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实现苹果自动分级装箱方案
说明书

1、项目提出背景
%，苹果的主要生产地在山东，陕西和东北，以小规模农户分散种植为主要生产方式。由于产量相对较小，使用选果机进行苹果的分类将会很不经济，但人工分类又存在分类精度的不确定性，因此，果农在苹果采摘后往往只能进行粗糙的分类，这种分类方式不但效率低，而且会使得大量的苹果遭到降级的厄运从而使得苹果的整体的销售价格水平下降，这无形中就损害了广大果农的利益，挫伤了他们的生产积极性，影响了他们生活水平的提高。因此，需要设计生产出符合果农需求的小型苹果分类机械。
2、设计任务与功能原理
从生产实际要求出发，在对苹果生物学特性及传送方式进行深入研究的基础上完成了苹果传送机构和四自由度苹果分类搬运机械手抓取部分的结构设计。选取了合理的传送电机，确定了传送机构的主要尺寸，选择了机械手的坐标形式；设计了机械手的手部结构；选择了机械手的传动方式；使用了合理的手指结构；根据各部分气缸所需的驱动力，确定出手指主要尺寸。对单、双支点回转型手指的夹持误差分析比较后，选用单支点回转型手指；在手部驱动杆运动时，通过两次夹持不同直径的苹果来确定手部滑槽的长度。研究设计完成后的系统减小了对苹果表皮的损伤，智能化程度较高。机械手具有运动灵活，占地面积小，操作简便等优点，因此，适宜于中小规模的水果分类搬运。
机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统等部分组成，各部分之间的关系如下图
执行系统
（包括：机身、臂部、腕部、手部）
驱动系统
控制系统
被抓取对象
图 1
执行机构：
执行机构是机械手完成握持工件实现所需的各种运动的机械部件，包括如下部分：
（1）手部：即与物件接触部件。
（2）手腕：是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位。
（3）手臂：是支撑被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动取物件，并按照预定的要求将其搬运到指定的位置。
（4）机身：是机械手中用来支撑手臂的部件，安装驱动装置和其他装置。
控制系统：
控制系统是通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作的其正确与否的一些装置。包括程序控制部分和形成检测反馈部分。
驱动系统：
驱动系统是驱动工业机器手执行机构运动机构的动力装置，通常由动力源、控制装置和辅助装置组成。这里选择点击驱动。
机械手部分：
为了使机械手通用更强，把机械的手结构设计成V型槽式可更换结构的夹持式手部。考虑到手腕需满足回转运动的工作要求。因此，手腕设计成回转机构，实现转运动的机构为回转气缸。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的各种运动均有相应的气缸来实现，机械手应具有四个自由度。苹果夹取部分如下图
图2
3、总体方案与工作流程图
由传输带将待分类的苹果送到机械手的工作半径上（此时机械手应该在传输带