基于fischertechnik的自动化草莓采摘分拣包装机设计
2019-05-24张鉴廖建飞张露陈小圻
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).