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本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
論文（設(shè)計(jì)）題目
水果采摘裝置設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
指導(dǎo)教師
何斌峰
1、 研究目的及意義
我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，水果產(chǎn)業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中的重要組成部分。水果種植產(chǎn)業(yè)最重要的操作環(huán)節(jié)便是果實(shí)成熟時(shí)的采摘作業(yè)，其勞動(dòng)強(qiáng)度大、消耗時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)由于樹高的限制，高處的果實(shí)很難采摘，也具有一定的危險(xiǎn)性。所以需要設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)單易于操作，但又效率高，易于生產(chǎn)，可以大面積推廣的設(shè)備，有來(lái)輔助生產(chǎn)過(guò)程中采摘的環(huán)節(jié)。以保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全，將更多的勞動(dòng)力解放出來(lái)。
二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
（1）國(guó)外
在德國(guó)，美國(guó)，法國(guó)，韓國(guó)，日本等發(fā)達(dá)的國(guó)家，隨著產(chǎn)業(yè)多樣化，國(guó)際化，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作性質(zhì)等原因，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)勞動(dòng)力不足遠(yuǎn)比其它行業(yè)來(lái)的嚴(yán)重。為了解決勞動(dòng)力分散不均勻，保障生產(chǎn)，提高人們的生活質(zhì)量，各個(gè)國(guó)家都不斷研發(fā)出了一些農(nóng)業(yè)機(jī)械手。例如美國(guó)在1883年成功研制了世界上第一臺(tái)西紅柿采摘機(jī)械手；1987年研制出了對(duì)于樹冠外的果實(shí)分辨率很高于的柑橘采摘的機(jī)械手。韓國(guó)在1998年也開發(fā)研制了一種利用傳感器的識(shí)別專門用來(lái)采摘成熟果實(shí)的蘋果采摘機(jī)械手。而且該裝置還可以比較輕松的在果園里自由移動(dòng)，工作空間范圍較廣。 而作為新興的發(fā)達(dá)國(guó)家的代表，日本在農(nóng)業(yè)機(jī)器人研究方面更是全面且多方位。例如為了噴灑農(nóng)藥專門設(shè)計(jì)出來(lái)的噴農(nóng)藥機(jī)器人，傳感器的加入使它能自動(dòng)的噴灑農(nóng)藥。還有為了嫁接特意設(shè)計(jì)的機(jī)器人，極速的嫁接成倍的提高了生產(chǎn)效率。施肥機(jī)器人利用橡皮做成的四個(gè)超窄輪子可以做到在在狹窄的作物間行走。人機(jī)協(xié)作型機(jī)器人則是通過(guò)人與機(jī)械手的共同協(xié)調(diào)作用來(lái)完成水果采摘的。在采摘過(guò)程中，通過(guò)用人來(lái)完成定位與機(jī)器的導(dǎo)航的任務(wù)，而其它的工作（例如：關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)等）則是由機(jī)器人精準(zhǔn)控制來(lái)協(xié)調(diào)完成。 除此之外，日本還研究了西紅柿，葡萄，草莓，黃瓜等一系列的水果采摘機(jī)器人。
（2）國(guó)內(nèi)
作為一個(gè)果蔬生產(chǎn)大國(guó)，中國(guó)雖然在農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化方面晚起步于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，但是先天的不足不能扼住奮發(fā)的國(guó)人。1997年，東北林業(yè)大學(xué)教授陸懷民以液壓為驅(qū)動(dòng)，配合以單片機(jī)控制系統(tǒng)，成功的研制出了松木球果實(shí)采摘機(jī)器人。果實(shí)采摘作業(yè)時(shí)，由底部的行走機(jī)構(gòu)帶動(dòng)五自由度的機(jī)械手靠近果樹，然后由控制系統(tǒng)控制液壓缸實(shí)現(xiàn)大小臂的俯仰從而實(shí)現(xiàn)果實(shí)的精確采摘。2001年，針對(duì)番茄采摘采摘過(guò)程中定位不精準(zhǔn)的問(wèn)題，張瑞合等人巧妙地運(yùn)用雙目立體視覺的辦法成功的解決了這一大難題。2005年，梁喜鳳 苗香雯 等人針對(duì)番茄機(jī)械手的機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性問(wèn)題成功的進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)的仿真。而近年來(lái),隨著國(guó)家對(duì)農(nóng)業(yè)的重視和資源投入加大,作為農(nóng)用機(jī)械的一大熱 點(diǎn),機(jī)械手更是有了質(zhì)的優(yōu)化和跨越,不過(guò)面對(duì)復(fù)雜多變的工作環(huán)境,機(jī)械手的研究依 舊任重而道遠(yuǎn)。
三、研究?jī)?nèi)容
1） 、設(shè)計(jì)方案的確定。
二）、初步做出整個(gè)裝置的零件圖和裝配圖。
三）、使用相關(guān)軟件做出三維圖，并對(duì)裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)和力學(xué)分析。并且對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。
四）、對(duì)裝置進(jìn)行加工和裝配。
五）、使用裝置進(jìn)行實(shí)地實(shí)驗(yàn)和調(diào)試并且分析優(yōu)缺點(diǎn)以便后期改進(jìn)。
六）、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文
在教師指導(dǎo)作用下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)書，培養(yǎng)一定的創(chuàng)新意識(shí)和較強(qiáng)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)能力，完成裝置的整個(gè)設(shè)計(jì)說(shuō)明，并附加相關(guān)的圖紙和計(jì)算，計(jì)算步驟清晰明了，計(jì)算結(jié)果正確，設(shè)計(jì)繪圖等符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書時(shí)要語(yǔ)言通順，文字簡(jiǎn)練，圖示清晰。
四、研究方案以及步驟
本課題設(shè)計(jì)劃分為以下三個(gè)階段：
第一階段：1）認(rèn)真閱讀任務(wù)要求，明確設(shè)計(jì)目的
2）查閱資料，了解本課題設(shè)計(jì)重點(diǎn)，注意事項(xiàng)
3）設(shè)計(jì)初期方案。
第二階段：1）做出零件圖和裝配圖。
2）做出三維圖并且進(jìn)行軟件模擬和力學(xué)分析。
第三階段：1）對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化和加工實(shí)物。
2）教師評(píng)閱、 學(xué)生修改
3）制作畢業(yè)答辯的PPT
五、論文提綱
第一章 緒論
1.1.課題背景及目的
1.2水果采摘裝置國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
第2章 裝置的設(shè)計(jì)原理和初步設(shè)計(jì)
2.1裝置的構(gòu)想和原理
2.2零件圖和裝配圖
第三章 三維圖的繪制裝配
3.1各個(gè)零件三維圖的繪制
3.2裝配
第四章 應(yīng)力分析壽命計(jì)算及其優(yōu)化
4.1零件應(yīng)力分析
4.2零件的壽命計(jì)算
4.3分析結(jié)果和優(yōu)化
第5章 實(shí)物的加工
5.1材料的選擇準(zhǔn)備及加工余量的計(jì)算
5.2加工代碼的生成和轉(zhuǎn)換
5.3機(jī)加過(guò)程
5.4零件的修整和裝配
第6章 實(shí)物實(shí)地實(shí)驗(yàn)
第七章 實(shí)物優(yōu)缺點(diǎn)的分析和優(yōu)化
致謝
六、工作量的估計(jì)、工作條件
1.工作量的估計(jì)
1 撰寫設(shè)計(jì)論文及設(shè)計(jì)說(shuō)明書（不少于8000字）；
2 完成零件圖裝配圖和三維圖；
3 手工繪圖一張；
4 制作畢業(yè)答辯的PPT；
5 翻譯一篇外文論文。
2.工作條件
1.圖書館，圖書期刊資料和電子文獻(xiàn)資料
2.裝有制圖軟件的電腦，繪制二維圖、三維圖
3.制圖室，繪制圖紙
3.工作進(jìn)程
2017.12.5-2017.12.28 查（借）閱資料，了解本課題設(shè)計(jì)重點(diǎn)，注意事項(xiàng)，撰寫開題報(bào)告。
2017.12.29-2018.2.28 繼續(xù)閱讀文獻(xiàn)，制定采摘裝置設(shè)計(jì)方案。
2018.3.1-2018.3.31 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核
2018.4.1-2018.4.30 繪制裝配圖及零件圖，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)。
2018.5.1-2018.5.11 指導(dǎo)老師、評(píng)閱老師評(píng)閱，整理資料準(zhǔn)備答辯
2018.5.12 答辯。
七、存在的問(wèn)題及擬解決采取的措施
1.前期設(shè)計(jì)思路和裝置原理的欠缺所以需要不停地查閱相關(guān)資料來(lái)確定初步方案。
2.在零件的各種計(jì)算和繪圖中可能會(huì)因?yàn)閷I(yè)知識(shí)的不足進(jìn)度較慢，要多和指導(dǎo)老師聯(lián)系，和學(xué)習(xí)。
3.在論文的撰寫過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)槿鄙俳?jīng)驗(yàn)導(dǎo)致撰寫的不夠嚴(yán)謹(jǐn)，要多請(qǐng)教指導(dǎo)老師，不斷地查驗(yàn)修改。
參考文獻(xiàn)
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指導(dǎo)教師意見及建議（從選題、理論與實(shí)證準(zhǔn)備、研究（設(shè)計(jì)）方法、工作安排等方面給出評(píng)價(jià)，并提出指導(dǎo)意見）：
該生通過(guò)查閱大量資料了解水果采摘設(shè)備的基本要求，制定了合理可行的設(shè)計(jì)方案，選題符合機(jī)械專業(yè)要求，同意開題。
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
畢業(yè)論文工作組意見及建議
準(zhǔn)予開題
畢業(yè)論文工作組組長(zhǎng)簽字：
年 月 日
注：1.此表由學(xué)生填寫后，交指導(dǎo)教師簽署意見，經(jīng)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作組審批后，才能開題。
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