基于fischertechnik的自动化草莓采摘分拣包装机设计

张鉴 廖建飞 张露 陈小圻

摘 要：文章研究的草莓采摘分拣包装机以fischertechnik（即慧鱼）为基础，围绕现代化大棚种植的草莓其柔软性、成熟度、大小差异、包装方式等问题展开研究和实验，设计出实现草莓采摘、分拣、包装一体化作业的草莓采摘分拣包装机，设计过程中，通过德国慧鱼创意模型拼接出实物并利用ROBO Por编写了控制程序来验证其功能。

关键词：草莓采摘分拣包装机;整体布局;慧鱼

中图分类号：TB482

文章编号：2095-624X（2019）04-0027-01

一、草莓采摘分拣包装机的整体布局设计

本文所设计的草莓采摘分拣包装机（下文用“装置”代替）所应用的工作环境定位于现代化大棚种植，在草莓的大棚种植中，其垄的横截面为梯形，高20厘米，下底宽60厘米，上宽（垄面宽）40厘米，因此，在选择采摘机械臂时，选择十字坐标机械臂，可以实现垄侧面任意位置草莓的采摘。

目前市场上草莓多分大小售卖，为迎合市场需求，将分拣部分设计为大小分拣，然后分别完成大小包装。

综上所述，設计出如图1所示装置的整体布局图及实物图。

二、草莓采摘分拣包装机各部分的设计

1.采摘部分设计

本设计中，采摘部分采用十字坐标机械臂进行采摘，如图2左图所示（由于对称布置，只对左侧进行标注与说明）。机械臂采用对称布置，即草莓行垄两侧各放置一个，机械臂主要由柔性机械爪3、竖臂2、横臂1所组成。

2.分拣部分设计

分拣部分主要用于判断草莓大小，并将大小草莓分别运送至包装装置，该部分判断草莓大小时通过传感器来进行判断。

在慧鱼模型中，其草莓的大小判断可通过光敏电阻加灯泡来进行判断，如图2右图所示，草莓在其光敏电阻与灯泡中间，当灯泡发出光时，草莓会因为其大小影响挡光性，光敏电阻所接收到的光源会反应成一个数值变化的模拟量，由此来判断草莓大小。

3.包装部分设计

本文所设计的装置中，包装分为大草莓包装部分及小草莓包装部分，两部分分别位于装置两侧，独立运行，两个包装部分均采用包装盒装放草莓，然后通过保鲜膜进行封闭。

三、结语

本装置通过solid works建模仿真及德国慧鱼实物模型搭建，通过编写ROBO Por程序控制，在试运行中，可基本完成上述功能，并达到良好的采摘效果;在各部分结构设计中，利用ansys有限元分析对各支撑结构及运动区域进行应力分析，并不断改进，以达到运行标准为目的。

本装置结合自动化、机械、传感器等领域的技术，对草莓进行有效采摘，应用于市场可填补市场空缺，实用价值较大。

参考文献：

[1]郝志伟，刘思聪，程亚亚，等.新型硬币分拣包装机的设计[J].科技创新导报，2016（22）：68-70.

[2]刘静，黄声德，张义猛，等.基于慧鱼模型的水果包装系统设计与搭建[J].包装工程，2018（5）.