡萄機器人[2]。 2.1.3 紐荷蘭 在紐荷蘭， Braud 9080L釀酒葡萄葡萄收獲機，在沈陽展會展出，是全天候生產(chǎn)設(shè)計機型，其工作涵蓋從預(yù)修剪和葡萄收貨各個環(huán)節(jié)，為中國的葡萄酒業(yè)提供更加強大的支撐和動力，為用戶提供高質(zhì)量的收貨狀態(tài)，節(jié)約種植成本。 2.2 國內(nèi)葡萄采摘機的研究現(xiàn)狀 近年來，我國大學(xué)對葡萄采摘機開展了大量的研究工作，最早的機械采摘方法是采用機械振搖式和氣動振搖式，應(yīng)用于釀酒葡萄，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院聯(lián)合浙江理工大學(xué)機械與自動控制學(xué)院、美國華盛頓州立大學(xué)精細與自動化農(nóng)業(yè)研究中心對振動原理分離果實與果梗做了詳細的演算，石河子大學(xué)研發(fā)出一臺振動分離原理的葡萄采摘機和相配合的輸送機構(gòu)，摘下來之后是顆粒狀的，目前對鮮食葡萄的采摘機械，停留的機器人視覺系統(tǒng)-葡萄采摘點控制方法的理論階段。2002年克州農(nóng)機研究推廣所，研究出一種4PCQ-1采摘高架鮮食葡萄的機器。 2.3分析 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機器人在國內(nèi)外迅速發(fā)展起來。自從20世紀60年代美國人Schertz和Brown提出用機器人采摘果實之后，對采摘機器人的研究受到廣泛重。我國農(nóng)業(yè)機器人的研究起步比較晚，但正在不斷的發(fā)展。其中包括中國農(nóng)業(yè)大學(xué)的草莓采摘機器人研究、東北林業(yè)大學(xué)林木球果采摘機器人研究及上海交通大學(xué)的黃瓜機器人研究等。目前國內(nèi)外采摘鮮食葡萄沒有機器人，停留在機器人判斷采摘鮮食葡萄的采摘點理論方法上。 3對課題所涉及的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析 3.1 任務(wù)要求 1. 設(shè)計一種葡萄采摘機，收貨成串的葡萄，具有采摘機構(gòu)，葡萄輸送機構(gòu)； 2. 輸送過程中盡量不能使其受損傷； 3. 要求利用Solidworks（或PRO/E）繪制三維圖，完成運動仿真，繪制CAD二維圖。 3.2實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析 進行市場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)葡萄梗的粗細約為直徑2-3mm的圓，確定采用手推式采摘機，采摘末端機構(gòu)為剪刀，輸送機構(gòu)為斜坡帶傳動，臨時存儲框安裝在手推小車內(nèi)。 4本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路 4.1 研究內(nèi)容及關(guān)鍵問題 （1）搭載葡萄采摘裝置和輸送裝置的整機機構(gòu)。 （2）葡萄采摘裝置。 （3）葡萄接收，輸送及臨時存儲裝置。 （4）人性化、美觀化設(shè)計。 4.2解決思路 根據(jù)葡萄架的高低，調(diào)節(jié)坡式帶傳動結(jié)構(gòu)的坡度，調(diào)節(jié)適當后，人推動四輪小車，到葡萄架下，手持桿式采摘剪刀剪葡萄，剪落后的葡萄落在布網(wǎng)狀帶上，由斜坡式運輸機構(gòu)將葡萄運輸?shù)剿妮喰≤嚨目騼?nèi)。 5完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法 （1）查最新的相關(guān)資料——圖書館浩大的數(shù)據(jù)庫可提供。 （2）自己能力范圍之外的問題——可咨詢指導(dǎo)老師及同學(xué)們。 6完成本課題的工作方案及進度計劃 6.1工作方案 （1）采用手推式的四輪小車，上搭建有葡萄輸送機構(gòu)、葡萄的臨時存儲倉和葡萄采摘裝置放置位置，根據(jù)實際計算四輪小車的各部分尺寸。 （2）葡萄采摘裝置由剪刀(彈簧撐于剪刀開閉路徑控制器處，使剪刀常閉)、桿，閘線（自行車剎車閘線），手握柄組成；裝置詳細構(gòu)造：常閉剪刀固定在桿的一端，桿的另一端設(shè)計類似自行車剎車閘的手握手柄，手握手柄與常閉剪刀用閘線連接，握動手握手柄，可使常閉剪刀開，放松手握手柄，常閉剪刀在彈簧的作用下自動閉合。 （3）葡萄接收與輸送裝置原理，斜坡式可折疊帶傳動，臨時存儲裝置：四輪小車內(nèi)放置框；a.斜坡式帶傳動具體構(gòu)造:由汽油機，二級減速帶（使葡萄輸送帶的速度降低到不損傷葡萄），特制葡萄傳輸帶，主動輪，從動輪，搭載機架，斜坡角度可調(diào)裝置組成；b. 特制葡萄傳輸帶的構(gòu)成：帶的兩側(cè)由普通的平帶，中間用略寬松的棉布組成，棉布的矩形網(wǎng)眼不易過大，不能超過葡萄的直徑。c.接收與輸送裝置運動方式，剪刀剪落下來的葡萄掉落在略寬松的網(wǎng)上，不會滑落，由汽油機帶動主從動輪帶動網(wǎng)帶運輸，將葡萄輸送到四輪小車的框內(nèi)。 （4）葡萄采摘機的設(shè)計應(yīng)該人性化，有適當長度的桿，采摘裝置的重量和四輪小車的重量也要適當，應(yīng)用藝術(shù)的方法進行機械的外觀設(shè)計。產(chǎn)品形態(tài)不是一個孤立的外觀形式，而是通過材料、結(jié)構(gòu)、人-機關(guān)系以及生產(chǎn)工藝等因素展示出的產(chǎn)品外在表現(xiàn)。通過產(chǎn)品形態(tài)，使消費者了解到產(chǎn)品的使用功能、操作方式、文化內(nèi)涵等一系列的具體內(nèi)容。 6.2進度計劃 1-2周 確定總體設(shè)計方案，畫出葡萄采摘機的結(jié)構(gòu)簡圖； 3-8周 細化設(shè)計，對葡萄采摘機的各部件進行設(shè)計，畫裝配圖和零部件結(jié)構(gòu)圖； 9-10周 利用Solidworks（或PRO/E）軟件繪制三維圖，完成裝配圖，對其可行性進行分析，完成運動仿真； 11 - 13周 撰寫設(shè)計說明書，整理材料，準備答辯。 7主要參考文獻 [1]胡志超，田立佳，彭寶，計福來，王海鷗.國內(nèi)外葡萄生產(chǎn)機械化的研究與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)機械，2005，9（1）:62-63. [2]王秋錦.法國用機器收獲葡萄情況[J].拖拉機與農(nóng)業(yè)機械，1980，11:62-65. [3]劉瑩，吳宗澤.機械設(shè)計教程[M].2版.北京:機械工業(yè)出版社，2007. [4]孫桓，陳作模，葛文杰，西北工業(yè)大學(xué)機械原理與機械零件教研室.機械原理[M].8版.北京:高等教育出版社，2013. [5]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機械制圖[M].6版.北京:高等教育出版社，2007. [6]孔曉玲.公差與測量技術(shù)[M].北京:北京大學(xué)出版社，2009. [7]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)[M].I.7版.北京:高等教育出版社，2009. [8]單輝祖.材料力學(xué)[M].3版.北京:高等教育出版社，2009. [9]海力力，沙比提·扎克爾.4PCQ-1型葡萄采摘器.農(nóng)機化[J].2002，25(4)：52-53. 學(xué)生簽名 宋曉雪 2015年 11 月 14日 指導(dǎo)教師審閱意見 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日