水果分選機設計-蘋果大小分級機構設計【全套含11張CAD圖紙+文檔】【NJ系列】

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? ? ? 畢業(yè)論文（設計）開題報告 ? ? ? ? ? ? 學生姓名 ? 學??? 號 ? 年級專業(yè)及班級 ? 指導教師及職稱 ? 學??? 院 ? ? ? ? ? ? ? ? 20??? 年???? 月???? 日 ? 畢業(yè)論文（設計）題目 蘋果大小分級機構設計 文獻綜述（選題研究意義、國內外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻等，不少于1000字） 選題研究意義： 我國是蘋果生產大國，蘋果總量躍居世界第一位，而且品種豐富。但目前我國的蘋果產后商品化處理的水平仍很低，在國際市場上競爭力很弱。目前國內外研究比較多的是農產品的品質檢測。在蘋果品質檢測方面，國外除了進行外部品質（如大小、形狀、顏色、表面缺陷等）檢測外，還進行其內部品質的無損檢測，有些檢測項目已經商品化，且能達到實時速度。在國內，蘋果的品質檢測研究從90年代才開始，僅停留在外部的品質檢測上，且遠沒達到實時檢測分級的水平，我國蘋果的生產在整個農產品的生產中占有很大的比例，是重要的外貿出口產品。但由于生產后處理不夠，使得外銷蘋果的品質難以保證，在國際市場上缺乏競爭力。其原因首先是檢測與分選的手段落后。在我國，蘋果分級基本上仍由人工完成。人工分級的缺點主要有：勞動量大，生產率低，分級標準難以實現(xiàn)，分級精度不穩(wěn)定。因為在蘋果分級標準中，著色面積和缺陷面積的度量，僅憑人的視覺難以精確區(qū)分，且人長時間用眼，會造成疲勞及情緒的不穩(wěn)定，從面造成分級誤差的波動，其次，蘋果的內部品質缺乏檢測手段，使蘋果的內外品質無法保證。因此，研究和開發(fā)蘋果自動實時分級系統(tǒng)，選出高質量的蘋果，為國家創(chuàng)取外匯，在我國具有重要的經濟價值和廣闊的應用前景。 國內外研究現(xiàn)狀： ??? 國內研究概況: 對于國外的分級水平，國內水果分級市場比較落后。國內水果分級大部分還采用人工分級方法，只有少數(shù)企業(yè)采用半自動及自動化水果分級。 雖然我國水果分級現(xiàn)狀不容樂觀，但也有一些企業(yè)的研究得到成功，浙江大學果蔬智能化分級技術與裝備課題組經過近10年的研究積累，在國家“863”計劃?國家自然科學基金和浙江省科技計劃的支持下，與杭州杭掛機電有限公司合作于2004年研制成功國內第一條完全擁有自主知識產權的基于計算機視覺的水果品質智能化實時檢測與分級生產線。項目至今已獲國家發(fā)明專利2項、授權計算機軟件著作登記2項、授權國家實用新型專利8項，另有國家發(fā)明專利10項待批。2004年6月16日，順利通過國家863計劃機器人技術主題專家組的驗收。2004年12月28日，銷往廣東梅縣的第一條生產線在當?shù)卣秸{試成功，并投入正常生產用于當?shù)靥厣毘鹊钠焚|檢測和分級，其工作性能得到用戶的高度評價。 2005年4月29日，由中國工程院汪懋華院士、蔣亦元院士等8位本領域的權威專家組成的鑒定委員會，對本生產線進行了鑒定，專家們對這一成果給予了高度評價：總體技術水平達到國際同類產品的先進水平，多項技術處于國際領先水平。 日前，江蘇省自主研制生產的電腦控制全自動水果分級流水生產線在陜西成功運行，并通過國家一級科技查新，填補了國內果品加工生產機械的空白。 該生產線由江蘇牧羊集團研制，采用水果品質視覺系統(tǒng)測與分級，每條生產線每小時能檢測分級2．5噸及3噸水果，適用于柑橘、胡柚、蘋果、西紅柿、土豆等多種水果及農產品的快速分級，部分指標達到世界先進水平。為配套新生產線，該集團同時研發(fā)出壓榨機、榨汁機等飲料機械，以及去核機、打漿機等果汁生產線前處理設備與后道包裝設備，具有良好的應用前景。 ??? 國外研究概況: 國外50%以上的水果實現(xiàn)了分級的完全自動化。近年，隨著信息技術的飛躍發(fā)展和計算機普及．圖像技術及機器(計算機)視覺技術已被廣泛應用于多個學科，在作物領域也已取得許多進展．并展示了廣闊的應用前景。 目前較先進的微機控制的重量分級機，采用最新電子儀器測定重量，可按需選擇準確的分級基準，分級精度高，使用特別的滑槽，落差小，水果不受沖擊、不損傷。分級、裝箱所需時間為傳統(tǒng)的1/2。 日本消費者對水果的消費是非常挑剔的，其水果上市前都要經過分級包裝。有些價值較高的水果，如冬季上市的西瓜要在標簽上標出糖度數(shù)值。目前，在日本許多高新技術在水果檢測領域得到應用。計算機技術、無損傷檢測技術以及自動化控制技術的發(fā)展為現(xiàn)代分級檢測技術提供了廣闊的空間，使分級檢測技術正在由半自動化向全自動化、外部品質檢測向內部品質檢測、復雜化向簡單化和方便化、規(guī)格標準的文字化向數(shù)字化、機械設備結構的復雜化向簡單化、數(shù)據(jù)的人工管理向計算機管理方向轉化。 在意大利的果品貯藏加工業(yè)生產中，使用顏色分級機較早，主要是對蘋果進行顏色分級，其原理是按照綠色蘋果比紅色蘋果的反射光強的道理進行的。工作時，果實在松軟的傳送帶上跳躍移動，光線可照射到水果的大多部位，這樣就避免了水果單面被照射。反射光傳遞給電腦，由電腦按照反射率的不同來將果實分開，一般分為全綠果、半綠（半紅）果、全紅果等級別。 美國Penwalt公司Decco型分級機是一種新型果實分級機，具有速度快、性能好、通用性強的特點。它根據(jù)“體積”分級的原理進行工作，綜合了大小和重量分級機最突出的優(yōu)點，同時消除了二者的缺點，使分級作業(yè)真正得以柔和平緩地進行。Decco分級機工作原理是：提升機輥子將待分級的果實送入四星裝料斗，星輪與提升機以鏈條驅動的各對定距輥子同步，輥子承載水果通過分級全程，這樣的裝置，星輪可以很柔和地將水果從提升機傳送到由一對滾子形成的凹槽中，根據(jù)選用分級機規(guī)格的不同，分級部分包括6-9行高度可調的“摩擦指”，滾子從摩擦指下通過，緩緩地作反時針回轉，水果則作順時針轉動，當水果遇到摩擦指（最大的水果首先接觸摩擦指），由于轉動與摩擦的組合，水果極柔和地從滾子上移動并落入彈性的擺動活動門上，水果自重足夠使其滑出并滾到輸送皮帶上，然后由皮帶送入包裝槽中。由于水果沒有摔落，也沒有其他任何典型的引起損傷的動作，分級柔和。水果分級只有綜合形狀、大小、色澤、果面缺陷等各種因素，甚至是內部品質，才能排除其他因素，使分級質量得到保證。 法國的MAF France公司的水果分級包裝設備，不僅能對果蔬進行分級包裝，還可以利用電子、光學原理對果蔬表皮的瑕疵進行分選，全電腦監(jiān)控，自動化程度相當高。在意大利的果品貯藏加工業(yè)生產中，使用顏色分級機較早，主要是對蘋果進行顏色分級，其原理是按照綠色蘋果比紅色蘋果的反射光強的道理進行的。工作時，果實在松軟的傳送帶上跳躍移動，光線可照射到水果的大多部位，這樣就避免了水果單面被照射。反射光傳遞給電腦，由電腦按照反射率的不同來將果實分開，一般分為全綠果、半綠（半紅）果、全紅果等級別。 主要參考文獻與外文資料: [1] 葉昱程，應義斌. 水果品質檢測與分級技術［J］. 農機化研究, 2003 [2] 蔣煥煜, 應義斌,等. 果品質智能化實時檢測分級生產線的研究. 農業(yè)工程學報，2002 [3] 張方明，應義斌.水果分級機器人關鍵技術的研究和發(fā)展. 機器人技術與應用，2004 [4] 李慶中，汪懋華. 基于計算機視覺的水果實時分級技術發(fā)展與展望. 農業(yè)機械學報，1999 [5] 劉福順，湯明．無損檢測基礎［M］．北京：北京航空航天大學出版社．2002 [6] 中國機械工程學會無損檢測分會.射線檢測.北京：機械工業(yè)出版社.2004 [7] 宋爾濤.包裝自動控制原理及過程自動化.北京：印刷工業(yè)出版社.1999 [8] 孫鳳蘭.包裝機械概論.北京：印刷工業(yè)出版社.1998 [9] 許曉腸.專用機床設備設計.重慶：重慶大學出版社.2003 [10] 中國紡織大學、哈爾濱工業(yè)大學. 機床設計圖冊.北京：機械工業(yè)出版社.1979 [11] 韓東海，劉新鑫，涂潤林．果品無損檢測技術在蘋果生產和分級中的應用.世界農業(yè)，2003 [12] 中華人民共和國商業(yè)部教材領導小組．輸送機械與輔助設備．北京：中國財政經濟出版社．1991 [13] 黃繼昌，徐巧魚.實用機械機構圖冊.北京：人民郵電出版社.1996 [14] 陳鐵鳴.新編機械設計課程設計圖冊.北京：高等教育出版社.2003 [15] 張之議.機械華運輸設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1997 [16] 鄭志峰.鏈傳動.北京：機械工業(yè)出版社.1992 [17] 鄭志峰.鏈傳動設計與應用手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1992 [18] 朱龍根.簡明機械零件設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1997 [19] 中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布.中華人民共和國國家標準機械制圖.北京：中國標準出版社.2004 [20] 馬希青、蘇夢香、趙月羅編.機械制圖.徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2004 [21] 全國電氣元件編制和圖形符號標準化技術委員會秘書處.技術制圖與機械制圖標準規(guī)定匯編.北京：中國電力出版社.2003 [22] 黃越平，徐進進.自動化機構設計構思實用圖例.北京：中國鐵道出版社.1993 [23]（德）FAG.Kugelfischer AG著.滾動軸承安裝設計.北京：機械工業(yè)出版社.2004 [24] J. 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An ASAE Meeting Presentation, Paper Number: 036161 ? ? 注：此表如不夠填寫，可另加頁。 研究方案（研究目的、內容、方法、預期成果、條件保障等） 研究目的： （1）?????? 降低勞動者的勞動強度； （2）?????? 提高勞動生產率； （3）?????? 提高產品分類質量； （4）?????? 降低生產成本； ? 研究內容和方案：對蘋果分級原理及基本結構進行分析與說明，對蘋果分級機構進行設計。 工作原理：蘋果通過進料機構逐個滾至輸送裝置的PVC塑料模塊上，由鏈條實現(xiàn)傳動。在前進過程中，PVC塑料模塊中間的小輪與機架上焊接的托條摩擦，小輪隨之向前滾動，且此小輪上部露出平面1.3mm，正好與蘋果接觸，使蘋果在摩擦力的作用下翻轉。當蘋果的花萼/莖旋轉到小輪處時，小輪與蘋果停止接觸，此時小輪空轉，蘋果軸線處于垂直位置，蘋果完成定位。蘋果在接下來的前進過程中，PVC塑料板的底部有一個帶有小輪的軸，通過與機架上擋板的摩擦作用，二者共同作用相當與一個凸輪，實現(xiàn)蘋果的傾斜45度。同時，PVC塑料板底部兩邊有兩根相同的軸，軸上的小輪也與此擋板接觸，帶動其頂端的兩個棍子轉動，從而使傾斜的蘋果繞軸旋轉。這時蘋果正好移動到攝像機前，這樣便能保證攝像機拍照時能拍到蘋果的各個表面。由計算機對圖象進行處理，將信號發(fā)送給出料機構，實現(xiàn)五個等級的分級，并且能夠自動從對應的等級口出料。 本機主要由進料機構、傳動機構、輸送機構、檢測機構和出料機構等組成。其結構如圖所示： 預期結果:在完成了各項設計后,能實現(xiàn)高速作業(yè),降低勞動強度，提高生產效益。 條件保障: 1，本設計的大部分工作將在本學校完成.??????? 2，有扎實的理論知識和學校專家的指導.??????? 3，學校的實驗設備和相關圖書資料. ? ? 進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度等） ?2012、10、20 選題 ?2012、10、30 下達任務書 ?2012、11、4 查找資料，開題 ?2012、12、1 設計計算,畫圖 ?2013、3、20 中期考核 ?2013、4、20 完善，交設計初稿 ?2013、5、10 完善，交設計二稿 ?2013、5、20 修改，答辯，交終稿 ? ? 論證小組意見 ? ? ? ? ????????????????????????????? 組長簽名： ??????????????????????????????????????????????? 20??? 年?? 月?? 日 專業(yè)委員會意見 ? ? ??????????????????????????????專業(yè)委員會主任簽名： ???? ??????????????????????????????????????????20?? 年?? 月?? 日 注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應責任人親筆填寫。 2.此表可從教務處網站下載中心下載。