第29卷 第5期2008年5月
仪器仪表学报
Ch i nese Journa l o f Sc ientific Instru m ent
V ol 129N o 15M ay 2008
收稿日期:2007-11 Recei ved Dat a :2007-11
水果自动分选机分级卸料实时控制系统的设计
魏新华1
,孙卫红2
,李道亮3
,周杏鹏
1
(1 东南大学自动化学院 南京 210096;2 山东农业大学信息科学与工程学院 泰安 271018;3 中国农业大学信息与电气工程学院 北京 100083)
摘 要:设计出一套水果自动分选机分级卸料过程实时控制系统,提出一种水果等级信息与水果实时位置间的连续动态配准方法,实现输送线上水果流的动态位置的实时检测、连续跟踪、水果等级信息与其实时位置间的连续动态配准以及水果分级卸料过程的自动控制。给出控制系统的电路结构,分析步进电机的控制过程,并详细论述水果等级信息与其实时位置间的动态配准方法。实际运行实验表明,在该系统的控制下,所有水果都能在品质检测装置为其判定的等级出口处自动平稳卸料。关键词:水果;分选;卸料;自动控制;配准
中图分类号:TP273+.5 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.8040
D esign of rea-l tim e control system for dischargi ng process of autom atic fruit grader
W e iX inhua 1
,Sun W e i h ong 2
,L iDao liang 3
,Zhou X i n gpeng
1
(1Schoo l of A uto m ation ,Southeast U ni ver sity,N anj i ng 210096,China;
2College of Information Science and E ngineer i ng,Shandong A gricult ural U ni ver sity,T ai c an 271018,China;3Co llege of Infor m ation and E lectrical E ngineer i ng,China Agr icultural Universit y,Beij i ng 100083,China )
Abst ract :A rea-l ti m e contro l syste m for discharg i n g process of auto m atic fru it grader w as desi g ned ,and a dyna m -i
ca ll y reg istration m ethod for fr u it g rade infor m ati o n and fr u it rea-l ti m e positi o n w as presented ,w h i c h could detect and trace conti n uously the dyna m ic position o f fr u it fl o w on the conveyer of t h e grader ,and reg ister dyna m ically t h e fru it grade i n for m ation w ith the rea-l ti m e position ,and contro l auto m atica ll y the fruit discharg i n g process .Constructi o ns and wo r k i n g princ i p les o f the control syste m are presen ted .Operati o n process of the step m otor is analyzed .And the dyna m ica l reg istration m ethod for fr u it grade i n f o r m ation and the rea-l ti m e position is d iscussed i n detai.l Practical perfor m ance sho w s tha t all fruits are dischar ged s m oothly on the prospective dischar g ing ports under contro l of the re -a-l ti m e control syste m.K ey w ords :frui;t grad i n g ;dischar g ing ;auto m atic contro;l reg istrati o n
1 引 言
为实现水果的自动分级卸料,水果自动分选机的分级卸料控制系统必须能够实时检测、连续跟踪输送线上水果流的动态位置,以在水果到达相应等级的分级出口时,控制分级卸料执行机构对水果实施自动卸料。应义斌等人利用接近开关和移位寄存器设计了一套控制系
统,实现了料斗式水果分级卸料机构的分级卸料过程的自动控制[1]
。PLA 等人则利用CAN 总线网络构建了一
套水果自动分选机柔性控制系统[2]
。为进一步提高分级卸料控制系统的可靠性、可扩展性和同步性能,本文针对自主研发的水果机器视觉自动分选机,采用模块化结构,利用RS485总线和CAN 总线混合网络设计出一套水果自动分选机分级卸料实时控制系统。
第5期魏新华等:水果自动分选机分级卸料实时控制系统的设计1025
2 水果自动分选机分级卸料装置的工作原理
2.1 水果自动分选机的一般工作原理
水果自动分选机一般由水果输送装置、水果品质检测装置、水果分级卸料装置和同步控制系统等部件组成
[1-5]
。在图1所示的自主研发的水果机器视觉自动分
选机中,滚子式水果输送装置负责连续输送水果并使水果自动成单个排列[6]
;摄像机负责连续采集输送线上水果流的动态序列图像,由图像处理系统对图像进行处理,提取各个水果的品质参数,并综合判定其等级;当带有等级信息的水果到达所属等级的分级出口时,相应的分级执行机构动作,迫使该水果下面的水果分选杠杆转动,将
水果从滚子上撬起并滚入相应的水果收集箱[7]
;同步控
制系统则负责控制分选机的各个部件同步协调工作。
1分级执行机构; 2水果; 3摄像机; 4水果支承滚子;5水果分选杠杆; 6摩擦带; 7循环输送链; 8水果收集箱;9输送链链轮; 10槽型红外光电开关传感器; 11同步编码盘
图1 水果机器视觉自动分选机的总体结构示意图F i g .1Constructi on of the fru it machine v isi on grader
2.2 杠杆式水果高速分级卸料装置的工作原理图1中所采用的杠杆式水果高速分级卸料装置的具
体结构如图2所示。分选杠杆通过其中间套筒安装在纵向水平轴上,并可绕其自由转动。在步进电机的驱动下,分选凸轮可在其/分选0和/通过0两个工作位置之间来
1步进电机; 2分选杠杆套筒; 3分选杠杆分选臂; 4水果;
5水果支承滚子; 6输送链; 7纵向水平轴;
8分选杠杆承压臂; 9分选凸轮
图2 杠杆式水果高速分级卸料装置的结构示意图F ig .2Constructi on of t he leve r -sty l ed hi gh -speed
fru it discha rg i ng asse mb l y
回切换。在/分选0位置,分选凸轮的工作表面的最高点正好与分选杠杆承压臂的上表面齐平。当分选杠杆在输
送链的带动下向前运动时,其承压臂就在分选凸轮的工作表面上滑动,并在分选凸轮升程的作用下被迫绕纵向水平轴转动,分选杠杆的分选臂则逐渐将水果从支承滚子上撬起并逐渐滚离输送线;在/通过0位置,分选凸轮工作表面的最低点高于分选杠杆承压臂的上表面,分选杠杆自由通过,水果继续向下一分级出口输送。通过对分选凸轮工作表面形状的优化设计,可保证卸料过程对水果没有冲击
[7]
。
3 分级卸料实时控制系统的设计
分级卸料实时控制系统是分选机同步控制系统的一部分。考虑到分选机分级出口较多、各部件之间相距较远又需要同步协调工作,而且水果等级信息等数据需要在部件之间实时传输,所以分级卸料实时控制系统采用模块化结构,基于CAN 总线和RS485总线混合网络设计而成,其结构如图3所示。
图3 分级卸料实时控制系统的总体结构
F i g .3B lock d i agra m of the d i scharg ing contro l syste m
系统同步定时信号发生器负责生成系统同步定时信号;分级执行控制器负责跟踪已定级水果的动态位置,完成水果等级信息与其实时位置的动态配准,并控制分级执行机构完成某一等级水果的分级卸料;水果分选机主控制器则负责从水果品质检测装置接收水果等级信息并发送到各分级执行控制器,此外还负责系统各模块的工作参数设置和状态监控。RS485总线专用于传输同步定时信号,以确保其实时传输。而水果等级信息、参数设置指令和各模块的状态信息等则通过CAN 总线进行通讯传输。3.1 系统同步定时信号的产生
如图1所示,在水果机器视觉自动分选机的输送链链轮轴上安装有一个同步编码盘,盘沿上沿同一圆周均匀分布着与链轮齿数相同数量的小通孔。一个槽形红外光电开关传感器跨装在盘沿上,其红外光束正好可从小通孔中穿过。编码盘与链轮一起同步转动。所以输送链每前进一个链节距,即链轮每转过一个齿,红外光电开关就产生一个脉冲信号。此脉冲信号在系统同步定时信号
1026 仪 器 仪 表 学 报第29卷
发生器内,先经光电隔离和脉冲整形变为标准脉冲,再经光电隔离,然后由RS485发送器发送至RS485总线上,作为整个分级卸料实时控制系统的同步定时信号。3.2 分级执行控制器的设计
所有分级执行控制器都采用AT 89S52微控制器开发而成,其电路原理如图4
所示。
图4 分级执行控制器的电路原理框图F i g.4Schema ti c diagra m of the d i scharg ing contro ller
分级执行机构的步进电机直接由步进电机驱动器来驱动。分选凸轮的位置切换情况,则由安装在分选机机体框架上的两个电感式接近开关来监测。当分选凸轮到达其/分选0或/通过0位置时,就有一个接近开关被触发并产生一个脉冲信号。
RS485接口由SP485E 实现,系统同步定时信号接至AT89S52的外部中断I NT0。CAN 总线接口由SJ A1000T 实现,其中断信号接至AT89S52的外部中断I NT1,并使用P2.7作为其片选信号。键盘显示接口由ZL G7290实现,其中断信号接至AT89S52的P1.1,从而作为其T m i er 2的外触发信号T2EX 实现中断接收,并使用P1.0和P1.2模拟I 2
C 总线接口。存储器则选用了M 24C64,用于存储分级执行控制器的工作参数,使用AT89S52的P3.5进行读写控制,并使用P3.0和P3.1模拟I 2
C 总线接口。3.3 步进电机的控制
在图1所示的水果机器视觉自动分选机中,循环输送链的链节距为50.8mm,线速度为0.616m /s,相邻分选杠杆之间的间距为101.6mm,分选凸轮的有效长度为88mm,将分选凸轮由/分选0转换到/通过0位置步进电
机至少需旋转35b 转角[7]
。适当预留一定的间隙,则步进电机须在15ms 左右的时间内转过35b 角,以免干涉前后分选杠杆的运动。
将步进电机的步距角设置为0.9b ,以0.5k H z 、
1.25k H z 、
2.75k H z 和
3.5k H z 的4个启动步进脉冲,4k H z 的32个连续运行步进脉冲,3.5k H z 、2.75k H z 、1.25k H z 和0.5k H z 的4个停止步进脉冲,来控制步进电机的运动过程,则步进电机总共转动40步,用时1
4.9ms ,转过36b ,能够满足上述要求。3.4 水果分级卸料过程的实时控制方法
为记录所有已定级但尚未卸料水果的等级信息,在各个分级执行控制器的AT89S52的片内RAM 中都开辟有一个/水果分级信息队列0。各个/队列0中的每个2进制位都对应着一个已定级水果的分级信息,/10表示该水果将在此分级执行控制器所控制的分级出口处分级卸料;/00则表示不在该处卸料。对应每个已定级水果的等级信息,在所有分级执行控制器的/队列0中都有其分级信息,但只有一个为/10。对所有/队列0都只能进行/2进制移位0一种操作,分级信息从队尾移入,从队头移出。各个/队列0的位长度按下式确定:
n i =S i -12p 2p
;i =1,2,,,m (1)
式中:p 为循环输送链的链节距;S i 为图像采集起始位置
到某分级出口的输送线距离。通过调整各分级出口的位
置,可保证所有n i 都为整数。由于相邻水果(即相邻滚子)之间的间距为2p ,所以在各个分级执行控制器内,同步定时信号都经2分频后才作为队列移位信号,并在每个队列移位信号的下降沿触发队列移位。第1个队列移位信号的起始分频时刻由水果品质检测装置根据水果流的动态位置确定,并经由CAN 总线通知各个分级执行控制器。
在图1所示的水果机器视觉自动分选机中,水果表面图像的采集需要6个同步定时信号周期。然后图像处理系统在2个同步定时信号周期内完成该水果的图像处理及等级判定,并将其等级信息发送到水果分选机主控制器。然后主控制器再在下一个同步定时信号周期内,将该水果的等级信息通过CAN 总线同时广播发送到各个分级执行控制器[8]
。
所以,在各个/队列0中,水果分级信息与其实时位置的动态配准过程都如图5所示。
在t 1时刻,某水果所有表面的图像已采集结束;在t 2时刻,该水果的等级信息已发送到水果分选机主控制器;在t 3时刻,分级执行控制器已接收到该水果的等级信息;在t 4时刻,分级执行控制器将该水果的分级信息移入其/队列0的队尾;在t 5时刻,该水果的分级信息从该/队列0的队头移出;在t 6时刻,开始转换分选凸轮的工作位置;在t 7时刻,分级卸料开始。t d ly 为t 6时刻与其前一个同步定时信号的下降沿之间的时间延迟,调整t dly 的值,可确保分选凸轮既能及时完成工作位置转换,又不干涉前后分选杠杆的运动。这样,水果在输送线上每前进两个链节距,其分级信息在各个/队列0中就向前移动一
第5期魏新华等:水果自动分选机分级卸料实时控制系统的设计1027
位,当该水果到达某分级出口时,其分级信息正好从相应/队列0的队头移出,从而实现了水果分级信息与其实时
位置的动态配准。
图5 水果等级信息与其实时位置的动态配准时序图F i g .5Sequence chart o f the dyna m ic reg istrati on process of fru it
g rade i n f o r m ati on and rea-l ti m e po siti on
为保证以上操作的实时性,分级执行控制器通过I NT 0中断响应同步定时信号的接收,通过I NT1中断响应水果等级信息的接收,其中断服务子程序如图6所示。其中,F 1为水果的分级信息标志位;F 2为同步定时信号的奇偶标志位,/10表示其为相应队列移位信号所对应的2个同步定时信号中的第1个,/00则表示第2个;F 3为分选凸轮的当前位置标志位,/10表示在/分选0位置,/00表示在/通过0位置;F 4为分选凸轮的动作要求标志位,/10表示需要转换工作位置,/00表示不需要;F 5为分选凸轮的运动方向标志位,/10表示由/通过0位置向/分选0位置正转,/00则表示反转。
4 实验分析
为验证整个分级卸料实时控制系统的性能,选择直径分别为90~100mm 和65~75mm 的2个大小等级的红富士苹果各100个,并将它们混合后在图1所示的水果机器视觉自动分选机上进行大小分级,以排除图像处
(a)CAN 总线接收中断服务子程序流程图
(a)F l o w chart of the recep tion i nterrup t service routi ne f or CAN
图6 分级执行控制器的中断服务流程图F i g.6F lo w charts o f i nterrupt serv ice routi nes
o f the d ischarg i ng contro ller
理系统错误定级的可能。实际分选结果显示,所有苹果都被分级卸料到了正确的等级,且卸料过程平稳,卸料后的苹果没有明显的机械损伤。
5 结 论
本文针对自主研发的水果机器视觉自动分选机,设
计并实现了一套水果自动分选机分级卸料实时控制系统。通过旋转编码器产生系统同步定时信号;通过水果品质检测装置确定水果的起始跟踪时刻和初始位置;通过基于系统同步定时信号进行移位控制的/水果分级信息队列0,实现水果等级信息与其实时位置的连续动态配准;实现了水果分级卸料过程的自动实时控制。且基于RS485总线和CAN 总线混合网络的模块化结构保证了分级卸料实时控制系统的实时性、可靠性和可扩展性。
参考文献
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Sc ientific Instrument,2001,22(1):17-20.
作者简介
魏新华,1994年于山东农业大学获
得学士学位,1997年于中国农业大学获
得硕士学位,现为东南大学博士研究生,
主要研究方向为机电一体化技术、机器
视觉与模式识别技术、计算机测控技
术等。
E-m a i:l w e i_xh@126.co m
W e i X i nhua rece i ved BSc i n1994from Shandong A gr i cultural U n i ve rs i ty,M Sc i n1997fro m Chi na A g ricu ltura lU niversity.N ow he is a PhD candi date i n Sou t heast U niversity.H is research d-i recti ons are m echatronics,m ach i ne v i sion and pattern recogn-i tion,and auto m a ti c measure m ent and contro l syste m.
E-m a i:l w ei_xh@126.
com
周杏鹏,1982年于东南大学获得硕
士学位,现为东南大学教授、博士生导师,
主要研究方向为自动检测技术、智能化仪
表与自动化装置研究。
E-m ai:l zxpseu@126.co m
Zhou X i ngp eng rece i ved M Sc i n1982
fro m Southeast U n i versity.N ow he i s a pro-fessor and superviso r f o r P h D student i n Southeast U n i ve rs i ty.
H is research directi ons are au t om atic measure m ent techno logy, i nte lli gent i nstru m ent and aut om atic dev i ce deve l op m ent.
E-m a i:l zxpseu@https://www.doczj.com/doc/0115627185.html,
第29卷 第5期2008年5月 仪器仪表学报 Ch i nese Journa l o f Sc ientific Instru m ent V ol 129N o 15M ay 2008 收稿日期:2007-11 Recei ved Dat a :2007-11 水果自动分选机分级卸料实时控制系统的设计 魏新华1 ,孙卫红2 ,李道亮3 ,周杏鹏 1 (1 东南大学自动化学院 南京 210096;2 山东农业大学信息科学与工程学院 泰安 271018;3 中国农业大学信息与电气工程学院 北京 100083) 摘 要:设计出一套水果自动分选机分级卸料过程实时控制系统,提出一种水果等级信息与水果实时位置间的连续动态配准方法,实现输送线上水果流的动态位置的实时检测、连续跟踪、水果等级信息与其实时位置间的连续动态配准以及水果分级卸料过程的自动控制。给出控制系统的电路结构,分析步进电机的控制过程,并详细论述水果等级信息与其实时位置间的动态配准方法。实际运行实验表明,在该系统的控制下,所有水果都能在品质检测装置为其判定的等级出口处自动平稳卸料。关键词:水果;分选;卸料;自动控制;配准 中图分类号:TP273+.5 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.8040 D esign of rea-l tim e control system for dischargi ng process of autom atic fruit grader W e iX inhua 1 ,Sun W e i h ong 2 ,L iDao liang 3 ,Zhou X i n gpeng 1 (1Schoo l of A uto m ation ,Southeast U ni ver sity,N anj i ng 210096,China; 2College of Information Science and E ngineer i ng,Shandong A gricult ural U ni ver sity,T ai c an 271018,China;3Co llege of Infor m ation and E lectrical E ngineer i ng,China Agr icultural Universit y,Beij i ng 100083,China ) Abst ract :A rea-l ti m e contro l syste m for discharg i n g process of auto m atic fru it grader w as desi g ned ,and a dyna m -i ca ll y reg istration m ethod for fr u it g rade infor m ati o n and fr u it rea-l ti m e positi o n w as presented ,w h i c h could detect and trace conti n uously the dyna m ic position o f fr u it fl o w on the conveyer of t h e grader ,and reg ister dyna m ically t h e fru it grade i n for m ation w ith the rea-l ti m e position ,and contro l auto m atica ll y the fruit discharg i n g process .Constructi o ns and wo r k i n g princ i p les o f the control syste m are presen ted .Operati o n process of the step m otor is analyzed .And the dyna m ica l reg istration m ethod for fr u it grade i n f o r m ation and the rea-l ti m e position is d iscussed i n detai.l Practical perfor m ance sho w s tha t all fruits are dischar ged s m oothly on the prospective dischar g ing ports under contro l of the re -a-l ti m e control syste m.K ey w ords :frui;t grad i n g ;dischar g ing ;auto m atic contro;l reg istrati o n 1 引 言 为实现水果的自动分级卸料,水果自动分选机的分级卸料控制系统必须能够实时检测、连续跟踪输送线上水果流的动态位置,以在水果到达相应等级的分级出口时,控制分级卸料执行机构对水果实施自动卸料。应义斌等人利用接近开关和移位寄存器设计了一套控制系 统,实现了料斗式水果分级卸料机构的分级卸料过程的自动控制[1] 。PLA 等人则利用CAN 总线网络构建了一 套水果自动分选机柔性控制系统[2] 。为进一步提高分级卸料控制系统的可靠性、可扩展性和同步性能,本文针对自主研发的水果机器视觉自动分选机,采用模块化结构,利用RS485总线和CAN 总线混合网络设计出一套水果自动分选机分级卸料实时控制系统。
国际化引技术扩大农机服务领域 产业化创品牌帮助农民增产增收 在农机部门工作了十几个春秋，来到了国外，虽然所从事的行业远离农机，但由于莫名其妙的“农机情结”，总是让我不自觉地关注着农业和农机的动态和发展。 我所在的国家，是个南半球的小国，人口420万，大约是南京人口的一半，国土面积27万平方公里，是江苏的两倍，比云南省还小，但却是个名副其实的农业大国。畜牧业傲视全球、种植业技术一流、养殖业不落人后、园艺业首屈一指。这里的遍布全国的精品连锁店的名字就叫Farmers（农民），为什么？因为这里的农民最有钱！ 我先介绍两个行业的发展历史、组织结构和经营方式，看看他们是如何运作，如何增产创收的。以期能给我们江苏农机人一点启发，开阔视野，找出一条适合江苏具有中国特色的为农服务新模式。 Fonterra（中文名恒天然）公司，国内的读者对他应该不陌生，震惊全国的“三鹿奶粉”事件它也曾身陷其中。该公司虽正式成立于2001年，但却有200年的历史。 Zespri（中文名佳沛） 经过数年的观察了解，我发现机械化是农业增产的武器，产业化是农民增收的法宝！ 水果分拣技术 近年来，虽然我国的水果产量已达世界第一，但由于缺乏先进的质量检测技术，我国水果产业的发展受到严重制约。近日，随着中国农业大学自主研发的水果质量快速无损检测技术（下称水果检测新技术）的面世，这一局面将有望得到改变。截至目前，该技术已申请了4件发明专利，其中2件获得了授权。 透视技术为水果“体检” 西瓜甜不甜，一测就知道。乍一看，水果检测新技术使用的设备就像一部台式电子秤连接着电脑及显示器。将需要检测的水果放在检测台上，立刻就可将其糖度、酸度、硬度、成熟度和水心病、褐腐病、黑心等内部病变，以及体积、颜色、果面污染、浅层损伤等外部品质显示在电脑屏幕上。 “就像人会生病一样，水果也不例外。但对水果进行‘体检’却不能有任何损伤，这就需要研发先进的无损检测技术。”国家自然科学基金项目水果检测新技术课题组成员、中国农业大学博士王加华在接受中国知识产权报记者采访时表示，该检测新技术，使用近红外线和低能量X光对水果进行透视，各类水果的检测数据瞬间就可显示出来。 与以前的切削、粉碎等需破坏样品进行理化指标检测的方法相比，新技术除了能保持样品完整外，还具有分析速度快、成本低、绿色环保等优点，可实现多种类、多项目的逐个检测，适合大规模自动化流水线检测与分拣。 王加华进一步介绍说，在利用水果检测新技术对水果进行检测时，光电传感系统会以对角线的方式发射穿透水果的近红外线和低能量X光并进行接收，然后转化为光谱。光谱不但可反映果品的生化特性，同时还能反映果品的物理特点。根据水果的光谱特性，利用光电传感技术、信息处理技术等可实现对水果内在质量及外观品质的快速综合分析判断。而“健康”与“不健康”的水果光谱存在显著差异，系统会自动对光谱进行快速分析并与电脑数据库中的
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1 前言 (2) 2 总体方案的拟定 (3) 2.1 原理分析 (3) 2.2 总体结构设计 (5) 2.3 各执行机构主要参数的计算 (6) 2.4 传动装置的运动和动力参数的计算 (13) 3 主要零件的选择和设计 (15) 3.1 皮带传动的设计计算 (15) 3.2 直齿圆柱齿轮的设计计算 (17) 3.3 滚子链传动的设计计算 (20) 3.4 轴的设计计算 (21) 3.4.1 高速轴的设计计算 (21) 3.4.2 低速轴的设计计算 (24) 3.5 轴承的校核 (27) 3.6 键的设计计算与校核 (27) 3.7 润滑与密封 (28) 3.8 主要缺点和有待进一步改进的地方 (29) 4 结束语 (29) 参考文献 (31) 致谢 (32)
摘要：本文分析了中国国内外水果分级分选机的研究和发展现状，对未来进行了展望，设计出了一种新型水果分级分选机构。该水果分级分选机是由分级滚筒、传动机构和电动机组成。采用电动机提供动力，通过带轮传动机构，将运动和动力传送到直齿圆柱齿轮减速器，然后再通过链轮传动机构，将所需的运动和动力传送至分级滚筒上，从而实现水果的分选。整个机构简单且易于操作，便于维护，提高了生产效率，降低了劳动强度，为实现水果加工机械化与规模化提供了前提。 关键词：水果；形状；分选机构；分级滚筒；
Abstract:This 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
我于2006年7月毕业于太原理工大学自动化专业。毕业后我先后进入了北奔重卡蓬莱分公司、福喜（威海农牧发展有限公司、迈夫诺达机械设备（烟台）有限公司、山东汽车制造有限公司从事工业自动化专业工作。通过这几年的工作实践磨练，我在理论、实践、管理水平上都得到了很大的提高。下面我分政治思想水平、工作态度、业务能力、工作业绩四个方面作简要总结： 一、政治思想水平 在思想上，我坚持四项基本原则，坚持党的基本路线、基本纲领，认真学习毛泽东思想、邓小平理论、带头实践“三个代表”重要思想，有良好的思想作风、学风、工作作风;坚持解放思想，实事求是;有强烈的工作事业心，敢于负责、勇于创新。 二、工作态度 热爱自己的本职工作，能够正确认真的对待每一项工作，全身心地投入工作，认真遵守公司的各项规章制度。有效利用工作时间，坚守岗位，需要加班完成工作按时加班加点，保证工作能按时完成。在现场跟工人打成一片，做到以理服人。在工作之余还积极参加再教育培训。 三、工作能力 在这三年来专业技术工作中，我不断坚持专业理论知识学习，并经常深入实践，学以致用，理论联系实际，能够快速
处理一些专业技术中常见问题。通过多年的学习和工作中的实践磨练，我的专业理论水平和工作能力得到了显著的提高，积累了一定的工作经验，掌握了不少的专业技术能和本领。 四、工作业绩 1.2008 年3月～2011年6月，我进入了北奔重卡蓬莱分公司从事汽车自动化生产线设备维护工作。工作中，我勤奋好学，勤动手，勤于思考，勤去施工现场，虚心向电气工程师以及老师傅请教，努力将学校学到的知识与实际工作结合起来。这样，我很快就掌握OMRON可编程控制器的原理和使用，熟悉了工厂常见设备。在工作中利用自己的自动化知识多次解决生产中的疑难杂症。由于表现突出2009年被评为集团先进个人。 2.20011年6月～2012年11月，我进入了福喜（威海农牧发展有限公司担任电气工程师，参与新建饲料厂工程建设，主要负责电气施工的监督和管理。我认真熟悉施工图纸、熟悉施工现场，未饲料厂顺利投产做出了自己的贡献。 3. 20012年1月～2019年7月，我进入了迈夫诺达机械设备（烟台）有限公司担任电气工程师，主要水果自动分选线电气设计、电气工程安装及售后。MAF RODA 公司是全球最大的水果分选包装企业。因表现突出2013年被派往法国总部进行了6周的培训。在这里我接触了国际上先进的控制
目录 摘要 .................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... I I 引言 . (1) 1 水果分选机 (2) 1.1 课题研究意义 (2) 1.2 国外发展现状 (2) 1.3 国内发展现状 (4) 2 总体设计 (6) 2.1 设计内容 (6) 2.2 设计依据 (7) 2.3 设计要求 (8) 3 总体结构的布置与设计 (9) 3.1 分级机械整体布局 (9) 3.2 主要结构分析与设计 (9) 4 上料部件设计 (12) 4.1 上料机尺寸设计 (12) 4.2 上料链条设计 (15) 4.3 上料动力轴设计和计算 (18) 5 分级部件设计 (23) 5.1 分级部件布局设计 (23) 5.2 分级部件链条设计 (23) 5.3 螺杆设计 (25) 5.4 限距螺杆动力轴设计和计算 (28) 5.5 分级链轮轴设计 (29) 结论 (31) 参考文献 (33) 致谢 (35)
摘要 中国作为水果生产的大国，具有很高的水果生产量，但是受我国国情的影响，小户果农的基数占主导地位，大多由小型果农基地进行水果种植。由于这些小型果农的种植规模小，他们在水果采摘后，对水果的商业化处理相对简单，有些果农甚至都不进行处理，直接进入市场销售，这直接造成了经济损失，并且影响中国水果市场。随着时代的进步，果农也开始重视水果的优化处理，来提高水果本身的商品附加价值。所以本设计的目的就是设计一款小型水果分选机，能够满足果农需求，具有市场竞争力。 本文主要介绍了水果分选技术在中国水果农业中存在的目的和意义。同时，也通过对水果分选技术的学习，简要介绍了国内外水果分选机的发展。并以国内外当前的技术为指导，国内外水果分选技术开发市场为技术依托的前提下，设计了一款小型的滚杠式水果分选机。本设计主要以龙眼为研究对象之一，来进行结构计算和数据分析，对其进行大小的分选。主要完成上料机构部分、分级机构部分的设计及计算，包括方案的论证、传动结构、分级部分链条、链轮轴及其他主要零部件的设计及计算。 关键词：龙眼；水果分选；滚杠式；分级机构；上料机构
第八届国际果蔬·食品博览会总结报告 第八届国际果蔬·食品博览会博览会，在市委、市政府的正确领导下，在中国工程院等国家有关部委和山东省政府的高度重视下和关心支持下，在联合国亚太经社会、联合国亚太农业工程与机械中心等的积极协助下，经过主办、承办单位的共同努力，历时4天，满载着技术交流与经贸合作的丰硕成果胜利落下帷幕。 本次会议，共有来自亚洲、欧洲、美洲、大洋洲的30多个国家和地区以及国内30个省市自治区的有关政府机构、中介组织和果蔬食品企业参会参展。展位总数达1038个，其中主会场980个；参展企业达680家，其中海外企业117家；参会重要代表团125个，其中海外重要代表团96个；参会海外客商2300多人。会议规模和参展人数均超出预想。联合国副秘书长、联合国亚太经社会执行秘书金学洙对会议给予高度评价，认为“果蔬食品博览会有效地集合了本地区不同领域的参与者，这清楚地表明，共同的努力的确能强化区域性参与。这再一次印证，烟台举办的果蔬会，已经成为联合国亚太经社会与中国政府成功合作的典范。” 纵观本届果蔬食品博览会，主要有以下几方面的收获： 一、汇集了果蔬食品领域涌现的新产品、新技术，为与会客商深入了解世界果蔬食品业的最新发展打开了窗口。本届博览会产品展示部分进一步加大了专业布展的力度，共设置了食品、机械设备、水产渔业、种苗蔬菜、果品、酒类饮料、生产资料、花卉、农业旅游、媒体等10个专业展区。他们当中，既有美国沃尔玛、美国嘉吉化肥、日本伊藤忠
等世界500强企业，又有法国迈夫、法国西尧投资公司、荷兰格瑞法、美国仙农、意大利尤尼泰克、英国辛克莱、日本东京日联银行、日本三洋压缩机、美国罗门哈斯、瑞士爱克斯爱尔、日本EMURA切菜机、北京福瑞通、江苏范群干燥设备、江西绿萌、沈阳北冰洋食品等海内外果蔬食品领域的大企业。他们带来的新产品、新技术，代表了当今世界果蔬食品领域发展的最高水平。如，意大利水果气调公司带来了最新的水果保鲜技术和设备；美国仙农带来了果蔬采后清洁技术和产品；以色列耐特菲姆带来了先进的节水灌溉设备；北京绿友时代带来了先进的园林机械和工具。每天一开馆，展馆内人如潮涌，各摊位前人头攒头，他们奔着新产品、新技术而来，努力捕捉世界果蔬食品领域发展的最新成果和动态，从中获得了很多的信息和启发。连续八届参加博览会的牟平区果农刘龙训说：“果蔬会办到了我们的家门口，让我们通过这个窗口，看到了外面的世界，看到了我们在家想象不到的新东西，下一届果蔬会我还要来。” 二、探讨了果蔬食品贸易面临的新形势、新问题，为与会客商有效应对世界果蔬食品市场的竞争局面指明了方向。在全球经济一体化的今天，国际市场竞争已渗透到各个领域。农业的竞争则尤为激烈，各个国家和地区都制定了严格的保护措施，特别是在农产品国际贸易方面，都为本土企业制定了种种鼓励措施，而对外来产品，则在质量安全标准等方面设置重重壁垒。本届博览会适应这一形势要求，紧紧围绕“食品质量安全”这一主题，依据国际市场准入法则，就食品加工标准化、安全化进行了深入探讨，对果蔬食品企业如何突破贸易壁垒进行了深入思考
水果自动分级技术的现状与发展 摘要：我国是一个水果生产大国，自动分级技术对提高我国鲜食水果的市场竞争力和利润水平有重要的意义。 本文综述了国内外水果自动分级技术的研究进展和产品化现状；同时，对国内水果自动分级技术研究的现状及发展前景做了概括。 关键词：柑橘；自动分级；发展；现状 我国是水果生产大国，特别是90 年代以来发展更为迅速。据国家统计局统计，2 0 0 4 年我国水果总产量已经达到15243 万吨，比2003 年增长5%，占世界总产量的12.7%。水果产业已经成为我国南方主产区农村经济的一大支柱产业，为促进农民增收、扩大城乡居民就业和改善生态环境作出了积极贡献。虽然我国水果产量很大，但国内水果价格低，“卖果难”问题经常出现，水果生产快速发展的势头受到抑制。而且中国水果以本国消费为主，参与国际贸易的比例一直很低，出口量不到国际水果贸易的3 % 。其中一个重要原因就是采后商品化处理落后，外观质量较差，导致水果的市场竞争力比较弱。根据水果产销趋势可以发现，水果产值的大部分是由产后处理和产后加工创造来的。水果的产后商品化处理包括清洗、打蜡、分级、包装。分级是果品商品化处理的重要环节，它在技术方面发展最快并在最近几年发生了根本的变化。目前我国国内水果商品化处理过程中的清洁、打蜡设备已经比较成熟，关键在于分级技术还比较落后。水果的分级指标包括外部品质和内部品质两个方面。水果外部品质的主要分级指标是水果的果形、大小、色泽、表面质量和颜色等。其中水果的表面质量可以通过表面光洁度、表面缺陷( 斑点、污点、烂坏) 、损伤来描述。内部品质指糖度、硬度、酸度、可溶性固形物等指标。本文主要综述最近十年与水果自动分级研究相关的内容。 1 研究现状 1.1 国外的研究现状国外早期的水果自动分级方法主要通过CCD 相机，采用无损检测、计算机分析处理等手段对水果逐一进行分析判别后得出综合结论。利用机器视觉技术实现农产品内部品质无损检测是目前国际上正在研究的热点课题。除了使用高效的信息处理技术，水果的质量无损检测手段包括近红外线、红外线检验等光学检验方法和高光谱、多光谱技术等。人工神经网络技术是模仿生物大脑结构和功能而构成的信息处理技术，在机器视觉系统中应用可提高品质识别的智能性。Kavdir 等使用神经网络算法对柑橘进行分级，把缺陷和物理特征作为神经网络分类器的输入参数，对柚子和橙子的分级准确率为98.5%，对橘子的分级准确率为9 8 . 3 % 。使用神经网络分类，训练好网络后，利用A N N 的泛化功能，对橙子的彩色R G B 图像，结合颜色和果形分析，获得鲁棒性、实时性的分类结果。红外线波段是人眼不可视波段，在水果的检测中，有许多优良的性能，比如碳氢化合物( 糖、酸、水、维生素等) 在近红外波段有不同的吸收峰，可作为检测的依据，是近年来发展起来的水果内部品质检测技术极佳的检测手段。Miller 采用彩色电视摄像机和近红外线扫描摄像机获得桃子、柑橘等水果图像进行较深入的研究，对桃子表面的灰度图象进行阴影校正、图象分割和边缘检测，然后用灰度和色度阈值及区域增长法求得损伤表面面积，与人工测得的结果相关系数达0 . 5 6 。Miller 使用红外技术测量柚子和蜜桔的糖度，并建立了近红外和糖度Brix 测度的线性关系。机器视觉系统数据的提取需要高质量的图像，采用高光谱和多光谱技术可以快
毕业设计（论文）题目水果分选机设计 二级学院重庆汽车学院 专业机械设计制造及其自动化 班级 2009级机械设计5班 学生姓名学号 指导教师职称 时间 2013年5月20日
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1 前言 (2) 2 总体方案的拟定 (3) 2.1 原理分析 (3) 2.2 总体结构设计 (5) 2.3 各执行机构主要参数的计算 (6) 2.4 传动装置的运动和动力参数的计算 (13) 3 主要零件的选择和设计 (15) 3.1 皮带传动的设计计算 (15) 3.2 直齿圆柱齿轮的设计计算 (17) 3.3 滚子链传动的设计计算 (20) 3.4 轴的设计计算 (21) 3.4.1 高速轴的设计计算 (21) 3.4.2 低速轴的设计计算 (24) 3.5 轴承的校核 (27) 3.6 键的设计计算与校核 (27) 3.7 润滑与密封 (28) 3.8 主要缺点和有待进一步改进的地方 (29) 4 结束语 (29) 参考文献 (31) 致谢 (32)
水果分选机的设计 学生： 指导老师： 摘要：本文分析了中国国内外水果分级分选机的研究和发展现状，对未来进行了展望，设计出了一种新型水果分级分选机构。该水果分级分选机是由分级滚筒、传动机构和电动机组成。采用电动机提供动力，通过带轮传动机构，将运动和动力传送到直齿圆柱齿轮减速器，然后再通过链轮传动机构，将所需的运动和动力传送至分级滚筒上，从而实现水果的分选。整个机构简单且易于操作，便于维护，提高了生产效率，降低了劳动强度，为实现水果加工机械化与规模化提供了前提。 关键词：水果；形状；分选机构；分级滚筒；
图片简介: 一种水果分选机及系统，属于水果加工领域。水果分选机包括输送机构、规范机构、检测组件、落果器以及储果槽。水果分选机能够通过规范机构使水果成列逐个排列，并且通过检测组件对不同标准的水果进行识别，然后通过落果器将满足不同标准的水果引导至储果槽的不同收集室。水果分选器具有结构简单、紧凑的特点，且使用成本低，可以根据需要将水果更好地分选。 技术要求 1.一种水果分选机，其特征在于，包括： 输送机构，所述输送机构被构造来接纳和运输待分选水果，所述输送机构具有水果入口 端和水果出口端，所述输送机构具有由所述水果入口端至所述水果出口端的水果输运方向； 设置于所述输送机构的规范机构，所述规范机构被构造来使所述待分选水果在所述输送 机构以线性且依次地逐个排列并被输运； 设置于所述输送机构的检测组件，所述检测组件被配置来对线性且依次地排列的水果进 行逐个检测并产生针对每个水果的检测信息，在所述水果输运方向所述待分选水果依次 经过所述规范机构、所述检测组件；
落果器，所述落果器邻近所述水果出口端设置，所述落果器至少具有第一工作姿态和第二工作姿态，所述落果器被构造来通过处于所述第一工作姿态或所述第二工作姿态而将由所述水果出口端排出的水果导向分别对应于不同所述第一工作姿态的第一收集区、所述第二工作姿态的第二收集区； 控制器，所述控制器被配置来接受所述检测组件反馈的所述检测信息，并根据所述检测信息控制所述落果器处于第一工作姿态或所述第二工作姿态。 2.根据权利要求1所述的水果分选机，其特征在于，所述规范机构包括相互匹配且均沿所述水果输运方向延伸的第一挡板、第二挡板，所述第一挡板与所述第二挡板相向布置并限定引导槽，且所述引导槽在所述水果输运方向逐渐缩小。 3.根据权利要求2所述的水果分选机，其特征在于，所述第一挡板和所述第二挡板之间设置有弹性连接件，所述弹性连接件被构造来使所述引导槽的宽度能够进行自适应地调节，所述弹性连接件能够在受到外力作用下伸长且在所述外力部分或全部地消失时恢复至原长的部分或全部。 4.根据权利要求1所述的水果分选机，其特征在于，所述检测组件包括相互匹配的触发器和摄像器，所述触发器被配置来当检测到水果经过时使所述摄像器对经过的水果进行拍照并向所述控制器传输。 5.根据权利要求4所述的水果分选机，其特征在于，所述触发器在横向布置以具有垂直于所述水果输运方向的检测方向，所述摄像器在竖向布置并朝向所述输送机构以具有垂直于由所述检测方向和所述水果输运方向所共同确定的平面的取景方向。 6.根据权利要求5所述的水果分选机，其特征在于，检测组件还包括支架，所述支架包括横臂和竖臂，所述竖臂连接于所述输送机构并使所述横臂被支撑与所述输送机构间隔。 7.根据权利要求4-6中任一项所述的水果分选机，其特征在于，所述触发器、所述摄像器以及所述控制器均通过无线模块进行通信连接。