作品名稱：全方位水果采摘車
學(xué)校名稱：煙臺(tái)大學(xué)
參賽隊(duì)伍：全方位水果采摘車
參賽學(xué)生：張國信 郭金銳 盧金鵬
指導(dǎo)老師：周玉蘭
背景及意義
在整個(gè)水果生產(chǎn)過程中，水果的采摘工作，所占用的工作量最為巨大，并且，水果采摘過程中，水果完整性的保存將直接影響到水果后來的保存，人工采摘效率低下，將大大的延長水果的上市時(shí)間，所以為了保證水果的及時(shí)上市，以及保證對水果的質(zhì)量的保證，也為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化、機(jī)械化以及自動(dòng)化，迎接中國制造2025，設(shè)計(jì)一種集可以自行走、自行采摘、收納于一體的多功能水果采摘車是十分有必要的。
本文主要以蘋果、柑橘、梨等水果為例設(shè)計(jì)水果采摘車，根據(jù)其栽培的環(huán)境，植株高度，產(chǎn)果高度，來進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)，結(jié)合該裝置的工作環(huán)境，本次設(shè)計(jì)裝置的行進(jìn)機(jī)構(gòu)采用履帶式，為保護(hù)環(huán)境減少污染電池作為供能裝置，并選擇合適的電機(jī)作為該裝置的動(dòng)力源，采摘機(jī)構(gòu)采用連桿機(jī)構(gòu)，使之實(shí)現(xiàn)對不同的高度水果的采摘，與此同時(shí)，采用Solideworks與Auto CAD對該裝置的各個(gè)零件進(jìn)行三維與二維的建模，并進(jìn)行仿真。
本文研究的主要內(nèi)容
(1) 研究國內(nèi)外水果采摘車工作原理和發(fā)展現(xiàn)狀。
(2) 根據(jù)調(diào)研結(jié)果，針對當(dāng)前應(yīng)用較多的水果采摘車進(jìn)行分析比較，綜合各個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)水果采摘車的構(gòu)型方案。
(3) 根據(jù)設(shè)計(jì)方案，對軸承、支架、銷軸、氣缸、導(dǎo)軌、電機(jī)、同步帶等進(jìn)行選型計(jì)算，并進(jìn)行應(yīng)力校核。
(4) 根據(jù)設(shè)計(jì)方案，采用solidworks軟件對采摘車進(jìn)行三維建模和仿真。
采摘手的坐標(biāo)形式和自由度
直角坐標(biāo)型的采摘手具有結(jié)構(gòu)比較簡單、空間軌跡求解方便，但是也存在著采摘手所需空間大、執(zhí)行動(dòng)作的區(qū)域小、操作起來不夠靈活等缺點(diǎn)。圓柱坐標(biāo)型采摘手盡管其存在著移動(dòng)關(guān)節(jié)保護(hù)起來不方便的問題，但是其相對于其他采摘手具有在空間中定位較直觀，工作范圍大，機(jī)器的體積面積小等優(yōu)點(diǎn)。在確定使用圓柱坐標(biāo)型采摘手后，需要考慮怎樣實(shí)現(xiàn)手臂伸縮控制、垂直控制、旋轉(zhuǎn)控制六個(gè)自由度。
采摘手的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)
采摘手的運(yùn)動(dòng)過程：左旋→水平伸出→下降→抓物→上升→水平縮回→右旋→臂水平伸出→下降→放松→上升→臂收縮→右旋→原位
