作品名稱：全自動水果包裝機
學校名稱：衢州學院
參賽隊伍：新一代
參賽學生：李克錚 張洪 張帥
指導老師：鄧小雷
摘要
我國作為一個水果大國，在水果包裝機市場有著巨大需求。當前我國水果包裝的主要方法有：打臘包裝、手工薄膜包裝、紙或紙箱包裝。此類傳統的包裝方式需要大量人力，生產效率和生產質量都比較低下，致使水果成本增加，果商遭受重大損失。
本新型水果包裝機采用機電一體化先進技術控制系統，采取雙頻調節系統根據果子大小，調節控制機構；包裝采取自動定位進料，光電微波控制機構；整機采用自動上料，封邊，切袋，裝箱的工藝。
本作品可以實現批量包裝，長時間不間斷工作，大大提高了生產效率，降低了生產成本，提升了產品質量。并且操作簡單，便于安裝、撤換，還可以延長水果保質期，實用高效，具有巨大的市場潛力。
研制背景及意義
我國水果采摘作業中存在的問題是：水果采摘之后，水果包裝很大一部分依賴于人工的原始包裝方法，但原始方法設施簡陋、效率低下、工藝落后，致使農產品產后損失嚴重，品質下降，造成了水果資源的大量浪費，如圖1-1和圖1-2所示。
圖1-1 果農傾倒腐爛水果圖
圖1-2 腐爛水果圖
2015年3月5日上午9時，第十二屆全國人民代表大會第三次會議在人民大會堂舉行開幕會，國務院總理李克強向大會作了政府工作報告。報告中指出，未來我國發展面臨的國際國內環境復雜嚴峻。全球經濟復蘇艱難曲折，主要經濟體走勢分化。國內經濟下行壓力持續加大，多重困難和挑戰相互交織。解決這些問題的關鍵就是促進我國資源的健康發展和利用，調整生產結構，避免資源的大量浪費。我國作為世界第一大水果生產國，長期以來因缺乏有效的包裝，導致了水果資源的大量浪費，不利于整個社會經濟的發展。因此，研制一種具有自動化程度高、包裝效率高、結構簡單、可操作性強、適用范圍廣的水果包裝裝置代替果農人工作業，實現水果包裝過程的“機器換人”，無論對于地方經濟還是環境保護而言都是非常有必要的，也是具有非常大的應用前景。
國內外研究現狀
目前，現有的國內水果包裝機有：
中國專利號為200610048980.8的“水果塑膠簡易包裝機”。(見圖1-3)由機架及供膜裝置、割膜裝置、送料裝置和傳動裝置構成。本裝置完全模仿手工包裝逐個包裝水果的程序，存在著步驟繁瑣、速度緩慢，功能單一，旋緊的封口容易散開等不足。
中國專利號為02109683.X的“可調式水果包裝機”。(見圖1-4)該機構相對較簡單，在封膜、切膜包裝時還可完成進行分級、保鮮劑加入等功能。但應用該包裝機包裝時，“先必須將兩邊帶孔的包裝膜用手按到供膜輪、匯膜輪、漲緊輪和輸送輪圓周面的小圓柱上”，生產中走膜故障率較高。
圖1-3水果塑膜簡易包裝機組裝示意 
圖1-4 可調式水果包裝機
而國外，由于工業較為發達，市場上的水果包裝設備大多機構復雜。包裝機的配套購機成本與單果包裝成本極高，維修成本高，極大地加重了廣大果農的經濟負擔，不適用于我國一般的果農生產，同時，外國的的水果包裝設備操作復雜，果農不易上手操作。
總的來說，目前的自動水果包裝機的設計與研究非常少，市面上存在的水果包裝機普遍存在功能單一、自動化程度低、不適用于工業化生產,操作人員勞動強度大以及尺寸不可調等缺點
市場調研
為使產品更有實用性，本團隊在研發前期進行了大量的市場調研，走訪水果加工企業及果農，采集了符合水果包裝機需求實際情況的第一手資料。然后，團隊根據調研資料確定了水果包裝機的工藝要求和工作要求，進行各種水果包裝專用設備的開發。通過虛擬樣機技術進行自動化竹水果包裝機的數字化設計，首先根據技術要求計算出零部件尺寸，然后建立水果包裝機的三維樣機模型和二維工程圖，最后采用CAE技術進行靜力學和動力學分析來校驗設計出的零部件性能。本團隊最終設計出的水果包裝機具有自動貼標、自動套袋、自動封口以及尺寸可調等特點，達到代替人工包裝水果，實現“機器換人”的目的。
