小型多功能分拣机的设计；开题报告
2020-04-12 09:01:57
1. 研究目的与意义（文献综述）
（1）总述：
苹果是我们日常生活中常见的水果，它营养丰富，一直以来都备受消费者喜爱，但是由于苹果的品种、口感、大小、色泽、果形均存在差异，导致市场上的苹果类别很多，不同品种的，或者是同一品种的不同质量级别的。现在就国内情况来说，苹果的分级出现两个极端，要么就是传统的人工分级，要么就是由一整条生产流水线来完成分级，但是均存在它们各自的弊端：人工分级效率太低，而且仅靠肉眼会导致分级标准不一致，不同地方的同一类别的苹果品质也不一致，这样会不利于苹果的销售；而自动化生产线投入资金较多，占地面积很大，对整条线路的安装调试也需要专业人员进行操作，不便于普通小面积苹果种植户使用。针对以上问题，设计一种操作简单的小型苹果分拣机是很有必要的。
（2）国内外的研究现状分析：
2. 研究的基本内容与方案
2.1本课题研究的基本内容
苹果分级机的基本工艺过程有
-
供果：由倾斜的输送带加辅助挡板机构送入，主要保证苹果顺利落在分级辊带的头部；
-
大小分级：通过锥辊和输送带之间的空隙逐渐增大来实现大小分级，锥辊向背离输送带的方向转动，以此保证不会压伤苹果，输送带向间隙大的一端运动，带动苹果由间隙小的一端向间隙大的一端运动；
-
出果：通过斜面和竖向的挡板辅助机构使同一大小等级的苹果沿斜面落入果箱中；
苹果分拣机实现苹果分级需要借助一系列装置来实现。对这些装置提出适合生产节奏的要求，作为设计的原始数据。需设计的装置有：传动装置、供果装置、分级装置、出果装置。
2.2本课题研究的目标：
设计合适的锥齿轮机构、锥辊机构、同步带机构、挡板机构，以实现所需工位的动作，满足以下生产要求：额定分级能力为6000个/h，将苹果按照大小尺寸分为4级。
2.3本课题拟采用的技术方案及措施
对这些装置的要求以及采用的实现措施如表1：
表 1 需设计装置及其技术方案
| 装置 | 设计要求 | 实现措施 |
| 传动装置 | 传动平稳，降低噪声，安全可靠 | 电机采用变频调速，经由齿轮减速器、一对锥齿轮、同步带带轮将动力传给与水平面呈一定倾角安装的输送带。 |
| 供果装置 | 安全可靠 | 用挡板把原本堆积的苹果抚平、排成一列 |
| 分级装置 | 锥辊转速平稳，输送带速度稳定 | 采用同步带传动来保证输送带的速度稳定 |
| 出果装置 | 斜面倾角使苹果滚落速度适中 | 在接近斜面底部的果箱时采用缓冲材料增大摩擦力使苹果减速 |
主要设计步骤和题目如表2：
表 2主要设计步骤
| 设计项目 | 具体工作 |
| ①转速比 | 主传动轴与电机速比 |
| 锥辊回转轴与电机速比 | |
| ②各轴转速 | 包括锥辊回转轴、同步带轮回转轴、锥齿轮回转轴 |
| ③功率计算 | 转矩计算 |
| 功率计算 | |
| 选取合适的电机、减速机 | |
| ④传动锥齿轮设计 | 包括主动锥齿轮、从动锥齿轮 |
| ⑤同步输送带设计 | 包括带轮和同步带的设计 |
| ⑥传动件强度校核 | 传动齿轮、轴、螺纹连接强度校核，轴承寿命计算 |
设计工作核心问题：分级装置中输送带与水平面之间的倾角的计算、锥辊的参数计算、锥辊与输送带的安装尺寸的确定。
技术路线图：
3. 研究计划与安排
第4-6周：项目①转速比、②各轴转速、③功率计算；
第7-9周：项目④传动锥齿轮设计；
第10周：项目⑤同步输送带设计；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]m.m. sofu,o. er,m.c. kayacan,b. ceti#351;li.design of an automatic apple sorting system using machine vision[j].computers and electronics in agriculture,2016,(127) ：395-405.
[2]razieh pourdarbani,hamid reza ghassemzadeh, et al.studty on an automatic sorting system for date fruits[j].journal of the saudi society of agricultural sciences, 2015,14 (1):83-90.
[3]devrim unay,bernard gosselin,et al.automatic grading of bi-colored apples by multispectral machine vision[j].computers and electronics in agriculture, 2010, 75 (1):204-212.
