核桃采摘機執(zhí)行機構設計（采摘機械手含CAD圖紙）

核桃采摘機執(zhí)行機構設計（采摘機械手含CAD圖紙）,核桃,采摘,執(zhí)行機構,設計,機械手,CAD,圖紙 核桃采摘機械手的機構設計 核桃采摘機的機構設計 摘 要 本課題運用制圖軟件對機械手采摘核桃進行機構設計。包括：旋轉機構，蝸輪蝸桿減速裝置，直齒減速裝置；升降機構，氣壓缸升降裝置；擺臂機構，氣壓裝置和四桿裝置；手抓機構，滑動螺旋傳動裝置，手抓抓緊放開裝置，手抓自轉裝置；PLC程控系統(tǒng)，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，主電路，PLC外部接線，梯形圖，指令語句表。用AutoCAD繪制機構的二維圖形，用Pro/E繪制機構的三維造型。熟練掌握AutoCAD和Pro/E繪圖，對機械原理、機械設計及機電一體化有較深入的理解和認識。 關鍵詞：核桃采摘、機械手、PLC程序控制系統(tǒng) Abstract This subject uses the software of making maps to pluck the tea-oil camellia and design the organization to the manipulator. Including the rotate organization, the worm gear worm decelerating device,the spur gear decelerating device;the hoist or lower organization, the barometric pressure cylinder hoists or lower device; the wave arm organization, atmospheric pressure device and four device ,the skids screw gearing,the hold organization , the slip spiral transmission device, the holding and unlock device, hold the rotation device ; PLC programme-controlled system, the relay - contact device control system.Main circuit, PLC exterior wiring, trapezoidal chart, instruction sentence table.Draw the two-dimentional figures of the organization with AutoCAD, draw the three-dimensional model of the organization with Pro/E. Grasp AutoCAD and Pro/E drawing skillfully, integrate deeper understanding and know to mechanism, machine design and integration of machinery. Key words: walnut seed 、the manipulator, the PLC procedure control system 目 錄 摘 要 １ Abstract ２ 目 錄 ３ 一、引 言 １ 1.1、核桃采摘機械手的作用 １ 1.2、機器人技術 １ 1.3、機械手的廣泛應用 １ 1.4果實采摘方式的選擇 ２ 二、核桃采摘機械手原理圖 ３ 三、核桃采摘機械手的設計與選型 ５ 3.1、電動機的選型 ５ 3.1.1、36SL5E2伺服電動機 ５ 3.1.2、90SL55伺服電動機 ５ 3.1.3、70BF1-3步進電動機 ６ 3.2、旋 轉 減 速 機 構 ６ 3.2.1、第一級蝸輪蝸桿減速裝置 ７ 3.2.1、第一級蝸輪蝸桿減速裝置 ８ 3.2.2、第二級蝸輪蝸桿減速裝置 ８ 3.2.2、第二級蝸輪蝸桿減速裝置 ８ 3.2.3、直齒減速裝置 ９ 3.2.3、直齒減速裝置 ９ 3.2.4、旋轉機構轉速 １０ 3.3、氣 壓 升 降、擺 臂 機 構 １０ 3.3、氣缸裝置 １１ 3.3.1氣壓升降裝置 １１ 3.3.2氣壓擺臂裝置 １１ 3.4、手 抓 機 構 １２ 3.4.1、滑動螺旋傳動裝置 １２ 3.4.2、手抓工作裝置 １２ 四、核桃采摘機械手的PLC程序控制系統(tǒng) １４ 4.1、主電路 １４ 4.2、PLC外部接線 １５ 4.3、梯形圖 １６ 4.4、指令語句表 １８ 五、抓拉式核桃果實采摘機構前景及總結 １９ 5.1 抓拉式核桃果實采摘產品前景 １９ 5.2抓拉式核桃果實采摘機械總結 １９ 參 考 文 獻 ２１ 一、引 言 1.1、核桃采摘機械手的作用 采用人工核桃采摘，消耗的人力、時間比較大，采摘效率低，并且某些核桃難以采摘或采摘不到，對人體安全具有一定的威脅。采用核桃采摘機械手，可通過智能移動平臺，通過攝像頭、傳感器捕捉核桃，可實現持續(xù)的、高效率的、安全的作業(yè)。 1.2、機器人技術 機器人技術是集計算機科學、控制工程、人工智能、傳感器技術、機構學、機械工程學等學科為一體的一門綜合技術。機器人是一種知識密集、技術密集的機電一體化的高技術產品。機器人在生產中的應用，對提高勞動生產率、提高產品質量、改善勞動條件、提高企業(yè)的應變能力、促進新產業(yè)的建立和發(fā)展、改變勞動結構以及促進相關學科的技術進步，均發(fā)揮了重大的社會效益和經濟效益。因此世界各國都很重視機器人技術的發(fā)展和機器人在生產中的運用。 1.3、機械手的廣泛應用 機床加工工件的裝卸，特別是在自動化車床、組合機床上使用較為普遍；在裝配作業(yè)中應用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機械行業(yè)中它可以用來組裝零部件；可在勞動條件差，單調重復易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動；可在危險場合下工作，如軍工品的裝卸、危險品及有害物的搬運等；宇宙及海洋的開發(fā)，軍事工程及生物醫(yī)學方面的研究和試驗。 1.4果實采摘方式的選擇 要實現果實采摘，可以根據原理分為吸附式、剪切式、抓拉式等類型，其特點比較如表1所示。 表1 各類不同工作原理的采摘機構及特點 類型 優(yōu)點 缺點 抓拉式 定位要求低、動作靈敏 需要配備真空形成裝置，笨重不方便攜帶，造價較高。 剪切式 結構簡單，操作方便，對果實和枝條的傷害較小 定位要求高，效率較低，不方便收集。 抓拉式 結構簡單、操作方便、效率高 對枝條和花蕾傷害稍大 通過對核桃樹性狀研究，發(fā)現核桃樹枝條比較脆，花蕾和果實連接較為緊密，綜合比較之后，采用抓拉式采摘原理進行設計較為合適。 1.5執(zhí)行機構比較??? 液動執(zhí)行器推力最大，現在一般都是機電一體化的，但比較笨重，所以現在很少使用，比如三峽的船閥用的就是液動執(zhí)行器。??? 電動執(zhí)行機構安全防爆性能差，電機動作不夠迅速，且在行程受阻或閥桿被扎住時電機容易受損。盡管近年來電動執(zhí)行器在不斷改進并有擴大應用的趨勢，但從總體上看不及氣動執(zhí)行機構應用得普遍。??? 氣動執(zhí)行器的執(zhí)行機構和調節(jié)機構是統(tǒng)一的整體，其執(zhí)行機構有薄膜式和活塞式兩類?；钊叫谐涕L，適用于要求有較大推力的場合；而薄膜式行程較小，只能直接帶動閥桿。由于氣動執(zhí)行機構有結構簡單，輸出推力大，動作平穩(wěn)可靠，并且安全防爆等優(yōu)點，在化工，煉油等對安全要求較高的生產過程中有廣泛的應用。??? 液壓、氣動機構的工作原理和特點??? 1.5.1液壓機構??? 液壓機構是以液壓油為動力源來完成預定運動要求和實現各種機構功能的機構。液壓機構與純機械機構和電力驅動機構相比，主要有以下優(yōu)點：??? （1）在輸出同等功率的條件下，機構結構緊湊，體積小、重量輕、慣性小。? （2）工作平穩(wěn)，沖擊、振動和噪音都較小，易于實現頻繁的啟動、換向，能夠完成旋轉運動和各種往復運動。? （3）操縱簡單、調速方便，并能在大的范圍內實現無級調速，調速比可達5000。?（4）可實現低速大力矩傳動，無需減速裝置。? 液壓機構的不足之處是：油液的粘性受溫度變化的影響大，不宜用于低溫和高溫的環(huán)境中；液壓組件的加工和配合要求精度高，加工工藝困難，成本高。??? 1.5.2.氣動機構??? 氣動機構是以壓縮空氣為工作介質來傳遞動力和控制信號的機構。與液壓機構相比有以下優(yōu)點：??? （1）以空氣為工作介質，用后可直接排到大氣中，處理方便。? （2）動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔，不存在介質變質問題。? （3）工作環(huán)境適應性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強振、潮濕、有輻射和溫度變化大的惡劣環(huán)境中工作時，安全可靠性優(yōu)于液壓、電子和電氣機構。??? 氣動機構的不足之處是：由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差，但采用氣液動聯動裝置會得到較滿意的結果；工作壓力低（一般為0.3～1.0MPa），難以獲得很大的輸出力；噪聲大，在高速排氣時要加消聲器。??? 二、核桃采摘機械手原理圖 本機械手工作原理：底盤通過蝸輪蝸桿二級減速、圓柱直齒減速獲得轉速為4.35o/s，運用兩個行程開關控制機械手左右擺動120o的扇形區(qū)域內；手臂升降通過氣缸行程為374mm，經滑塊導軌實現上下運動；擺臂通過氣缸行程為128mm，經過四桿裝置實現沿水平上下擺幅為30o的運動；手抓抓緊、放開通過步進電動機時間為t=4s，經滑動螺母實現對目標的夾緊、放松，并通過伺服電動機帶動內手抓自轉達到脫落目標的目的。 機械手總裝 機器人末端執(zhí)行器是安裝在機器人手腕上用于進行某種操作或作業(yè)的附加裝置。機器人末端執(zhí)行器種類很多，以適應機器人的不同作業(yè)及操作要求。 機器人可通過PLC可編程的控制去完成某些操作和移動作業(yè)的機器人。人們力圖把這種機器人設計成具有仿人或動物的某些局部功能，并使這些功能擴大和延伸以代替人去工作。 本手抓機構采用概念設計方式，其經濟性、實用性、可行性有待進一步優(yōu)化、改進設計。手抓夾緊裝置可運用現在傳感器技術，對目標實施的夾緊力控制在一個合理的范圍內，使夾緊力既不過小而不能起到夾緊的作用，也不過大而破壞目標的不良結果。 三、核桃采摘機械手的設計與選型 3.1、電動機的選型 SL系列交流伺服電動機型號和主要技術數據 型號 勵磁電壓V 控制電壓V 頻率 Hz 堵轉轉矩N·m 空載轉速r/min 輸出功率W 機電時間常數m·s 外形尺寸 mm 總長 機殼外徑 軸徑 36SL5E2 36 36/18 50 110 2700 1 8 62 36 4 90SL55 220 220 50 3000 2700 25 30 140 90 14 3.1.1、36SL5E2伺服電動機 3.1.2、90SL55伺服電動機 交流伺服電動機的機械特性是非線性的；不需要電刷和換向器，因此結構簡單、運行可靠、沒有無線電干擾等優(yōu)點。 SL系列交流伺服電動機是由籠子轉子和隱極式定子兩部分組成。定子槽內嵌以二相繞組，一相為勵磁繞組，一相為控制繞組，控制繞組分為兩半，分別引出四根線，可接成串聯或并聯，以適用于兩種電壓。 BF系列反應式步進電動機型號和主要技術數據 型號 相數 步距 （o） 電壓 V 靜態(tài) 電流 A 額定負載轉矩μN·m 靜態(tài)力矩μN·m 空載起動頻率步/s 額定負載起動頻率 步/s 外形尺寸 mm 總長 機殼外徑 軸徑 70BF1-3 3 3/1.5 27 3 1000 --- --- 1000 112 70 8 3.1.3、70BF1-3步進電動機 BF系列步進電動機系反應式步進電動機，它是將脈沖指令轉換為角位移或轉速的控制電動機，其角位移與脈沖數量嚴格成正比，改變脈沖頻率實現調速。它具有定位精度高，同步運行特性好，調速范圍寬、能快速起動、反轉和制動等特點。廣泛用于開環(huán)數控系統(tǒng)作執(zhí)行元件和驅動元件。 3.2、旋 轉 減 速 機 構 蝸桿傳動用于交錯軸間傳動運動及動力。通常，交錯角Σ=90o.它的主要優(yōu)點：傳動比大，工作較平穩(wěn)，噪音低，結構緊湊，可以自鎖。主要缺點：少頭數的蝸桿傳動效率較低，常需要貴重的減摩性有色金屬。 根據課題需要選擇傳動比較大的蝸輪蝸桿機構。傳動比大時及要求自鎖的傳動，取z=1。蝸輪的齒數z一般取z=27～80。過少的z蝸輪齒將產生根切；z>80時，會導致模數過小而削弱輪齒的彎曲強度或使蝸桿軸剛度降低。 阿基米德圓柱蝸桿加工方便，應用較廣泛，但導程角γ大時加工困難。傳動效率較低（η=0.5～0.8），齒面磨損較快。因此，一般用于頭數較少，載荷較小，低速或不太重要的傳動。 3.2.1、第一級蝸輪蝸桿減速裝置： 表—普通圓柱蝸桿傳動的參數匹配 公稱傳動比 參數 中心距 a mm 40 40 z/z 38/1 m 1.6 d 20 x -0.25 50 z/z 49/1 m 1.25 d 20 x -0.5 第一級蝸輪蝸桿公稱傳動比取40，蝸桿頭數取z=1,中心距a取a=40mm。由表—普通圓柱蝸桿傳動的參數匹配，有z/z=38/1,蝸輪齒數z=38,模數m=1.6,蝸桿分度圓直徑d=20mm,蝸輪變位系數x=-0.25 在蝸桿的軸平面內基準齒廓、齒形角的尺寸參數為： 齒頂高 h=m=1.6mm, 工作齒高 h=2m=2×1.6=3.2mm, 軸向齒距 p=πm=3.14×1.6=5.024mm, 頂隙 c=0.2m=0.2×1.6=0.32mm, 齒根圓角 p=0.3m=0.3×1.6=0.48mm, 阿基米德蝸桿，軸向齒形角a=20o， 傳動系統(tǒng)中，取γ=25o， 蝸桿齒頂圓直徑 d=d+2hm=20+2×1×1.6=23.2mm, 蝸桿齒根圓直徑 d=d－2m(h+c)=20－2×1.6×(1+0.2)=16.16mm, 蝸桿寬度 b(11+0.06z)m=(11+0.06×38)×1.6=21.248mm,取b=22mm, 蝸輪分度圓直徑 d=mz=1.6×38=60.8mm, 蝸輪喉圓直徑 d=d+2h=d+2m(h+x)=60.8+2×1.6×(1－0.25)=63.2mm, 蝸輪齒根圓直徑 d=d－2h=d－2m(h－x+c) =60.8－2×1.6×(1+0.25+0.2)=56.16mm, 蝸輪外圓直徑 dd+2m=63.2+2×1.6=66.4mm,取d=66mm, 蝸輪寬度 b0.75d=0.75×23.2=17.4mm,取b=17mm, 蝸輪齒頂圓弧半徑 R=0.5d－m=0.5×20－1.6=8.4mm, 蝸輪齒根圓弧半徑 R=0.5d+cm=0.5×23.2+0.2×1.6=11.92mm。 3.2.1、第一級蝸輪蝸桿減速裝置 3.2.2、第二級蝸輪蝸桿減速裝置 3.2.2、第二級蝸輪蝸桿減速裝置 第二級蝸輪蝸桿公稱傳動比取50，蝸桿頭數取z=1,中心距a取a=40mm。由表—普通圓柱蝸桿傳動的參數匹配，有z/z=49/1,蝸輪齒數z=49,模數m=1.25,蝸桿分度圓直徑d=20mm,蝸輪變位系數x=-0.5 在蝸桿的軸平面內基準齒廓、齒形角的尺寸參數為： 齒頂高 h=m=1.25mm, 工作齒高 h=2m=2×1.25=2.5mm, 軸向齒距 p=πm=3.14×1.25=3.925mm, 頂隙 c=0.2m=0.2×1.25=0.25mm, 齒根圓角 p=0.3m=0.3×1.25=0.375mm, 阿基米德蝸桿，軸向齒形角a=20o， 傳動系統(tǒng)中，取γ=25o， 蝸桿齒頂圓直徑 d=d+2hm=20+2×1×1.25=22.5mm, 蝸桿齒根圓直徑 d=d－2m(h+c)=20－2×1.25×(1+0.2)=17mm, 蝸桿寬度 b(8+0.06z)m=(8+0.06×49)×1.25=13.675mm,取b=14mm, 蝸輪分度圓直徑 d=mz=1.25×49=61.25mm, 蝸輪喉圓直徑 d=d+2h=d+2m(h+x)=61.25+2×1.25×(1－0.5)=62.5mm, 蝸輪齒根圓直徑 d=d－2h=d－2m(h－x+c) =61.25－2×1.25×(1+0.5+0.2)=57mm, 蝸輪外圓直徑 dd+2m=62.5+2×1.25=65mm,取d=65mm, 蝸輪寬度 b0.75d=0.75×22.5=16.875mm,取b=16.5mm, 蝸輪齒頂圓弧半徑 R=0.5d－m=0.5×20－1.25=8.75mm, 蝸輪齒根圓弧半徑 R=0.5d+cm=0.5×22.5+0.2×1.25=11.5mm。 3.2.3、直齒減速裝置 3.2.3、直齒減速裝置 主動直齒輪寬度 b=16mm, 從動直齒輪寬度 b=16mm, 主動直齒輪齒數 z=36, 從動直齒輪齒數 z=72, 主動直齒輪分度圓直徑 d=20mm, 從動直齒輪分度圓直徑 d=40mm. 3.2.4、旋轉機構轉速 旋轉機構轉速n=n·λ·λ·λ=n··· =2700××360×××=4.35o/s 3.2.4、旋轉機構部裝 3.3、氣 壓 升 降、擺 臂 機 構 氣動系統(tǒng)由氣壓發(fā)生裝置、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件四部分組成。 氣壓傳動的優(yōu)點：以空氣為工作介質，工作介質獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便；便于集中供氣、遠距離輸送；動作迅速、反應快、維護簡單、工作介質清潔，不存在介質變質等問題；工作環(huán)境適應性好；成本低、過載能自動保護。 氣缸是執(zhí)行元件之一。氣缸是將壓縮空氣的能量轉換成直線往返運動形式機械能的能量轉換裝置。 3.3、氣缸裝置 3.3.1氣壓升降裝置 氣壓升降裝置氣缸的行程s=374mm,通過滑塊固定導軌實現機械手的升降運動3.3.2氣壓擺臂裝置 氣壓擺臂裝置通過氣缸行程為s=128mm,實現手臂沿水平線上下擺動30o的運動。 3.4、手 抓 機 構 3.4.1、滑動螺旋傳動裝置 3.4.1、滑動螺旋傳動裝置 螺旋傳動主要是將旋轉運動變成直線運動，同時進行能量和力的傳遞，或者調整零件的相互位置。也有將直線運動變成旋轉運動的。 根據手抓機構要求，運用傳力螺旋和傳動螺旋的梯形螺紋。梯形螺紋牙形角a=30o,螺紋副的大經和小徑處有相等的徑向間隙。牙根強度高，螺紋的工藝性好（可以用高生產率的方法制造）；內外螺紋以錐面貼合，對中性好，不易松動；采用剖分式螺母，可以調整和消除間隙；但其效率較低。 螺紋中經 d=14.4mm, 螺紋外徑 d=16mm, 牙形角 a=30o, 螺距 p=3.2mm, 螺紋的工作高度 h=0.5p=0.5×3.2=1.6mm, 螺紋牙低寬度 b=0.65p=0.65×3.2=2.08mm, 整體式螺母的高度 H=ψ·d=2.5×14.4=36mm, 由驗算 z===11.2510～12 符合要求。 選取步進電機70BF1-3步距為1.5o， 初選螺母滑塊移動距離 s=54mm,則手抓鎖緊、放開時間 t=××=4.05s 最后選取手抓鎖緊、放開時間t=4s,則螺母滑塊移動距離s=53.3mm. 3.4.2、手抓工作裝置 手抓工作原理步驟：起動70BF1-3步進電動機，帶動絲桿轉動，滑塊在絲桿經導桿自由滑動；內手抓鈑金片通過滑塊圓柱臺階推動快速夾緊核桃，隨后外手抓鈑金片通過滑塊錐形軌跡夾緊核桃枝條，通過時間繼電器經過t=4s步進電動機停止；夾緊后內手抓裝置通過36SL5E2伺服電動機自轉，實現在核桃枝條固定的同時核桃自轉脫落的功能。 3.4.2、手抓結構裝置 手指的數目越少，夾持的穩(wěn)定性越差，多指的末端執(zhí)行器雖然夾持更為穩(wěn)定可靠，但機構和控制的復雜性大大增加，同時在采摘過程中與果梗、枝葉的干涉現象也會隨之增多。? 如圖11所示的核桃采摘機器人末端執(zhí)行器抓取機構簡圖，該抓取機構由4根夾持手指（直徑4mm的鋼絲，可以形變，手指外包有1cm厚的海綿）、2個滑軌（每個滑軌的一端固定在機械手本體上，另一端固定在夾持手指上）和雙向絲杠（帶螺母，每個螺母分別與夾持手指固定）組成。? 4根夾持手指兩兩相對（圖中僅能看到兩個），左面的兩個連在同一滑軌上，并與雙向絲桿的左螺母固定；右面的兩個連在同一滑軌上，并與雙向絲桿的右螺母固定。通過電機帶動雙向絲杠，使左右兩個滑軌相向而行。蝸輪蝸桿的傳動比是1:10，電機正向轉動時，雙向絲杠的兩個螺母沿相向方向運動，運動速度為電機的1/10。當螺母運動到定位果實的位置時，完成夾持動作。而且，雙向絲杠的中間部分無螺紋結構，于是，夾持手指的預緊力可以夾持到設定的最小的核桃果實，以后絲杠轉動而螺母原地不動；當兩個螺母在連在其之間的回位彈簧張力的作用下，螺母向相反的方向運動隨雙向絲杠的轉動，螺母重新回到絲杠的螺紋上，沿著螺紋向兩邊運動，從而完成松開夾持的果實的動作。? 該末端執(zhí)行器收獲核桃的范圍僅是3～6.5cm，作業(yè)時很容易造成遺漏掉果實，當松開夾持的果實時，回位彈簧降低了執(zhí)行器的整體穩(wěn)定。? 1.機械爪2.彈性材料硅膠3.連接桿4.止動塊5.滑軌 ?6.轉盤.7.齒條.8.齒輪 四、核桃采摘機械手的PLC程序控制系統(tǒng) 可編程序控制器PC（Programmable Controller）又稱可編程邏輯控制器。 PLC（Programmable Logical Controller),是微機技術與繼電器常規(guī)控制技術相結合的產物，是在順序控制器和微機控制器的基礎上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微機處理器為核心用作數字控制的專用計算機。 4.1、主電路 PLC現已成為現代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT)之一，以其可靠性高、邏輯功能強、體積小、可在線修改控制程序、具有遠程通信聯網功能、易于與計算機接口、能對模擬量進行控制、具備高速計數與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時間繼電器、計數繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電-接觸控制系統(tǒng)，在機械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通等行業(yè)得到廣泛應用。PLC的應用深度和廣度已經成為一個國家工業(yè)先進水平的重要標志之一。 4.2、PLC外部接線 4.3、梯形圖 4.4、指令語句表 電動執(zhí)行機構原理? 一、電動執(zhí)行機構概述? 執(zhí)行機構，又稱執(zhí)行器，是一種自動控制領?域的常用機電一體化設備（器件），是自動?化儀表的三大組成部分（檢測設備、調節(jié)設?備和執(zhí)行設備）中的執(zhí)行設備。主要是對一?些設備和裝置進行自動操作，控制其開關和?調節(jié)，代替人工作業(yè)。按動力類型可分為氣?動、液動、電動、電液動等幾類；按運動形?式可分為直行程、角行程、回轉型（多轉式）?等幾類。由于用電做為動力有其它幾類介質?不可比擬的優(yōu)勢，因此電動型近年來發(fā)展最? 快，應用面較廣。電動型按不同標準又可分?為：組合式結構、機電一體化結構，電器控?制型、電子控制型、智能控制型（帶HART、?FF協議），數字型、模擬型，手動接觸調試?型、紅外線遙控調試型等。它是伴隨著人們?對控制性能的要求和自動控制技術的發(fā)展而?迅猛發(fā)展的。??早期的工業(yè)領域，有許多的控制是手動和半?自動的，在操作中人體直接接觸工業(yè)設備的?危險部位和危險介質（固、液、氣三態(tài)的多種化學物質和輻射物質），極易造成對人的?傷害，很不安全；??設備壽命短、易損壞、維修量大；? ?采用半自動特別是手動控制的控制效率很低、? 誤差大，生產效率低下。?基于以上原因，執(zhí)行機構逐漸產生并應用于?工業(yè)和其它控制領域，減少和避免了人身傷? 害和設備損壞，極大的提高了控制精確度和?效率，同時也極大提高了生產效率。 五、抓拉式核桃果實采摘機構前景及總結 5.1 抓拉式核桃果實采摘產品前景 對于此便攜式核桃果采收機構分析并結合具體市場分析可知，該機構的設計較巧妙，制造簡單，操作方便，成本低廉，攜帶方便等優(yōu)點可推測本產品的前景。目前我國核桃采收技術還比較落后，但我國核桃的產量又相當可觀，而且核桃生長于丘陵和山坡，這樣就給核桃果的采收工作帶來了極大的不便。采收工作必定要投入大量的人力、物力和財力，而且我國目前大部分核桃的采收都是通過人工作業(yè)，由于各方面的原因導致采收效率普遍不高。 采摘是一個重要的難題，而便攜式核桃果采收機構的出現將極大的提高采收的效率，節(jié)省人力、物力和財力，給農民帶來經濟效益。目前國外暫無此類機構的研究，國內研究也還在起步階段，尚不成熟，而此機構由于其可伸縮性、增力功能、攜帶方便、使用靈活等特性經過實際投產和改進之后必然會得到迅速的使用和推廣。 5.2抓拉式核桃果實采摘機械總結 此次畢業(yè)設計從采摘的方式上入手，先是考慮了剪切式采摘機構，之后是考慮抓取式采摘，參考了核桃的一些知識，并根據自己采摘核桃的經驗發(fā)現核桃果實和一般的果實有不同之處。核桃樹枝條韌性大，果實主要分布在核桃樹枝條的前端，在較高的核桃樹面前使用抓拉式采摘機構最為方便實用。又考慮到可伸縮性和增力功能，最后確定可伸縮性用鋁合金管實現，增力功能則由動刀片和拉桿杠桿作用及雙滑輪的省力作用實現。另外考慮到自動定位功能，動、定刀片采用半圓形來實現。重點從定位、增力、動力傳送和可伸縮性等方面入手，利用Pro/e和AutoCAD軟件，繪制三維圖及二維圖；結合機械原理、機械設計和農業(yè)機械等知識，在饒老師的指導下來完成此次畢業(yè)設計。我發(fā)現真正地要設計一樣產品真不是一件簡單的事情，從理論到實踐的轉換，設計思路理念，對課本知識的深入運用，繪圖軟件一些高級繪圖功能都是比較難的，需要花時間。知識儲備太少，而且不系統(tǒng)，又沒有多少實踐經驗，我想這是我以后應該努力的方向，也是學院加強這方面教學條件的契機吧。 由于核桃果實種類較多，此次設計主要是針對普通核桃，核桃果實采摘時，本產品只針對核桃樹較高果實的采摘，其高度適合范圍為1.8-3.6米，允許通過的最大核桃直徑為50mm。需要進一步改進的地方應該是將伸縮桿改小，，使該機構更為簡單實用。 參 考 文 獻 【1】、徐灝主編，機械設計手冊，北京：機械工業(yè)出版社，1992 【2】、楊明忠、朱家誠主編，機械設計，武漢：武漢理工大學出版社，2001 【3】、曾志新、呂明主編，機械制造技術基礎，武漢：武漢理工大學出版社，2004 【4】、陳奎生主編，液壓與氣壓傳動，武漢：武漢理工大學出版社，2001 【5】、鄭文緯、吳克堅主編，機械原理，北京：高等教育出版社，1997 【6】、劉鴻文主編，材料力學，北京：高等教育出版社，2004 【7】、哈爾濱工業(yè)大學理論力學教研室編，理論力學，北京：高等教育出版社，2008 【8】、秦曾煌主編，電工學，北京，高等教育出版社，2004 【9】、曾光奇、胡均安主編，工程測試技術基礎，武漢：華中科技大學出版社，2002 【10】、楊叔子、楊克沖等編著，機械工程控制基礎，武漢：華中科技大學出版社，2002 【11】、鄧星鐘主編，機電傳動控制，武漢：華中科技大學出版社，2000 【12】、丁玉蘭主編，人機工程學，北京：北京理工大學出版社，2007 【13】、陳立德主編，機械專業(yè)英語，上海：上海交通大學出版社，2001 【14】、于永泗、齊民主編，機械工程材料，大連：大連理工大學出版社，2007 【15】、余桂英、郭紀林主編，AutoCAD2006中文版實用教程，大連：大連理工大學出版社，2006 【16】、邵立新、夏素民、孫江宏等編著，Pro/ENGINEER Wildfire 3.0中文版標準教程，北京：清華大學出版社，2007 ２６