我国猕猴桃种植区主要采取人工分拣的方式分级,小型分级设备较少,劳动量大。由于经济及场地条件制约,农户负担不起巨额设备费用,设备摆放也不易实现。目前我国在分级装备研究方面取得了一定的成就,但主要是针对果品公司的大型及中型设备,型号单一,缺少小型化、低成本分级设备。输送带式猕猴桃分级平台是基于机器视觉的猕猴桃分级系统的基础平台,是分级系统实现果实的运输、分离、收集等功能的关键执行部分。基于机器视觉的猕猴桃分级系统是针对采摘后猕猴桃果实的一种小型化自动分级装置。与大型的分级设备相比,该系统制作成本低、适用于小型分级作业、移动方便,分级平台机构在机器视觉系统的控制下,可完成果实的初步分级工作。本文的主要研究内容如下:(1)输送带式猕猴桃分级平台设计方案的确定。猕猴桃分级平台所用的果实运输方式和果实从运输机构上的分离方式是整个分级平台设计的重要因素,决定了猕猴桃分级平台运输机构和分离机构的结构和实现方式。根据相关研究背景和目的,针对猕猴桃果实的分级要求,本文在平台运输和分离方面分别提出两种分级方案,并分别方案进行分析确定最优设计方案。(2)猕猴桃果实物理特性的研究。猕猴桃果实的外形尺寸和滑动摩擦角是倾斜式运输机构、分离机构和导果槽参数设计的理论依据。文章以海沃德、徐香等猕猴桃品种作为研究对象,测量猕猴桃果实外形尺寸,根据果实尺寸数据对输送带挡条高度、分离机构和导果槽等尺寸参数进行设计;通过倾角实验研究猕猴桃果实的最大滑动摩擦角。(3)猕猴桃分级平台机构的设计。为了实现猕猴桃果实分级平台的基本功能,实现果实的成功运输和分离,本研究采用倾斜式输送带机构和旋转磁铁分离机构的设计方案。另外,该部分还对平台支撑和其他附属部件(例如导果槽、检测箱等)进行设计。最后,根据分级平台的工作要求,选择合适的控制方案,设计分级平台控制系统。(4)猕猴桃分级平台的试制与试验。猕猴桃分级平台设计完成后,利用Pro/E软件绘制分级平台装配图,并对各部分进行造型和模拟装配,管理设计数据。对已加工的部件进行装配,试制出输送带式猕猴桃分级平台样机。为了研究输送带式猕猴桃分级平台的工作性能,用试制样机进行果实运输效果和分离成功率的评价性试验。并对试验结果进行研究分析与总结,便于样机后续研究与优化。本文所设计的猕猴桃分级平台以及对其进行的试验研究,为自动化分级系统的完善提供了数据支撑和理论依据。
