葡萄采摘機(jī)的設(shè)計(jì)【葡萄采摘收獲機(jī)】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,葡萄采摘收獲機(jī),說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真,葡萄采摘機(jī)的設(shè)計(jì)【葡萄采摘收獲機(jī)】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真】,葡萄,采摘,設(shè)計(jì),收獲,收成,說(shuō)明書(shū),仿單,cad,solidworks 塔里木大學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告 課題名稱 葡萄采摘機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 宋曉雪 學(xué) 號(hào) 8011212240 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 機(jī)械16-2 指導(dǎo)教師 孟煒 起止時(shí)間 2015/10/15-2016/6/2 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制 填 表 說(shuō) 明 一、學(xué)生撰寫(xiě)《開(kāi)題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容： 1、本課題來(lái)源及研究的目的和意義； 2、本課題所涉及的問(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析； 3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析； 4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)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(jìn)度計(jì)劃； 7、主要參考文獻(xiàn)（不少于7篇）。 二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫(xiě)完成，并交指導(dǎo)教師審閱。 三、開(kāi)題報(bào)告要求手寫(xiě)體，字?jǐn)?shù)在3000字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫(xiě)，頁(yè)面不夠可自行添加A4紙張。 四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開(kāi)題報(bào)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(kāi)題報(bào)告正文 1 本課題來(lái)源及研究的目的和意義 1.1課題來(lái)源 貿(mào)易額已超過(guò)230億美元的果品在全球也只有葡萄產(chǎn)業(yè)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他果品，是名副其實(shí)的高效產(chǎn)業(yè)。葡萄生產(chǎn)以幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)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(lái)，我國(guó)鮮食葡萄進(jìn)口位居第10位，年進(jìn)口量達(dá)8萬(wàn)t以上，價(jià)值9062.9萬(wàn)美元，而葡萄出口量?jī)H1.8萬(wàn)t，占世界葡萄出口量的0.58%，出口值781.5萬(wàn)美元，價(jià)格不足世界出口平均價(jià)的1/2【1】，國(guó)內(nèi)外鮮食葡萄采摘沒(méi)有機(jī)械化，依然依靠人工，或者一些簡(jiǎn)單的機(jī)械，葡萄采摘機(jī)器人停留在機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)研究階段。我國(guó)葡萄生產(chǎn)發(fā)展迅速，尤其，依托優(yōu)勢(shì)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(guò)程中的非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前我國(guó)葡萄產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化采收主要體現(xiàn)在釀酒葡萄上，在采摘成串葡萄上機(jī)械沒(méi)有普及，并存在下面幾個(gè)問(wèn)題： （1） 采收成串葡萄完全依靠人手，勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低； （2） 收獲季節(jié)與棉花、番茄等經(jīng)濟(jì)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(jī)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(guó)的葡萄貿(mào)易額進(jìn)一步的提高，葡萄產(chǎn)業(yè)鏈中的采收環(huán)節(jié)遇到問(wèn)題亟需解決，本課題提出的葡萄采摘機(jī)以達(dá)到以下目的： （1） 采收依靠機(jī)械，降低人的勞動(dòng)強(qiáng)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(jì)作物收獲期重疊，導(dǎo)致雇傭工困難的問(wèn)題； （3） 降低采摘機(jī)器各項(xiàng)成本，促進(jìn)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(shí)現(xiàn)產(chǎn)能大幅的提高，機(jī)械化是避免不了的，葡萄產(chǎn)業(yè)中的采收環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化意義在于： （1） 體現(xiàn)了人類社會(huì)的進(jìn)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(wèn)題在國(guó)內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 2.1 國(guó)外葡萄采摘機(jī)的研究現(xiàn)狀及分析 2.1.1 美國(guó) 在美國(guó)，葡萄機(jī)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(yàn)開(kāi)始于1952年的美國(guó)加利福尼亞州，1963年建成了第一臺(tái)商業(yè)化的葡萄收獲機(jī)，1965年對(duì)該機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)。目前對(duì)鮮食葡萄的采摘機(jī)械，停留的機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)-葡萄采摘點(diǎn)控制方法的理論階段。 2.1.2 法國(guó) 在法國(guó)，法國(guó)從拖拉機(jī)到與之配套的栽植、剪枝、整形、施肥、施藥、采收、包裝、運(yùn)輸?shù)染邢鄳?yīng)的作業(yè)機(jī)械，其葡萄采收機(jī)械每年生產(chǎn)量較大，出口較多，與美國(guó)的機(jī)械相同也是振動(dòng)分離式釀酒葡萄收獲機(jī)，目前對(duì)鮮食葡萄的采摘機(jī)械，沒(méi)有制造出采摘鮮食葡萄機(jī)器人[2]。 2.1.3 紐荷蘭 在紐荷蘭， Braud 9080L釀酒葡萄葡萄收獲機(jī)，在沈陽(yáng)展會(huì)展出，是全天候生產(chǎn)設(shè)計(jì)機(jī)型，其工作涵蓋從預(yù)修剪和葡萄收貨各個(gè)環(huán)節(jié)，為中國(guó)的葡萄酒業(yè)提供更加強(qiáng)大的支撐和動(dòng)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(guó)內(nèi)葡萄采摘機(jī)的研究現(xiàn)狀 近年來(lái)，我國(guó)大學(xué)對(duì)葡萄采摘機(jī)開(kāi)展了大量的研究工作，最早的機(jī)械采摘方法是采用機(jī)械振搖式和氣動(dòng)振搖式，應(yīng)用于釀酒葡萄，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院聯(lián)合浙江理工大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院、美國(guó)華盛頓州立大學(xué)精細(xì)與自動(dòng)化農(nóng)業(yè)研究中心對(duì)振動(dòng)原理分離果實(shí)與果梗做了詳細(xì)的演算，石河子大學(xué)研發(fā)出一臺(tái)振動(dòng)分離原理的葡萄采摘機(jī)和相配合的輸送機(jī)構(gòu)，摘下來(lái)之后是顆粒狀的，目前對(duì)鮮食葡萄的采摘機(jī)械，停留的機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)-葡萄采摘點(diǎn)控制方法的理論階段。2002年克州農(nóng)機(jī)研究推廣所，研究出一種4PCQ-1采摘高架鮮食葡萄的機(jī)器。 2.3分析 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展起來(lái)。自從20世紀(jì)60年代美國(guó)人Schertz和Brown提出用機(jī)器人采摘果實(shí)之后，對(duì)采摘機(jī)器人的研究受到廣泛重。我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)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(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)的草莓采摘機(jī)器人研究、東北林業(yè)大學(xué)林木球果采摘機(jī)器人研究及上海交通大學(xué)的黃瓜機(jī)器人研究等。目前國(guó)內(nèi)外采摘鮮食葡萄沒(méi)有機(jī)器人，停留在機(jī)器人判斷采摘鮮食葡萄的采摘點(diǎn)理論方法上。 3對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 3.1 任務(wù)要求 1. 設(shè)計(jì)一種葡萄采摘機(jī)，收貨成串的葡萄，具有采摘機(jī)構(gòu)，葡萄輸送機(jī)構(gòu)； 2. 輸送過(guò)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(yùn)動(dòng)仿真，繪制CAD二維圖。 3.2實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)葡萄梗的粗細(xì)約為直徑2-3mm的圓，確定采用手推式采摘機(jī)，采摘末端機(jī)構(gòu)為剪刀，輸送機(jī)構(gòu)為斜坡帶傳動(dòng)，臨時(shí)存儲(chǔ)框安裝在手推小車內(nèi)。 4本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問(wèn)題及解決的思路 4.1 研究?jī)?nèi)容及關(guān)鍵問(wèn)題 （1）搭載葡萄采摘裝置和輸送裝置的整機(jī)機(jī)構(gòu)。 （2）葡萄采摘裝置。 （3）葡萄接收，輸送及臨時(shí)存儲(chǔ)裝置。 （4）人性化、美觀化設(shè)計(jì)。 4.2解決思路 根據(jù)葡萄架的高低，調(diào)節(jié)坡式帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的坡度，調(diào)節(jié)適當(dāng)后，人推動(dòng)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(yùn)輸機(jī)構(gòu)將葡萄運(yùn)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(shū)館浩大的數(shù)據(jù)庫(kù)可提供。 （2）自己能力范圍之外的問(wèn)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(jìn)度計(jì)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(jī)構(gòu)、葡萄的臨時(shí)存儲(chǔ)倉(cāng)和葡萄采摘裝置放置位置，根據(jù)實(shí)際計(jì)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(kāi)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(xì)構(gòu)造：常閉剪刀固定在桿的一端，桿的另一端設(shè)計(jì)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(dòng)手握手柄，可使常閉剪刀開(kāi)，放松手握手柄，常閉剪刀在彈簧的作用下自動(dòng)閉合。 （3）葡萄接收與輸送裝置原理，斜坡式可折疊帶傳動(dòng)，臨時(shí)存儲(chǔ)裝置：四輪小車內(nèi)放置框；a.斜坡式帶傳動(dòng)具體構(gòu)造:由汽油機(jī)，二級(jí)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(dòng)輪，從動(dòng)輪，搭載機(jī)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(guò)大，不能超過(guò)葡萄的直徑。c.接收與輸送裝置運(yùn)動(dòng)方式，剪刀剪落下來(lái)的葡萄掉落在略寬松的網(wǎng)上，不會(huì)滑落，由汽油機(jī)帶動(dòng)主從動(dòng)輪帶動(dòng)網(wǎng)帶運(yùn)輸，將葡萄輸送到四輪小車的框內(nèi)。 （4）葡萄采摘機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該人性化，有適當(dāng)長(zhǎng)度的桿，采摘裝置的重量和四輪小車的重量也要適當(dāng)，應(yīng)用藝術(shù)的方法進(jìn)行機(jī)械的外觀設(shè)計(jì)。產(chǎn)品形態(tài)不是一個(gè)孤立的外觀形式，而是通過(guò)材料、結(jié)構(gòu)、人-機(jī)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(guò)產(chǎn)品形態(tài)，使消費(fèi)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(jìn)度計(jì)劃 1-2周 確定總體設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出葡萄采摘機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖； 3-8周 細(xì)化設(shè)計(jì)，對(duì)葡萄采摘機(jī)的各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫(huà)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(duì)其可行性進(jìn)行分析，完成運(yùn)動(dòng)仿真； 11 - 13周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，整理材料，準(zhǔn)備答辯。 7主要參考文獻(xiàn) [1]胡志超，田立佳，彭寶，計(jì)福來(lái)，王海鷗.國(guó)內(nèi)外葡萄生產(chǎn)機(jī)械化的研究與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2005，9（1）:62-63. [2]王秋錦.法國(guó)用機(jī)器收獲葡萄情況[J].拖拉機(jī)與農(nóng)業(yè)機(jī)械，1980，11:62-65. [3]劉瑩，吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)教程[M].2版.北京:機(jī)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(jī)械原理與機(jī)械零件教研室.機(jī)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(jī)械制圖[M].6版.北京:高等教育出版社，2007. [6]孔曉玲.公差與測(cè)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(jī)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(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日