哈密瓜分級試驗裝置的設計與研究.pdf

1、哈密瓜作為中國新疆地區(qū)特色水果，是新疆地區(qū)的地理標志性產(chǎn)品。隨著國民經(jīng)濟的不斷提高，消費者對哈密瓜的品質(zhì)要求也越來越高，要實現(xiàn)哈密瓜的品牌戰(zhàn)略，就必須提高當前哈密瓜的產(chǎn)后處理水平。然而目前國內(nèi)對哈密瓜的檢測分級仍然采用人工分級的方法，不但勞動量大，而且生產(chǎn)效率低下，因此，急需研制出一種哈密瓜檢測分級裝備，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，綜合利用現(xiàn)代機械設計方法，針對當前基于機器視覺技術的哈

2、密瓜檢測分級需求，設計了一種新型哈密瓜分級試驗裝置，并完成了對其關鍵部件的創(chuàng)新設計和試驗，確定了整機參數(shù)及性能。論文主要研究成果如下：
　　1、本文在總結(jié)原有哈密瓜分級機械基本原理的基礎上，提出了一種基于單滾子斜面推動原理的哈密瓜分級試驗裝置的設計方法，成功實現(xiàn)了哈密瓜在輸送過程中的旋轉(zhuǎn)功能，為哈密瓜的在線連續(xù)檢測分級提供理論支持。
　　2、通過試驗采集了100個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，并在此基礎上利用三維Pro/ENGINEER軟件完成了哈密瓜分級試驗裝置的整體結(jié)構(gòu)和參數(shù)設計。
　　3、根據(jù)哈密瓜的形狀特點和基本圖像信息，提出了一種基于MATLAB離散點擬合的腰錐型哈密瓜承載托輥的設計方法。通過對100個哈密瓜樣本邊界離散點數(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，計算結(jié)果表明該曲線模型與實際哈密瓜輪廓曲線之間的相關系數(shù)R-square為0.9496，標準誤差

4、RMSE為10.73，并以此哈密瓜平均輪廓曲線模型為基礎，完成了腰錐型哈密瓜承載托輥的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設計。
　　4、根據(jù)哈密瓜的質(zhì)量、橫徑、縱徑等基本物料數(shù)據(jù)，對腰錐型哈密瓜承載托輥進行改進和創(chuàng)新，提出了一種雙錐壓縮式哈密瓜承載托輥的設計方法，并完成了其參數(shù)設計及受力分析，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°時彈簧剛度為0.048N/mm等重要參數(shù)。
　　5、完成哈密瓜分級試驗裝置的制作，并進行試驗。

5、通過哈密瓜分級試驗裝置傾斜板角度試驗，驗證并確定了哈密瓜與腰錐型哈密瓜承載托輥之間發(fā)生相對滑動的臨界角度所在范圍4~8°和不發(fā)生相對滑動的最小安全角度所在范圍12~16°。通過哈密瓜分級試驗裝置承載托輥性能對比試驗，得到如下結(jié)論：1）在2、4、6噸/小時三種產(chǎn)量所對應的運行速度下，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）在運行速度由2噸/小時變化到6噸/小時的過程中，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不同大小的哈密瓜的適應性要比腰錐型哈密瓜承載托輥好。通過哈密瓜分級試驗裝置分級執(zhí)行機構(gòu)的動作試驗，驗證了本文所設計的哈密瓜分級執(zhí)行機構(gòu)的可行性，并確定了哈密瓜分級試驗裝置的產(chǎn)量范圍為2~4噸/小時。
　　本文通過對哈密瓜分級試驗裝置的設計與研究，完成了整機制作及試驗，確定了該裝置的整體結(jié)構(gòu)及使用參數(shù)，為哈密瓜檢測分級裝備的研制