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1、2023年度机械毕业设计开题报告3篇（完整文档）机械毕业设计开题报告1一、本课题研究现状、研究目及意义1.研究现状：目前，国内对水果分级装备的研究起步较晚，商品化的水果品质检测分级设备比较少；但是，随着机器视觉技术的发展，有越来越多的下面是我为大家整理的2023年度机械毕业设计开题报告3篇（完整文档）,供大家参考。机械毕业设计开题报告1一、本课题研究现状、研究目及意义1.研究现状：目前，国内对水果分级装备的研究起步较晚，商品化的水果品质检测分级设备比较少；但是，随着机器视觉技术的发展，有越来越多的学者开始对苹果、柑橘、黄桃等水果的品质特征进行研究，并研制了部分水果检测分级装备。由于国内相关技术
2、的不成熟，现有的检测分级装置检测研究对象多为苹果、芒果、猕猴桃、柑橘等小型水果，而目前针对哈密瓜的分级研究基本上处在理论层面，还没有应用到实际生产中，仍需要进行继续深入的研究。目前，哈密瓜的市场需求量在逐年增加，因此迫切需要一种针对哈密瓜大小分级的设备及技术解决当前的问题。2.研究目的与意义：哈密瓜是新疆地区的名优特产，素有“瓜中之王”的美称，含糖量高，奇香袭人，不仅香甜可口，而且营养成分十分丰富，被誉为“水果皇后”.然而，目前哈密瓜采摘后的检测方式主要采用人工分拣方法，效率低下，随意性大，往往带有人的主观因素，造成分选不规范，分选精度低；同时分拣时间长，水果腐烂变质及客户等待时间较长等问题突
3、出，造成资源和时间的双重浪费，致使经济效益下降，最终影响了哈密瓜在市场上的竞争力。因此，对哈密瓜进行自动化分级显得尤为重要。本研究针对目前新疆哈密瓜主要依靠人工在田间地头进行分级的现状，设计了一种翻转式哈密瓜分级装置。二、本课题研究内容1总体设计1.1总体结构本装置包括机架、进料口、卸料口、传送系统、承载水果装置、控制系统和分级执行装置。传送系统包含电动机、同步皮带、主动链轮、从动链轮和链条输送带；控制系统包含对射式激光传感器、传感器支撑架、三菱PLC和PLC支撑架；分级执行装置包含分级执行装置支撑架、支撑轴、调速电机、凸轮和棘轮。1.2工作原理工作时，电动机带动传送系统工作，传送系统带动承载
4、水果装置工作，哈密瓜由进料口进入承载水果装置。当承载水果装置通过对射式激光传感器区域时，哈密瓜触发对射式激光传感器，按照所触发的对射式激光传感器的对数将哈密瓜分为大、中、小3个等级；对射式激光传感器将信号传给三菱PLC,通过预先设置好的程序使三菱PLC控制相应的调速电机转动，调速电机控制凸轮转动；凸轮通过转动使相应的水果托盘翻转，进而使哈密瓜进入相应的卸料口，实现哈密瓜的分级；拉伸弹簧拉动水果托盘回到初始位置，凸轮继续转动至初始位置后通过与棘轮作用停止转动，等待下一次转动。2哈密瓜承载装置设计2.1材料与方法本次试验材料选用品种为“金皇后（欣源蜜6号）”的成熟哈密瓜样本，样本个数为100个，产
5、地为新疆兵团农六师103团哈密瓜种植基地。根据当地瓜农的经验和哈密瓜的全生育期（85110天左右），在哈密瓜成熟期对此种哈密瓜进行两批次采收，每次均采收50个，且采收时间间隔不能超过3天，共得到100组有效试验数据。2.2水果托盘曲线确定通过对哈密瓜球度的计算，可以看出“金皇后（欣源蜜6号）”品种哈密瓜形状规则，接近于球形，因此需要设计一种类球形的水果托盘。选取哈密瓜理论*均纵径做为椭圆的长轴r1,哈密瓜理论*均横径做为椭圆的短轴r2,并选定用于设计水果托盘的曲线。2.3承载水果装置设计承载水果装置由转动轴、减震弹簧、水果托盘支撑座、水果托盘缓冲垫、装置支撑座、拉伸弹簧和水果托盘组成。其中，装
6、置支撑座与链条长销轴相联，减震弹簧固定在水果托盘支撑座和装置支撑座之间；水果托盘通过转动轴与水果托盘支撑座联接，其缓冲垫固定在水果托盘支撑座上，拉伸弹簧用于联接水果托盘和水果托盘支撑座。承载水果装置是哈密瓜分级装置中的关键部件，该装置中水果托盘的主要作用是实现哈密瓜承载传送和翻转；减震弹簧和水果托盘缓冲垫主要作用是当哈密瓜由进料口传送至水果托盘时实现减震和缓冲，避免哈密瓜出现损伤；拉伸弹簧的主要作用是当水果托盘翻转后将水果托盘拉回原位置。3分级系统设计3.1分级执行装置设计分级执行装置由凸轮、棘轮、支撑轴和调速电机组成。其中，支撑轴固定在分级执行装置支撑架上，棘轮固定在支撑轴上，凸轮绕支撑轴转
7、动。通过固定在分级执行装置支撑架上的调速电机带动凸轮绕支撑轴转动，凸轮在转动过程中通过与水果托盘作用，驱动水果托盘翻转，进而使哈密瓜翻转并实现哈密瓜的分级；凸轮每次工作后都回到初始位置，通过与棘轮的作用实现凸轮静止。3.2分级控制系统工作原理分级控制系统由多对对射式光电传感器、三菱PLC和调速电机组成。首先，通过试验获取哈密瓜相关数据建立哈密瓜质量-纵径数学模型，根据所建立的数学模型确定对射式光电传感器的安装位置，并确定哈密瓜经过传感器时触发传感器个数与哈密瓜质量的关系；然后，PLC通过获取传感器被触发个数的信息间接获取哈密瓜的等级信息，并根据间接获取的哈密瓜等级信息控制相应的调速电机转动；调
8、速电机控制凸轮旋转并驱动水果托盘翻转，最后完成哈密瓜的分级。三、实施方案：1哈密瓜表面清理及编号。对所采收的哈密瓜使用干毛巾进行表面清洗，用小刀切除果梗，并对哈密瓜进行编号，将编号为1100的记号纸贴在哈密瓜果梗处。2哈密瓜外形尺寸测量。对已经编号的哈密瓜样本，使用高度划线游标卡尺测量哈密瓜样本纵向长轴的长度a、横向短轴的两个长度b和c.其中，短轴的两个长度b、c测量方式是短轴处相互垂直的两个位置进行测量，通过公式求出哈密瓜的球度.在测量哈密瓜纵径时需要人工将哈密瓜竖立，由于竖立过程人工参与，可能存在一定的偏差，故此处均采取多次测量取*均值的方法。每个哈密瓜样本的尺寸数据测量3次并详细记录每次
9、所测量的数据，将每个哈密瓜样本的3组试验数据取*均值作为哈密瓜的尺寸数据，并最终以100个哈密瓜的*均横纵经值做为哈密瓜的理论横纵经值。四、进度安排：第1-4周实习调研、收集资料；第5周完成开题报告；第6-7周完成总体方案设计；第8-11周完成机械结构、驱动系统、控制系统设计计算；第12-15周绘制装配机总装配图、零件图；并绘制驱动系统原理图、控制系统原理图；第16周整理文档图纸完成毕业设计说明书；第17周校对所有设计内容参加毕业设计论文答辩。五、已查阅主要参考文献1朱培逸,王引佳,高珏,等.基于PLC和组态王的水果品质分级系统设计J.农机化研究,-106.2张俊雄,荀一,李伟,等.基于计算机
10、视觉的柑橘自动化分级J.江苏大学学报:自然科学版,-103.3安爱琴,余泽通,王宏强.基于机器视觉的苹果大小自动分级方法J.农机化研究,-166.4刘燕德,吴明明,孙旭东,等.黄桃表面缺陷和可溶性固形物光谱同时在线检测J.农业工程学报.5王运祥,马本学,贾艳婷,等.采用夹持果梗方法的水果检测分级机设计J.食品与机械,-110.6葛纪帅,赵春江,黄文倩,等.基于智能称重的水果分级生产线设计J.农机化研究,-130.7吴晓强,黄云战,赵永杰.基于运动控制器的苹果质量分级系统J.食品与机械,-116.8李晶,张东兴,刘宝.苹果分级机输送与翻转机构设计J.农业机械学报,-161.机械毕业设计开题报告2
11、1、 目的及意义(含国内外的研究现状分析)本人毕业设计的课题是”钢坯喷号机行走部件及总体设计”,并和我的一个同学(他课题是“钢坯喷号机喷号部件设计”)一起努力共同完成钢坯喷号机的设计。我们的目的是设计一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来取代用人工方法在钢坯上写编号。对钢坯喷号是钢铁制造业必然需要存在的一个环节，这是为了实现质量管理和质量追踪。我们把生产钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号，适当的写在钢坯的表面。这样就在钢铁厂的后续检验或在客户使用过程中，如果发现钢坯的质量有问题，就可以根据这个编号来追踪到生产这个钢坯的连铸机、
12、炉座、炉号、流序及时间等重要信息，及早的发现并解决生产设备中存在的问题。目前，在国外像日本、美国等一些发达国家已经实现了对钢坯的自动编号，虽然其辅助设备较多，价格较贵，但大大提高生产的自动化进程和效率。并且钢坯喷号机具有设备利用率高、位置精度高、可控制性能好等优点。而在国内，除了少数的几家大型钢铁企业(宝钢、鞍钢等)引进了自动钢坯喷号机，大部分的钢铁企业仍然处在人工编号的阶段。实现钢坯喷号的机械化和自动化是提高生产效率和降低生产成本的重要途径之一，钢坯喷号机无论在国内还是国外都会有很大的市场。一方面因为人工的工艺流程不但浪费了大量的能量，而且打断了生产的自动化进程，从而致使生产效率降低，生产成
13、本增加。另一方面由于生产钢坯的车间温度很高，有强烈的热辐射，同时还有大量的水蒸气和粉尘，因此对其中进行人工编号的工人的劳动强度非常大，并且对身体是一种摧残，容易得职业病。所以无论从那个方面看都急需一种价格相对便宜，工作性能可靠的钢坯喷号机来代替人工编号。作为一个大学生，毕业设计对我来说是展示我大学四年学习成果的一个机会，也是对我的综合能力的一个考验。我本人对“钢坯喷号机行走部件及总体设计”的课题也非常感兴趣，我一定会努力完成这次毕业设计的。总的来说，钢坯喷号机对于钢铁厂和这次毕业设计对于我都是具有现实意义的。2、基本内容和技术方案本课题是基于机械设计与电子控制结合的技术来设计钢坯喷号机。经连连
14、轧的钢坯规格为160mm*200mm的方形钢坯，用切割机割成定长，由300mm宽的输出通道送出。1.基本内容先拟定钢坯喷号机的总体方案，然后确定钢坯喷号机行走部件的传动方案及结构参数，最后画出钢坯喷号机行走部件的装配图以及零件图。2.系统技术方案(1)工作过程：启动机器PLC控制步进电机带动钢坯喷号机到相应的位置，按下启动键发送控制信号传到控制部件(PLC)，控制部件发出控制命令给执行部件(主要是行走部件及喷号部件，行走部件带动喷头靠近钢坯表面，然后喷头进行喷号)，喷号完成后喷头上升并清洗号码牌。再次移动喷号到下一个钢坯处。(2)要求实现的功能：行走部件功能(喷号机整体左右的移动，喷号部件的上
15、下前后移动，喷头的左右移动)、喷号部件功能(喷头喷号，清洗号码牌，号码牌的更换)。其中号码为(09)十个数字，号码可以变化更换。每个号码大小为35mm*15mm，号码间距为5mm。(3)实现方案：行走功能的实现：由于在钢坯上喷号并不需要很精确的定位，所以采用人工控制步进电机的方式移动整体喷号机来粗调。采用液压缸提供动力来推动喷号部件，并采用行程开关控制电机来实现喷号部件上下移动，下行程开关可以控制喷号部件与钢坯表面之间的间距和发出信号使喷头开始喷涂料并向右移动。采用液压缸推动，滚轮在导架上滚动的方式实现喷好机构的前后移动，并采用行程开关控制电机来实现喷头的左右移动，右行程开关可以控制喷头停止喷涂料并回到初始位置和喷号部件向上移动。喷号功能的具体实现方案由和我一组的同学确定。3、进度安排3-4周 认真阅读和学习有关资料和知识，并翻译英文文献5-7周 钢坯喷号机行走部件的传动方案及总体设计8-9周 确定钢坯喷号机行走部件结果参数10-13周 完成钢坯喷号机行走部件装配图及零件工作图14-15周 准备并进行毕业答辩机械毕业设计开题报告3一、课题依据及意义
