手持式伸縮桿電動(dòng)蘋果采摘機(jī)械手的設(shè)計(jì)含開題及9張CAD圖,手持,伸縮,電動(dòng),蘋果,采摘,機(jī)械手,設(shè)計(jì),開題,CAD XX設(shè)計(jì)（XX）開題報(bào)告 院（部）： （學(xué)生填表） 課題名稱 手持式伸縮桿電動(dòng)蘋果采摘機(jī)械手的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 指導(dǎo)教師 職稱 學(xué)位 課題類型 □設(shè)計(jì) □論文 課題來(lái)源 □科研□實(shí)驗(yàn)□工程□社會(huì)□其它 1. 綜述本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，說(shuō)明選題的依據(jù)和意義 蘋果和蔬菜的采摘機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)60年代，在20世紀(jì)的美國(guó)，用于收割方法主要是機(jī)械和氣動(dòng)搖晃風(fēng)格。缺點(diǎn)是蘋果的脆弱性，效率不高，是不是特別有選擇性的收獲，存在很大的局限性采摘柔軟，新鮮蘋果和蔬菜方面。但此后，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是在工業(yè)機(jī)器人，日益成熟的計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)和人工智能技術(shù)，采摘機(jī)器人的研究和技術(shù)開發(fā)得到了快速發(fā)展。目前，日本，荷蘭，法國(guó)，英國(guó)，意大利，美國(guó)，以色列，西班牙等國(guó)相繼推出的蘋果和蔬菜采摘機(jī)器人方面的研究相關(guān)的研究主要橘子，蘋果，西紅柿，櫻桃西紅柿，蘆筍，黃瓜，甜瓜，葡萄，甘藍(lán)，菊花，草莓，蘑菇等，但這些收益還沒(méi)有真正商業(yè)化經(jīng)營(yíng)的機(jī)器人。 研究農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域起步相對(duì)較晚，但近幾年的快速發(fā)展，也已經(jīng)有很多的研究。張劍峰，董劍，張志勇，如自適應(yīng)魯棒跟蹤控制算法采摘機(jī)器人設(shè)計(jì);機(jī)器人視覺(jué)傳感器設(shè)計(jì)立體的中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，劉兆祥，劉剛，誰(shuí)撿到了蘋果方面江蘇大學(xué)蔡健榮三維信息，例如恢復(fù)的障礙，為柑橘采摘機(jī)器人障礙識(shí)別技術(shù)的研究;南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院和奪權(quán)的蘋果和蔬菜研究技術(shù)姬長(zhǎng)英王學(xué)林外環(huán)控制。 在國(guó)內(nèi)，蘋果采摘由人工來(lái)完成，采摘效率低、采摘人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境差。目前對(duì)蘋果采摘機(jī)的報(bào)道比較少，最近國(guó)內(nèi)也有一些采摘機(jī)具的專利，如堅(jiān)果采摘機(jī)，這些專利能在一定程度上減輕采摘人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，改變采摘人員的工作環(huán)境；但大多結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以未從根本上解決采摘難度，效率低等問(wèn)題。 果園種植業(yè)的發(fā)展提高了果園機(jī)械市場(chǎng)的需求。在整個(gè)生產(chǎn)中，由采摘果實(shí)所耗費(fèi)的勞動(dòng)力占據(jù)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的50％～70％㈣。采摘作業(yè)季節(jié)性相對(duì)強(qiáng)，傳統(tǒng)人工采摘的方式不僅僅易造成果實(shí)損傷。同時(shí)，采摘不及時(shí)將會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的損失。農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力向其他行業(yè)轉(zhuǎn)移，人員缺乏，隨著老齡化的增長(zhǎng)，生產(chǎn)成本不斷提高，降低了人們的種植積極性，果園種植業(yè)的發(fā)展受到了制約。為了節(jié)約人力物力，提高果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，開展采摘器械的研究有重要的意義。 因此，基于目前的研究現(xiàn)狀，開展對(duì)手持式伸縮桿電動(dòng)蘋果采摘機(jī)械手的變得尤為重要。 2. 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題 （1）基本內(nèi)容 ① 對(duì)國(guó)內(nèi)的蘋果園的環(huán)境進(jìn)行分析，了解果樹的種植分布方式，確定兩果樹不同方位上的距離，確定果樹的高度和蘋果在果樹上的分布，確定蘋果的大小等物理參數(shù)，為設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和事實(shí)依據(jù)。 ② 根據(jù)收集的蘋果種植數(shù)據(jù)和特點(diǎn)，查閱采摘機(jī)械手的相關(guān)書籍了解采摘機(jī)械手的技術(shù)要求和借鑒已有的采摘機(jī)械，再根據(jù)實(shí)際要求初步設(shè)計(jì)蘋果采摘機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)裝置，確定采摘機(jī)械手末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)剪切方式和采摘機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)，完成蘋果采摘機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案。 ③ 在蘋果采摘機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案之上，依據(jù)搜集到的條件和要求設(shè)計(jì)采摘機(jī)械手的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，擬定傳動(dòng)方案。分析采摘機(jī)械手的末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)和其實(shí)用性，分析采摘方式，結(jié)合蘋果的各項(xiàng)物理數(shù)據(jù)完成機(jī)械手機(jī)械臂的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和與末端執(zhí)行器的連接 ④ 根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)有數(shù)據(jù)和已有的蘋果采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)并確定動(dòng)力方案選擇合適的電機(jī)，并簡(jiǎn)化操作。 ⑥ 對(duì)蘋果采摘機(jī)械手?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析保證能夠正常使用。 （2）擬解決的主要問(wèn)題 ①目前蘋果采摘機(jī)械手存在的問(wèn)題，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出設(shè)計(jì)方案； ②提高傳動(dòng)效率； ③使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、性能可靠。 3. 研究步驟、方法及措施 （1）研究步驟 ①調(diào)研現(xiàn)狀，找出存在的問(wèn)題，提出優(yōu)化后的設(shè)計(jì)方案； ②選定設(shè)計(jì)參數(shù)（長(zhǎng)度、電機(jī)，絲杠型號(hào)等）； ③對(duì)傳動(dòng)裝置、筒體等關(guān)鍵零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。 （2）方法及措施 本設(shè)計(jì)將采用文獻(xiàn)研究、理論分析研究、機(jī)構(gòu)視圖分析三種方法。 ①文獻(xiàn)研究：先對(duì)已有的蘋果采摘機(jī)械手相關(guān)的文獻(xiàn)盡性系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和閱讀。歸納整理蘋果采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)的相關(guān)理論； ②理論分析：通過(guò)對(duì)蘋果采摘機(jī)械手設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀解讀，提出設(shè)計(jì)的不足之處，進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)合時(shí)代發(fā)展的新特點(diǎn)，使其更加完善； ③機(jī)構(gòu)視圖分析：繪制蘋果采摘機(jī)械手裝配圖及主要零件圖。 4. 研究工作進(jìn)度 1月1日～3月9日．畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研階段。 查閱資料，現(xiàn)狀分析。 1月1日～3月15日．開題階段。 提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫開題報(bào)告，前期檢查。 3月15日～4月20日． 設(shè)計(jì)初稿階段。 完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。 4月21日～5月16日． 設(shè)計(jì)完善工作階段。 完善設(shè)計(jì)圖紙，編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 5月17日～5月18日．畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯。 5月19日～5月28日．畢業(yè)設(shè)計(jì)整改。 圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書修改、定稿，材料復(fù)查。 5月29日～5月30日．畢業(yè)設(shè)計(jì)材料評(píng)閱。 5月31日～6月1日．畢業(yè)答辯。 6月2日～6月15日．材料整理裝袋。 5. 主要參考文獻(xiàn) [1] 王承義.機(jī)械手及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1981：105-125 [2] 徐麗明,張鐵中.果蔬果實(shí)收獲機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵問(wèn)題和對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004,20(5);38. [3] 孫建設(shè).我國(guó)蘋果栽培模式的沿革與思考[J].專家視點(diǎn),2008,2:22-24. [4] 姜麗萍,陳樹人.果實(shí)采摘機(jī)器人的研究綜述[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2006,2,32(1):8-10. [5] 崔玉潔,張祖立,白曉虎.采摘機(jī)器人的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)機(jī)化研究,2007,(2):4-5. [6] Ling P, Ehsani R, Ting K C, et al.Sensing and end-effector for a robotic tomato harvester[C]//ASAE Paper 043088,2004. 6.答辯內(nèi)容 7.指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 8.答辯委員會(huì)意見(jiàn) 答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日