便携式水果分级采摘器的原理与应用
果蔬采摘机器人
• 国内外发展现状
• 技术原理
• 农业机器人的发展与展望
• 1. 1984年，日本京都大学的川村等人开始开始了 对番茄采摘机器人的研究，并研制出一台具有5自 由度关节型机械手的机器人。
• 2 .近藤等人研制出气吸式草莓采摘机器人，针对 特定栽培模式---坡面上种植和平面种植，研制出 了3种草莓采摘机器人并分别进行了实验。
• 展望：
采摘智能化机器人的研究需要在一下几个方面进 行努力： 1 开发出智能化程度高的视觉处理系统，能够对 要采摘的成熟果蔬进行准确的识别和精确定位。 2 提高图像处理硬件的处理速度，优化软件的算 法，同时简化机器人结构，降低控制难度，从而 提高采摘工作效率 3 设计开放式的采摘机器人，提高机器人的通用 性。通过更换末端执行器既能采摘不同的果蔬， 提高机器人使用效率。
果蔬采摘机器人是针对水果和蔬菜，
通过编程能完成这些作物的采摘，输送， 装箱等相关作业任务的具有感知能力的自 动化机械收获系统。
设计果蔬采摘机器人需解决的主要问题是识别 和定位果实，在不损害果实也不损害植株的条件 下，按照一定的标准完成果蔬的收获。同时，也 要考虑经济因素，要保证其成本不比其所替代的 人工成本高。
果蔬采摘机器人技术原理
果蔬采摘机器人技术原理
• 一.番茄采摘机器人
由机械手、末端执行器、
行走装置、视觉系统 和 控制系统 组成
果蔬采摘机器人技术原理
• 用彩色摄像头和图像处理卡组成的视觉系 统，可寻找和识别成熟果实。 • 带橡胶手指和启动吸嘴的末端执行器，把 果实吸住抓紧后， • 利用机械手的腕关节把果实拧下来而不损 伤果实。 • 行走机构有4个轮子，能在田间自由行走。 机器人采摘番茄 .flv
图像分割实验结果及讨论
拇指式小型草莓采摘器设计
拇指式小型草莓采摘器设计
草莓是一种广受欢迎的水果，但它的采摘劳动强度很大。
为了解决这一问题，我设计了一款拇指式小型草莓采摘器。
以下是该设计的详细介绍：
1. 设计理念：
该小型草莓采摘器的设计灵感来源于人手的拇指，使用者可以将其戴在拇指上，如同佩戴一个戒指。
这种设计使得采摘过程更加方便快捷，减轻了使用者的劳动强度。
2. 采摘原理：
该采摘器利用负压原理进行草莓采摘。
当使用者将拇指靠近草莓时，采摘器内部的负压会吸附草莓，并将其固定在一个小型集装箱中。
使用者只需稍作用力，即可将草莓从草丛中轻松采摘下来。
3. 采摘器材质：
采摘器主体由轻便的塑料材料制成，以减轻使用者的负担。
内部负压吸附系统由可弯曲的金属材料制成，以保持负压的稳定性和强度。
4. 调节装置：
采摘器的负压吸附力可以通过一个调节装置进行调节，以适应不同大小的草莓。
使用者可以根据需要进行自由调节，以确保采摘的效果和速度。
5. 便携性：
采摘器具有小巧轻便的特点，可以轻松放入口袋或挂在腰带上。
这样，使用者可以自由地移动和采摘草莓，而不会受到任何限制。
6. 材料可持续性：
采摘器的材料可以选择环保可持续的材料，如可降解塑料或再生塑料，以减少对环境的影响。
总结：
拇指式小型草莓采摘器的设计旨在减轻草莓采摘的劳动强度，提高采摘的效率。
通过利用负压吸附原理和便携性设计，该采摘器可以帮助人们更轻松地采摘草莓，减少劳动时间和劳动量。
这将对农业生产和农民的生活带来积极的影响。
便携式水果采摘器的设计研究
便携式水果采摘器的设计研究【摘要】本文研究了便携式水果采摘器的设计，通过分析研究背景、研究目的和研究意义，探讨了其设计原理、设计要求、关键技术、设计方案和实验验证。
设计研究总结认为，便携式水果采摘器具有广阔的应用前景，未来可以进一步优化设计，提高采摘效率和便利性。
本文为便携式水果采摘器的设计提供了重要参考，有望推动相关领域的研究和发展，实现更加高效和便捷的水果采摘方式。
【关键词】便携式水果采摘器、设计研究、研究背景、研究目的、研究意义、设计原理、设计要求、关键技术、设计方案、实验验证、设计研究总结、展望未来、应用前景。
1. 引言1.1 研究背景便携式水果采摘器是一种方便快捷的农业工具，能够帮助农民高效地采摘水果，提高采摘效率，减轻劳动强度。
随着人们生活水平的提高和对生活品质要求的增加，便携式水果采摘器的需求也在不断增加。
传统的手工采摘方式存在劳动强度大、效率低等问题，而现代化的便携式水果采摘器能够有效解决这些问题。
研究便携式水果采摘器的设计与改进具有重要的现实意义。
通过对便携式水果采摘器的设计原理、要求、关键技术进行研究，可以为提高农业生产效率、推动农业现代化发展提供技术支持。
便携式水果采摘器的设计研究也可以促进农业机械化水平的提高，推动农业产业的发展，对促进农村经济发展和农民增收具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的是通过对便携式水果采摘器的设计和研究，探索一种更加便捷高效的水果采摘方式，提高采摘效率和质量。
通过研究水果采摘器的设计原理和关键技术，不仅可以提升水果采摘的效率，还能减轻劳动强度，改善采摘工作环境，降低人工损耗。
研究便携式水果采摘器的设计和实验验证，还可以促进相关领域技术的进步和创新，在农业生产中发挥更大的作用。
本研究旨在为便携式水果采摘器的设计和应用提供新的思路和方法，为农业生产提供更多的技术支持和帮助，推动农业现代化进程，促进农业产业的健康发展。
1.3 研究意义水果采摘是一项传统的农业劳动，随着人口数量的增加和农业劳动力的减少，传统的水果采摘方式已经无法满足市场需求。
便携式摘果器
便携式摘果器作者：许书菡来源：《中国新技术新产品》2016年第19期摘要：便携式摘果手是解决农业中人工摘果效率低，果树高，摘果困难等问题的一项设计。
本文主要介绍了便携式摘果手的功能及设计，水果采摘行业的前景。
该设计利用两个微型电机作为动力元件，解决了农民在摘果时，长期持续一个系列动作造成对身体上的伤害。
本文介绍了便携式摘果手的设计思路，使用方法。
另外，着重介绍了便携式摘果手的功能、结构和各部件的具体设计。
通过对次设计的调试，罗列出许多在实验中遇到的问题以及解决方案。
本文最后对该设计的应用做了总结，并针对该课题将便携式摘果手今后的前景做了一个展望。
关键词：手推车；电动控制；保护果品；采摘工具中图分类号：S237 文献标识码：A在社会经济的发展中，农业是我们人类不可缺少的一部分。
更多情况下，人类的生存与发展则以农业作为坚实的后盾。
当然在展望美好前景的同时，我们也需要面对现实中不可忽视的一些问题。
例如，农业采摘过程中采摘效率较低。
那么，如何改善农业生产效率低下这一问题？则是国家乃至整个人类社会一直以来讨论的话题。
在资源极度紧张的情况下，为人类的基础事业贡献一份微薄的力量，是我们这个世纪的青年应当思考和付出实践的事情。
结合国外设计经验与国内果农现况，阅读有关技术资料，包括果树情况等，便携式摘果手设计主体思路是一种手持、轻便，并利用电力驱动直流电机提供伸缩和剪刀闭合动力的采摘水果的摘果装置。
位于副杆顶端的剪刀通过电机提供动力可以轻而易举地剪断果蒂或细枝条，使被剪刀剪断果蒂的水果落入袋中，顺着传输带落到到橡皮质地的减震装置上，通过袋内的弹力装置，减少了水果在做自由落体运动时，落地的一瞬间产生的动力势能，减轻了水果的表面碰撞问题。
从而保护了果品的表面完好度，在一定程度上提高了水果的市场价值。
一、便携式摘果手的结构和功能便携式摘果手携带方便，果农可把便携式摘果手放置在较小空间内，占地面积小，大多用于采摘苹果，梨子等硬质水果。
便携式水果采摘器的设计研究
便携式水果采摘器的设计研究随着人们对健康与生活质量的追求，采摘新鲜水果成为了一种流行的休闲活动。
传统的水果采摘往往需要人们爬上树或者使用梯子等工具，不仅麻烦而且有一定的安全隐患。
为了解决这个问题，我们设计了一种便携式水果采摘器。
便携式水果采摘器的设计思路是将一个小型的机械臂装在一个手持设备上，通过控制按钮或者遥控器来操作机械臂的运动。
机械臂上装有一对钳子，在采摘水果时可以将钳子夹住水果，然后通过机械臂的运动将水果放入采摘袋中。
在设计便携式水果采摘器时，我们考虑了以下几个因素：1. 机械臂的灵活性：为了适应不同树木的高度和形状，机械臂需要具有一定的灵活性。
我们采用了可伸缩的材料，可以根据需要调节机械臂的长度和角度。
2. 钳子的抓力：为了确保钳子能够牢固地抓住水果，我们在钳子的设计上采用了一种特殊的材料，具有较强的抓力，同时能够保护水果的表面不受损坏。
3. 采摘袋的容量：考虑到水果的大小和数量的不同，采摘袋需要有足够的容量。
我们设计了一个可调节大小的采摘袋，可以根据需要增加或减少容量。
4. 操作的便利性：为了方便用户的操作，我们在手持设备上设置了几个按钮，可以通过按钮来控制机械臂的运动。
我们还可以通过蓝牙技术将手持设备与机械臂连接起来，通过手机等设备来遥控操作。
通过这些设计，便携式水果采摘器可以帮助人们更方便、更安全地采摘水果。
用户只需要拿起手持设备，操作机械臂即可完成采摘的过程，不需要再使用梯子等工具，大大降低了意外风险。
机械臂的灵活性和钳子的抓力可以适应不同的情况，保证了采摘的效果。
便携式水果采摘器还存在一些问题需要解决。
机械臂的重量可能会对用户的使用造成一定的负担，需要在设计上考虑减轻重量。
钳子的设计也需要进一步改进，以确保能够稳定地抓住水果。
便携式水果采摘器的设计研究是为了解决传统采摘方式带来的麻烦和安全隐患。
通过灵活的机械臂和强力的钳子，用户可以更方便、更安全地采摘水果。
还需要进一步的改进和优化，以提供更好的使用体验。
果蔬大小分选机的原理
果蔬大小分选机的原理一、引言果蔬大小分选机是一种高效的农业机械设备，它能够将果蔬按照大小进行分类，从而提高果蔬的质量和市场竞争力。
本文将详细介绍果蔬大小分选机的原理。
二、结构组成果蔬大小分选机由进料系统、传动系统、检测系统、控制系统和出料系统五部分组成。
1. 进料系统进料系统主要由进料口、输送带和振动器组成。
进料口是将果蔬放入分选机的地方，输送带是将果蔬运送到检测区域，振动器则能够使得果蔬在输送带上均匀分布。
2. 传动系统传动系统主要由电机、减速器和皮带轮组成。
电机提供了驱动力，减速器降低了电机的转速并提高了扭矩，皮带轮则将驱动力传递到输送带上。
3. 检测系统检测系统主要由光电传感器和计算机视觉技术组成。
光电传感器能够检测出果蔬在运行过程中的大小，并通过计算机视觉技术进行图像处理，将果蔬的大小转化为数字信号。
4. 控制系统控制系统主要由PLC控制器和触摸屏组成。
PLC控制器能够接收检测系统传来的数字信号，并根据预设的程序进行控制，触摸屏则是操作界面，能够方便地进行参数设置和故障排除。
5. 出料系统出料系统主要由出料口、输送带和分拣机构组成。
出料口是将分类好的果蔬输出的地方，输送带将果蔬运送到分拣机构，分拣机构则将不同大小的果蔬进行分类。
三、工作原理果蔬大小分选机的工作原理可以分为三个阶段：进料、检测和出料。
1. 进料阶段在进料阶段，果蔬被放入进料口，并通过输送带运送到检测区域。
在运输过程中，振动器能够使得果蔬在输送带上均匀分布，从而保证检测的准确性。
2. 检测阶段在检测阶段，光电传感器对果蔬进行大小检测，并将检测结果转化为数字信号。
计算机视觉技术对这些数字信号进行图像处理，从而得到果蔬的大小。
3. 出料阶段在出料阶段，PLC控制器根据预设的程序对检测结果进行判断，并将不同大小的果蔬分别输出到不同的出料口。
出料口将分类好的果蔬输出，输送带将果蔬运送到分拣机构，分拣机构则将不同大小的果蔬进行分类。
四、结论综上所述，果蔬大小分选机是一种高效的农业机械设备，它能够将果蔬按照大小进行分类。
一种便携式水果采摘收集装置及使用方法分析
图1 整体装置三维模型图装置的采摘部分见图2，主要通过电路开关控制电磁铁磁性，利用电磁铁闭合过程带动剪刀进行水果采摘。
操纵杆上方的机械剪是主要工具，机械剪可使用很锋利的合金刀具（刀口朝上，保证剪刀开口时刀刃不会划伤图2 机械剪三维模型图图4 实物模型图5.2 本装置模型操作步骤1）将折叠的金属细杆伸直，将盘卷的长布袋解开，把布袋末端放入收集箱内；2）双手紧握金属细杆末端，右手大拇指搭放在电磁继电器开关上，双手自由移动，移向待采摘的水果树梢；3）发现目标后，缓缓移动金属细杆，使得水果梗处于剪刀动刃与静刃之间，保持平衡，此时右手大拇指将电磁继电器开关推至开始位置，电磁铁与铁块发生碰撞后，再将电磁继电器开关推回原位，水果沿长布袋滚落入收集箱内。
至此，一次采摘操作完成。
5.3 本装置模型需要改进之处1）改装的剪刀焊接电磁铁与铁块，质量增加，而采樱桃等，其收集装置可将水果自动分隔，防止水果挤压导致表面损伤，减小因采摘失误导致的损失。
机械装置便携简单，没有传统机械采摘装置的齿轮和轴承等复杂结构，成本低廉且维护方便，可随身携带，可大量生产，生产成本低，性价比高。
机械装置维护方便，只需定期更换电池以及对剪刀进行简单维护。
7 发展前景目前，市场上的很多水果辅助采摘装置都存在以下缺陷。
1）水果枝条较为坚硬，韧性较强，使用普通的切割装置往往难以一次性切断，造成切割不彻底，需要反复切割，影响采摘效率。
2）水果所在位置较高，采摘装置的机械臂较长，剪切装置需要精确对准水果枝条，其精确度难以满足实际使用需求，采摘者需要手动调整机械臂，调整效果不佳。
3）采摘装置普遍体积较大，重量较重，不便于随身携带，难以在地势较为崎岖的水果产区展开采摘作业。
4）水果收集装置中堆积大量水果，空间较为狭窄，水果之间相互挤压，容易导致水果表面损伤甚至破损变形，发霉变质。
针对这些缺陷，利用低成本的材料设计出了此高性能的便携式水果采摘机械，在现今水果采摘工作量大、采摘时间长、采摘成本高的背景下，有着显著优势和较高的社会价值，可以帮助果农加快采摘速率、降低水果采摘成本、减小因采摘不及时而导致的损失。
水果分选机
摘要在该篇文章中，主要针对我国国内和国外的水果分级分选机进行了相应的研究，并且分析了其具有的发展现状，从而设计出更为完善的水果分级分选机。
其主要是由三个部分组成，首先是传动机构，其次是分级滚筒，最后一个部分即为关键性的部位电动机。
对于整个机构来说，它进行运作需要的动力主要来源于电动机，接着再凭借带轮传动机就可以把相应的动力与运动输送到分级滚筒中，这样就能够完成水果的分选。
该水果分级分选机构相比于其他同类型的机器，有这几个较为显著的优点，首先是操作简单，其次是开展维护工作的难度较低，能够有效的提升工作效率，从整体上增强劳动强度，对于水果加工行业来说，能够促进其规模化的发展和机械化程度的提升。
关键词：水果；形状；分选机构；分级滚筒AbstractThis paper analyzes the present situation of the Chinese domestic and foreign fruit sorting machine research and development, on the future prospects, we design a new type of fruit sorting mechanism. The fruit sorting machine is composed of grading cylinder, transmission mechanism and a motor. The power provided by a motor, through a belt pulley transmission mechanism, the movement and power is transmitted to the straight tooth cylindrical gear reducer, and then through the chain wheel transmission mechanism, the required movement and power is transmitted to the classification on the drum, thereby we can realize the separation of fruit. The entire mechanism is simple and easy to operate, easy to maintain, improve production efficiency, reduce labor intensity, which help to achieve the fruit processing mechanization and scale and to provide the premise.Key Words: fruit; shape; the grading mechanism; grading cylinder目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (1)1.1 选题研究意义 (1)1.2 国内外水果机械化发展概况 (1)1.3 国内水果机械化未来发展方向 (2)1.4 目前国内常见的水果分选机主要有以下几种类型 (2)第2章总体方案的拟定 (3)2.1 原理分析 (3)2.1.1 方案选择 (3)2.1.2 方案的比较 (4)2.2 总体结构设计 (5)2.2.1 总体结构 (5)2.2.2 传动路线 (5)2.3 各执行机构主要参数的计算 (6)2.3.1 滚筒设计 (6)2.3.2 滚筒孔眼总数的确定 (6)2.3.3 滚筒直径D、长度L以及各级排数P和各排孔数Z的确定 (7)2.3.4 各级筛孔数的计算 (7)2.3.5 转速n及水平倾角a的确定 (10)2.3.6 滚轮和摩擦轮 (11)2.3.7 功率计算 (12)2.3.8 筛孔的设计 (12)2.3.9 选择电动机 (13)2.4 传动装置的运动和动力参数的计算 (14)2.4.1 各传动装置的总传动比及各轴转速的计算的计算 (14)2.4.2 各轴输入功率的计算 (14)2.4.3 各轴转矩的计算 (15)第3章主要零件的选择和设计 (16)3.1 皮带传动的设计计算 (16)3.1.1 确定计算功率 Pca (16)3.1.2 选择V带的带型 (16)3.1.3 确定带轮的基准直径dd并验算带速v (16)3.1.4 确定V带的中心距a和基准长度L d (16)3.1.5 验算小带轮上的包角a1 (17)3.1.6 计算带的根数z (17)3.1.7 计算单根V带的初拉力的最小值（FO）min (17)3.1.8 计算轴压力FP (17)3.1.9 带轮的结构设计 (18)3.1.10带的张紧装置 (18)3.2 直齿圆柱齿轮的设计计算 (18)3.2.1 选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (18)3.2.2 按齿面接触强度设计 (18)3.2.3 按齿根弯曲强度设计 (20)3.2.4 几何尺寸计算 (21)3.3 滚子链传动的设计计算 (21)3.3.1 选择链轮齿数 (21)3.3.2 确定计算功率 (22)3.3.3 选择链条型号和节距 (22)3.3.4 计算链节数和中心距 (22)3.3.5 计算链速v，确定润滑方式 (22)3.3.6 计算压轴力Fp (22)3.4 轴的设计计算 (23)3.4.1 高速轴的设计计算 (23)3.4.2 低速轴的设计计算 (26)3.5 轴承的校核 (30)3.5.1 高速轴轴承的校核 (30)3.5.2 低速轴轴承的校核 (31)3.6 键的设计计算与校核 (31)3.6.1 高速轴上联接的键的校核 (31)3.6.2 电机上联接的键的校核 (32)3.7 润滑与密封 (33)3.7.1 滚动轴承的润滑 (33)3.7.2 直齿圆柱齿轮的润滑 (33)3.8 主要缺点和有待进一步改进的地方 (33)参考文献 (34)致谢 (35)第1章绪论1.1 选题研究意义水果如果要进入流通领域，就需要经过很多个环节，其中水果分选就是一个关键性的环节，它会对水果生产产生直接性的影响。
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便携式水果分级采摘器的原理与应用
摘要通过对目前果农采摘水果现状的分析，介绍便携式水果分级采摘器的结构与原理。
分析便携式水果分级采摘器的使用过程和使用效果，解决了目前果农在采摘与分级之间的问题，提高了劳动效率，便于携带。
关键词分级；采摘；便携；原理；应用
目前水果商都是将水果分等级出售，因此水果商在采购时也是按等级收购的。
而农村果农采摘苹果、梨、桃等水果则是直接混级采摘，费时费力。
便携式水果分级采摘器的研制与应用可以很好地解决这个问题。
1果农采摘水果现状
农村现在采摘水果大多是直接混级采摘，大大小小的水果混级放在一起，然后在用水果分级工具一个一个地测量后放进不同等级的水果筐里。
这个过程有以下几个缺点：
（1）在采摘时由于视觉误差的存在，果农在采摘时容易做出错误的判断，感觉水果的等级能达到标准就采摘下来，结果用分级工具一测则达不到要求。
（2）水果采摘后在运输和堆放时很容易擦伤，水果擦伤后就不值钱了。
（3）在分级时需要将采摘后的水果按照采购商的要求将水果测量后放入不同的等级筐中，费时费力。
（4）整个过程从采摘到运输和分级需要大量的劳动力，采摘成本过高。
2便携式水果分级采摘器的结构与工作原理
便携式水果分级采摘器结构如图1所示。
主要由上夹板体1、下夹板体15、刻度盘2、指针3、刀体7组成。
上夹板体1和下夹板体15是主要的工作部件，承载主要载荷。
刻度盘2是用于分级，上面标有刻度。
指针3是用于指示刻度。
左右两把刀体7、是用于切割水果果柄。
刀体复位弹簧10是用于刀体在切割果柄后自动复位。
止程杆16是用于在上下夹板体合并时，保证两夹板体的距离。
弹簧5是用于使上下夹板体自动分开，减少使用者的劳动强度。
固定套17是用于便携式水果分级采摘器不用时将上下夹板体收拢固定，便于携带。
由于上下夹板体的夹头部分的高度不一致，为了使两个夹头在水平面是平齐的其结构如图2所示。
图2是上下夹板体夹板头部分的立体示意图。
便携式水果分级采摘器的原理是利用圆规画圆的原理，上下夹板体开、合都会在刻度盘上显示出开、合的距离。
事先用夹板头部分夹直径不同的圆球体，在刻度盘上记录出所在的位置，写下球的直径值。
在使用时只要夹住物体就可以显示物体直径或长度的大小。
3便携式水果分级采摘器的工作过程
果农在采摘水果时根据采购商的要求进行分级采摘。
首先把放不同等级的果筐放在周围。
果农用上下夹板体夹住水果的直径最大处，此时刻度盘显示的数值，若是达到要求的等级就将水果从树上拧下来，放进与之符合的等级筐中。
由于水果在成熟时果柄根部很容易拧断，所以不需用很大的力气去硬夹硬拧。
为了防止夹板体的夹头部分将水果夹伤，在头部贴有橡胶垫片。
若果柄不易拧断时勿用力撕拧水果，否则，很容易将水果夹伤。
此时用夹板头上的刀体将果柄切断如图3所示。
图3是刀体切断水果果柄立体示意图。
搬动刀体5的手柄，刀体以刀体固定螺钉9为中心转动，将果柄切断。
在刀体复位弹簧8的作用下，刀体自动恢复到原位。
4效果分析
便携式水果分级采摘器在使用过程中体现以下优点：①消除了果农在采摘过程中因视觉误差做出的误判。
保证了水果采摘的准确率。
②采摘后的水果直接入等级筐中，消除了水果在堆放过程中的损伤。
③减少了混级堆放时再分级过程，减少了劳动力，降低了劳动强度，省时省力。
④降低了劳动成本，提高了劳动效率。
⑤便于携带。
5结束语
便携式水果分级采摘器的研制改变了过去劳动强度大，水果损伤率高，劳动成本高等缺点，使果农的采摘正确率提高，时间缩短。
由于水果在采摘过程中损伤率的降低，产生的废果率也降低，果农的收入增加了。
该采摘器可用于多种水果或蔬菜的采摘。
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