張鑒 廖建飛 張露 陳小圻

摘 要：文章研究的草莓采摘分揀包裝機(jī)以fischertechnik（即慧魚(yú)）為基礎(chǔ)，圍繞現(xiàn)代化大棚種植的草莓其柔軟性、成熟度、大小差異、包裝方式等問(wèn)題展開(kāi)研究和實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)草莓采摘、分揀、包裝一體化作業(yè)的草莓采摘分揀包裝機(jī)，設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)德國(guó)慧魚(yú)創(chuàng)意模型拼接出實(shí)物并利用ROBO Por編寫(xiě)了控制程序來(lái)驗(yàn)證其功能。

關(guān)鍵詞：草莓采摘分揀包裝機(jī);整體布局;慧魚(yú)

中圖分類(lèi)號(hào)：TB482

文章編號(hào)：2095-624X（2019）04-0027-01

一、草莓采摘分揀包裝機(jī)的整體布局設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的草莓采摘分揀包裝機(jī)（下文用“裝置”代替）所應(yīng)用的工作環(huán)境定位于現(xiàn)代化大棚種植，在草莓的大棚種植中，其壟的橫截面為梯形，高20厘米，下底寬60厘米，上寬（壟面寬）40厘米，因此，在選擇采摘機(jī)械臂時(shí)，選擇十字坐標(biāo)機(jī)械臂，可以實(shí)現(xiàn)壟側(cè)面任意位置草莓的采摘。

目前市場(chǎng)上草莓多分大小售賣(mài)，為迎合市場(chǎng)需求，將分揀部分設(shè)計(jì)為大小分揀，然后分別完成大小包裝。

綜上所述，設(shè)計(jì)出如圖1所示裝置的整體布局圖及實(shí)物圖。

二、草莓采摘分揀包裝機(jī)各部分的設(shè)計(jì)

1.采摘部分設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中，采摘部分采用十字坐標(biāo)機(jī)械臂進(jìn)行采摘，如圖2左圖所示（由于對(duì)稱(chēng)布置，只對(duì)左側(cè)進(jìn)行標(biāo)注與說(shuō)明）。機(jī)械臂采用對(duì)稱(chēng)布置，即草莓行壟兩側(cè)各放置一個(gè)，機(jī)械臂主要由柔性機(jī)械爪3、豎臂2、橫臂1所組成。

2.分揀部分設(shè)計(jì)

分揀部分主要用于判斷草莓大小，并將大小草莓分別運(yùn)送至包裝裝置，該部分判斷草莓大小時(shí)通過(guò)傳感器來(lái)進(jìn)行判斷。

在慧魚(yú)模型中，其草莓的大小判斷可通過(guò)光敏電阻加燈泡來(lái)進(jìn)行判斷，如圖2右圖所示，草莓在其光敏電阻與燈泡中間，當(dāng)燈泡發(fā)出光時(shí)，草莓會(huì)因?yàn)槠浯笮∮绊憮豕庑?，光敏電阻所接收到的光源?huì)反應(yīng)成一個(gè)數(shù)值變化的模擬量，由此來(lái)判斷草莓大小。

3.包裝部分設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的裝置中，包裝分為大草莓包裝部分及小草莓包裝部分，兩部分分別位于裝置兩側(cè)，獨(dú)立運(yùn)行，兩個(gè)包裝部分均采用包裝盒裝放草莓，然后通過(guò)保鮮膜進(jìn)行封閉。

三、結(jié)語(yǔ)

本裝置通過(guò)solid works建模仿真及德國(guó)慧魚(yú)實(shí)物模型搭建，通過(guò)編寫(xiě)ROBO Por程序控制，在試運(yùn)行中，可基本完成上述功能，并達(dá)到良好的采摘效果;在各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，利用ansys有限元分析對(duì)各支撐結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)區(qū)域進(jìn)行應(yīng)力分析，并不斷改進(jìn)，以達(dá)到運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)為目的。

本裝置結(jié)合自動(dòng)化、機(jī)械、傳感器等領(lǐng)域的技術(shù)，對(duì)草莓進(jìn)行有效采摘，應(yīng)用于市場(chǎng)可填補(bǔ)市場(chǎng)空缺，實(shí)用價(jià)值較大。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝志偉，劉思聰，程亞亞，等.新型硬幣分揀包裝機(jī)的設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2016（22）：68-70.

[2]劉靜，黃聲德，張義猛，等.基于慧魚(yú)模型的水果包裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搭建[J].包裝工程，2018（5）.