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1、池州學(xué)業(yè)論文（跚）極報告 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)班級 題 目 手搖式蘋果去皮機 題目性質(zhì) □理論研究 ■應(yīng)用研究 □綜合研究 □其它 一、 選題依據(jù)和目標 1研究目的和意義 我們知道蘋果中含有較多的維生素和礦物質(zhì)，但是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)的化肥農(nóng)藥 激素等在蔬菜表面都有殘留。有的人可能會說，蘋果洗了數(shù)次，并用開水和洗滌劑消 毒消毒后，果皮上的農(nóng)藥不就去掉了嗎？回答是否定的，因為這些農(nóng)藥經(jīng)過單純的洗 滌是不能完全洗掉的，果農(nóng)在管理果樹時，從花落到結(jié)果，一直使用農(nóng)藥，時間一長, 一些農(nóng)藥就會殘留在果皮里，像六六六、敵敵畏、樂果、敵百蟲等毒素，這些農(nóng)藥對 人體有一點的

2、毒性，即使少量的對兒童也極為不利。 蘋果外皮部分有各種各樣的微生物、寄生蟲卵，有的是運輸者或釆摘人的手上污 染的。有的是銷售者用污水澆洗污染的。據(jù)調(diào)查，有的地區(qū)蘋果外皮上大腸桿菌達 68%、96%,蘋果外皮上可能被各種蟲類的排泄物污染。吃蘋果時，若不削皮，就會連留 在蘋果上的農(nóng)藥也一起吃進去。輕者嘔吐腹瀉，重者危及生命。那我們怎樣消除蘋果 表面的殘留物呢？ 一般而言，可以有以下方法清除： 第一是清水浸泡法，將蘋果用清水浸泡20到30分鐘，然后反復(fù)沖洗兩到三次， 這樣可以除去部分殘留農(nóng)藥。還可以添加果蔬洗劑之類的清洗劑，增加農(nóng)藥的洛出。 第二是堿水浸泡法：先用5%堿水浸泡2到5分鐘，然后用

3、清水洗滌1至2遍。 第三是開水浸泡法：將洗好的蘋果放到開水中泡2到5分鐘，然后用清水洗滌1 至2遍。 第四是去皮法：對于帶皮的蘋果，如蘋果、梨子、獗猴桃等，我們先清洗一遍， 再去點表皮，這種方法就可以去除表面的農(nóng)藥殘留。 第五是儲藏保管法：有條件的話可以將蘋果買回后儲藏10^15天左右，也能降低 農(nóng)藥殘留的毒性。 以上方法對于蘋果殘留農(nóng)藥清除具有良好的效果，既可以保證蘋果的營養(yǎng)成分， 也讓我們食用起來更放心。但清水浸泡法、堿水浸泡法、儲存保管法周期太長，使用 不方便。開水浸泡法會燙傷果肉，使蘋果變味，營養(yǎng)成分損傷?？傊テしū容^方便, 即食即用，還不會損壞蘋果的營養(yǎng)成分，這樣一來蘋果去

4、皮機的研制就十分必要。朋 友來或自己需要品嘗蘋果時，它可以給你帶來方便衛(wèi)生的感受。有了它，你的家居生 活將更加干凈清爽；有了它，蘋果的滋味更加清甜美味。 他能把免去你削皮的麻煩，輕輕搖一搖，果皮不見了！人性化設(shè)計讓老人小孩都 能安全操作。不再擔心用蘋果刀而削傷手指的危險。蘋果削皮機外形雅致。是你居家 理想的裝飾品。無論是蘋果還是梨，為你節(jié)省時間，減少親朋聚會和獨自休閑的費時 勞動。輕輕松松，閑情逸致。 削皮機削的果皮薄、不斷線。不同于蘋果刀削皮時多削去果肉、果皮滿地，事后 掃地及手掌貼果肉不衛(wèi)生的情況，不浪費，衛(wèi)生，省事。無論是個人使用還是招待親 朋：家居還是酒店餐飲及會議：整果還是果肉拼

5、盤，蘋果削皮機都是你必備的利器。 2研究現(xiàn)狀 為了深入了解蘋果削皮機的發(fā)展現(xiàn)狀，透徹分析現(xiàn)有蘋果削皮機各自的優(yōu)缺點， 進而設(shè)計出一種實用性強，操作簡便的蘋果削皮機，調(diào)研了相關(guān)蘋果削皮機生市場， 對調(diào)研所得的資料與信息進行分析歸納，將當前市場上的蘋果削皮機分為3類，即手 搖式單果削皮機和多果半自動削皮機以及全自動智能蘋果削皮機。 2. 1蘋果去皮機的發(fā)展現(xiàn)狀 據(jù)調(diào)查，當前蘋果去皮機大體可以分為以下兒種 2.1.1手工去皮 手工去皮的優(yōu)點是細致，去皮徹底，損耗小。缺點是速度慢、功效低、成本高。對 于生產(chǎn)量較大的情況下，手工去皮是無法適應(yīng)的⑵。 2.1. 2半機械去皮 半機械去皮是借助

6、于機具將果品固定在一個位置上，并使其轉(zhuǎn)動，然后用刀將皮削 去。常見的機具有兩種： （1）手搖去皮機 該機主要應(yīng)用于蘋果、梨子、柿子的去皮。其工作原里是：將 果實插在不銹鋼制的三義上，插時花蒂對準中心線。搖動手柄使主齒輪傳動，并傳動 三叉齒輪而使果實一起動。主動輪另一端的傘齒輪傳動去皮傘齒輪而使果實去皮。去 皮結(jié)束后，手動將蘋果拔掉。該機的生產(chǎn)效率隨操作者的熟練程度而定。 （2）手動去皮機上面介紹的手搖去皮機其動力是靠人。手動去皮機其動力是電 機，將果品的花芯對準中心線并插在不銹鋼的三義上，義由電機來傳動，在果品的另 一端加頂針，然后手持去皮刀隨果品弧度去皮，削皮結(jié)束后放開頂針，用手拔掉果品

7、。 該機的生產(chǎn)效率、去皮厚度及均勻程度隨操作者的熟練程度而定。 2. 2蘋果去皮機應(yīng)用展望 訂前，還有很大部分企業(yè)在蘋果加工方面均釆用手搖式蘋果去皮機。該機械結(jié)構(gòu) 小巧，方便實用，并且容易制造加工。但隨著人們生活水平的提高，很多人不愿意直 接動手操作機械，希望能有一些電動控制工具，以節(jié)省人力。傳統(tǒng)的蘋果去皮機，不 論是生產(chǎn)效率還是生產(chǎn)質(zhì)量，根本不能滿足使用要求，急切需要能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控 制的蘋果去皮機。所以本系統(tǒng)設(shè)計將針對傳統(tǒng)蘋果去皮機的一些缺陷，扌是出優(yōu)化的改 進，在動力源方面采用電動機和齒輪傳動，實現(xiàn)利用機電技術(shù)控制的蘋果去皮機設(shè)計, 以滿足各企業(yè)對蘋果生產(chǎn)制作的要求，增強蘋果類

8、食品開發(fā)國內(nèi)外市場的潛力和實 力⑶。 2. 3去皮機整體工藝 一般蘋果罐頭的生產(chǎn)工藝為⑷:蘋果挑選-〉洗滌-〉去皮、清洗-〉切半、控芯 -〉真空浸漬-〉瀝水-＞烘烤-＞裝罐-〉排氣、密封-〉殺菌、冷卻-〉貼標貯藏。 本論文主要討論去皮工藝自動化過程，整個去皮經(jīng)過的裝置為：儲料倉-〉傾 斜式輸送帶-〉行星撥輪機構(gòu)-〉機械手上料裝置-〉去皮機構(gòu)。 蘋果在向上傾斜式輸送帶上輸送：蘋果的形狀特征（畸形蘋果除外）決定蘋果 只有上下兩面可以在傾斜輸送帶上停留，蘋果山儲料倉進去輸送帶的時候，若蘋果 側(cè)面垂直于輸送帶則蘋果滾落。輸送帶的傾角可根據(jù)簡單實驗測試得到，決定傾角 的條件為：蘋果上下面垂直于輸

9、送帶時可順利運輸，其他情況則蘋果滾落。 行星撥輪機構(gòu)是典型的整理及輸送裝置，在這里主要用來將蘋果按一定時間間 隔送至機械手抓取蘋果工位。 去皮機的設(shè)計 為提高生產(chǎn)效率并使成本增幅盡量減小，采用結(jié)構(gòu)簡單的機械手自動上料，雙向 轉(zhuǎn)盤完成蘋果上料、削皮工位轉(zhuǎn)換。根據(jù)加工品形狀特征，蘋果削皮采用蘋果自轉(zhuǎn)仿 形道具徑向移動的方式。 2. 3. 1去皮機機構(gòu)及工作原理 其中供料機械手釆用三爪氣缸式 可自動對心將蘋果對中地插在插針6上。各爪內(nèi) 側(cè)采用三角形槽面可靠地夾取蘋果防止脫落。 機械手爪結(jié)構(gòu)團 I—%缸 2—異桿 3—附桿 4—吳爪 機械手結(jié)構(gòu)如圖1所示氣缸推桿的運

10、動決定手爪的運動規(guī)律，滑桿3與手爪4形 成滑動幅當推桿做伸運動時，滑桿上滑，手爪張開蘋果脫離；縮運動時，手爪閉合， 抓取蘋果。 圖2 整機示意圖 1—機械忖 2—氣缸 3—刑動導(dǎo)軌 4—電磁鐵 5—氣爪 6—蘋果插釘 7—卸載托罔 8—揺特 9——仿形刀兵 去皮機主要由供料機械手、蘋果工位轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)臺、刀具驅(qū)動裝置三個主要部分組成, 如圖2所示去皮機匸作的前提是為其提供一供料裝置，該供料裝置應(yīng)使蘋果均以蘋果 梗向上或向下的狀態(tài)停在固定位置，以供機械手夾取蘋果。去皮機工作流程圖如圖3所示 機械臂、轉(zhuǎn)臺、插針以及搖臂的旋轉(zhuǎn)均采用步進電動機驅(qū)動傳動；系統(tǒng)采用齒輪 傳動；卸載托圈在導(dǎo)軌上

11、的滑動采用步進電動機驅(qū)動，利用絲杠將電動機旋轉(zhuǎn)動力轉(zhuǎn) 化為托圈的直線運動。該機中各運動部件的極限及關(guān)鍵位置均設(shè)置限位開關(guān)，用以控 制各運動部件在關(guān)鍵位置的啟動與停止。 圖3去皮機工作流程圖 2. 3. 2去皮仿形道具設(shè)計 QB 4 仿形刀具結(jié)構(gòu)00 I —2—外舒構(gòu)件 K帳 4■—刀* 3—方/L 該刀具設(shè)計圖如圖4所示。為便于觀察，將其外部構(gòu)件半剖并設(shè)為透明顯示。其 刀刃采用鋸齒狀設(shè)計，使其容易切穿果皮；其外部構(gòu)件保證其刀刃切入深度保持在一 定限度內(nèi)，防止過分削皮乃至浪費了果肉部分。其刀具座上以及刀具上均有卡槽，可 用卡環(huán)將刀片固定于刀座上。而刀座插入外部構(gòu)件的圓形

12、孔內(nèi)，并以螺絲固定，刀具 的外部構(gòu)件尾部設(shè)有方形孔此方形孔用以仿形刀電磁鐵銜鐵的插入并固定。切削蘋果 時，以彈簧繃緊刀具貼于蘋果表面達到仿形加工的LI的；非切削時電磁鐵通電將銜鐵 吸起，仿形刀具可參考家用水果削皮機的刀具，并在尺寸外部構(gòu)件及刀具形狀上有所 改進。該刀具結(jié)構(gòu)簡單巧妙，經(jīng)濟實用。 2. 3. 3系統(tǒng)的實用性分析 機械手擁有較大的操作空間和高度的運動冗余性，具有廣闊的應(yīng)用前景。很多大 型制造業(yè)使用的機械手產(chǎn)品多來自于日本和歐美的一些制造業(yè)大國。這些企業(yè)生產(chǎn)的 機械手價格高昂，國內(nèi)的大多數(shù)中小型企業(yè)難以承擔，U前我國的加工制造業(yè)還基本 處于半自動化狀態(tài)本設(shè)計研制的機械手經(jīng)濟實用，結(jié)

13、構(gòu)簡單，對中精度較高，非常適 合中小型加工企業(yè)，另外它的動作曲氣缸驅(qū)動，氣缸乂曲相應(yīng)的電磁閥控制，控制系 統(tǒng)使用，可使整體體積小、可靠性高、故障率低、動作精度高，對于質(zhì)量較小的水果, 也可以直接采用手抓氣缸進行抓取選用時應(yīng)綜合考慮成本及產(chǎn)品特征。 該設(shè)計只是針對蘋果去皮工藝設(shè)計的工位結(jié)構(gòu)，若考慮后續(xù)的切塊過程，可在轉(zhuǎn) 臺上增加2個工位轉(zhuǎn)臺每次旋轉(zhuǎn)90第1工位:蘋果插針；第2工位:方向加工去皮； 第3工位:切塊；第4工位：蘋果核剝離。其轉(zhuǎn)動角度完全可以通過PLC控制步進電機 來實現(xiàn)，該部分具有很大的靈活性。 3主要參考文獻 [1] 朱熙然主編?工程力學(xué)[M].上海：上海交通大學(xué)岀版社，20

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17、onomics 2008-1 ProQuest [18JW.H. Wan ZuhaiM.S. Intan Shaidatul Shima;H. Nor HidayatijM.K. Siti Mazlina;;A.R. Nur Aliaa American Journal of Food Technology 2010-6 二、研究方案 1研究內(nèi)容 山于現(xiàn)代人生活越來越好，食用的肉類愈來愈多蔬菜越來越少，攝入的維生素變 少了。食用蘋果是補充維生素的一種很好的方式，蘋果中含有很多的營養(yǎng)物質(zhì)物質(zhì)， 但隨著現(xiàn)代化學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越多的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開農(nóng)藥化肥等化工品，蘋果等農(nóng) 業(yè)產(chǎn)品表面會有化學(xué)殘

18、留，果農(nóng)在管理果樹時，從花落到結(jié)果，一直使用農(nóng)藥，時間 一長一些農(nóng)藥就會殘留在果皮里，像六六六、敵敵畏、樂果、敵口蟲等毒素，這些農(nóng) 藥對人體有一點的毒性，即使少量的對兒童也極為不利。而這些殘留的毒素是無法用 流水洗凈的。因此大部分蘋果食用之前需要進行削皮。然而老人和小孩在使用削皮刀 是會有許多的不便，有時容易劃傷手，因此設(shè)訃一款簡潔的削皮器會帶來很多便利。 (1)查閱資料和調(diào)查分析，了解對人工蘋果削皮的多方位需求：(2)利用工業(yè)工 程方法找出蘋果削皮機功能創(chuàng)新的因素；(3)基于人機工程原理，給出創(chuàng)新設(shè)計原 理、設(shè)計方案，并構(gòu)建測評模型和評價體系，實現(xiàn)設(shè)計方案的選擇；(4)完成削皮機 結(jié)構(gòu)裝置

19、、三維模型以及完整產(chǎn)品或模型制作。 2研究的基本思路和基本方法 (1) 文獻調(diào)查 查閱資料，了解蘋果削皮機領(lǐng)域相關(guān)研究現(xiàn)狀，查閱相關(guān)論文，對課題有一定了 解。 (2) 市場調(diào)研 通過問卷調(diào)查和利用電商網(wǎng)站兩種方式進行研究分析，了解顧客對削皮機的功能 需求和對已有削皮機的評價，對市場上已有削皮機的優(yōu)缺點有充分認識，并進行統(tǒng)訃: 表1市場調(diào)研統(tǒng)計表 功能 外觀 效率 衛(wèi)生 安全性 操作難易度 ?9- 關(guān)注程度 對切削參數(shù)進行調(diào)查，并總結(jié)歸納： 1） 刃寬對削皮質(zhì)量的影響 2） 切削角度對削皮質(zhì)量的影響 3） 削皮刀具最佳位

20、置的測定 4） 挖心刀兒何參數(shù)的確定 （3）問題分析 運用建模及預(yù)測、優(yōu)化、仿真、評價等技術(shù)對削皮機的各方面進行定性和定量相 圖3問題分析示意圖 （4）制定方案 根據(jù)（3）中的制約因素結(jié)合人機工程學(xué)相關(guān)知識，給出創(chuàng)新設(shè)計原理： 1） 人體測量 2） 作業(yè)空間測定 3） 確定可行的進給方式 4） 機構(gòu)構(gòu)建設(shè)計 完成三個及以上設(shè)計方案，建立系統(tǒng)的評價體系，執(zhí)行最佳方案。 3研究進度 （1） 2018年11月18日之前選定課題并查找有關(guān)參考資料，撰寫開題報告并報指導(dǎo)老 師審定。 （2） 2019年11月18 0——2019年3月10日進行系統(tǒng)分析與設(shè)計，及完成部分

21、數(shù)據(jù) 的訃算，并撰寫畢業(yè)設(shè)訃和論文初稿撰寫。 （3） 2019年3月10日——2019年4月10日進行論文的修改，同時準備論文中期檢 查，將檢查情況的匯總材料報系部，將畢業(yè)設(shè)計所有資料按要求裝袋后，經(jīng)指導(dǎo)教師 審核后，送交評閱人評閱。 （4） 2019年4月10 B——2019年5月13日論文答辯準備材料的準備、制作及進行 論文答辯。 二、寫作提綱 1引言 1.1研究背景和意義 1?2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1?3本文設(shè)計的主要內(nèi)容 2系統(tǒng)方案設(shè)計 2.1設(shè)計目的 2. 2手搖式蘋果去皮機性能要求 2. 3手搖式蘋果去皮機整體方案設(shè)計 2?4可行性對比分析 3手搖式蘋果去皮機設(shè)計 3. 1削皮機構(gòu)設(shè)計 3?2挖心切片刀設(shè)計 3. 3固定吸盤選擇 3. 4進給機構(gòu)設(shè)計 4手搖式蘋果去皮機設(shè)計較核 4. 1彈簧校核 4?2真空吸盤選擇 4?3刀具的選擇 4. 4上位機的軟件設(shè)計 5總結(jié)與展望 ? 11-