哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、哈密瓜作為中國(guó)新疆地區(qū)特色水果，是新疆地區(qū)的地理標(biāo)志性產(chǎn)品。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提高，消費(fèi)者對(duì)哈密瓜的品質(zhì)要求也越來(lái)越高，要實(shí)現(xiàn)哈密瓜的品牌戰(zhàn)略，就必須提高當(dāng)前哈密瓜的產(chǎn)后處理水平。然而目前國(guó)內(nèi)對(duì)哈密瓜的檢測(cè)分級(jí)仍然采用人工分級(jí)的方法，不但勞動(dòng)量大，而且生產(chǎn)效率低下，因此，急需研制出一種哈密瓜檢測(cè)分級(jí)裝備，從而提高哈密瓜的產(chǎn)后處理水平。
　　本文以哈密瓜的基本物料特性數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，綜合利用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法，針對(duì)當(dāng)前基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的哈

2、密瓜檢測(cè)分級(jí)需求，設(shè)計(jì)了一種新型哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置，并完成了對(duì)其關(guān)鍵部件的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，確定了整機(jī)參數(shù)及性能。論文主要研究成果如下：
　　1、本文在總結(jié)原有哈密瓜分級(jí)機(jī)械基本原理的基礎(chǔ)上，提出了一種基于單滾子斜面推動(dòng)原理的哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)方法，成功實(shí)現(xiàn)了哈密瓜在輸送過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)功能，為哈密瓜的在線連續(xù)檢測(cè)分級(jí)提供理論支持。
　　2、通過(guò)試驗(yàn)采集了100個(gè)哈密瓜樣本的基本物料特性數(shù)據(jù)，包括哈密瓜質(zhì)量、橫徑、縱徑、圖像

3、信息等，建立了哈密瓜基本物料特性數(shù)據(jù)庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上利用三維Pro/ENGINEER軟件完成了哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　3、根據(jù)哈密瓜的形狀特點(diǎn)和基本圖像信息，提出了一種基于MATLAB離散點(diǎn)擬合的腰錐型哈密瓜承載托輥的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)對(duì)100個(gè)哈密瓜樣本邊界離散點(diǎn)數(shù)據(jù)的整體擬合和分組擬合建立了哈密瓜平均輪廓曲線模型，計(jì)算結(jié)果表明該曲線模型與實(shí)際哈密瓜輪廓曲線之間的相關(guān)系數(shù)R-square為0.9496，標(biāo)準(zhǔn)誤差

4、RMSE為10.73，并以此哈密瓜平均輪廓曲線模型為基礎(chǔ)，完成了腰錐型哈密瓜承載托輥的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　4、根據(jù)哈密瓜的質(zhì)量、橫徑、縱徑等基本物料數(shù)據(jù)，對(duì)腰錐型哈密瓜承載托輥進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，提出了一種雙錐壓縮式哈密瓜承載托輥的設(shè)計(jì)方法，并完成了其參數(shù)設(shè)計(jì)及受力分析，得到錐形滾子斜邊與中心軸線之間的夾角α29°，傾斜板角度為15°時(shí)彈簧剛度為0.048N/mm等重要參數(shù)。
　　5、完成哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置的制作，并進(jìn)行試驗(yàn)。

5、通過(guò)哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置傾斜板角度試驗(yàn)，驗(yàn)證并確定了哈密瓜與腰錐型哈密瓜承載托輥之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的臨界角度所在范圍4~8°和不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的最小安全角度所在范圍12~16°。通過(guò)哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置承載托輥性能對(duì)比試驗(yàn)，得到如下結(jié)論：1）在2、4、6噸/小時(shí)三種產(chǎn)量所對(duì)應(yīng)的運(yùn)行速度下，雙錐壓縮式哈密瓜承載托輥的穩(wěn)定率比腰錐型哈密瓜承載托輥的穩(wěn)定率分別高出約6％、10%、13%；2）在運(yùn)行速度由2噸/小時(shí)變化到6噸/小時(shí)的過(guò)程中，腰錐型哈密瓜

6、承載托輥的穩(wěn)定率下降了15%，而雙錐壓縮式哈密瓜承載托輥的穩(wěn)定率下降了8%；3）雙錐壓縮式哈密瓜承載托輥對(duì)不同大小的哈密瓜的適應(yīng)性要比腰錐型哈密瓜承載托輥好。通過(guò)哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作試驗(yàn)，驗(yàn)證了本文所設(shè)計(jì)的哈密瓜分級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的可行性，并確定了哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置的產(chǎn)量范圍為2~4噸/小時(shí)。
　　本文通過(guò)對(duì)哈密瓜分級(jí)試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與研究，完成了整機(jī)制作及試驗(yàn)，確定了該裝置的整體結(jié)構(gòu)及使用參數(shù)，為哈密瓜檢測(cè)分級(jí)裝備的研制