基于fischertechnik的自動化草莓采摘分揀包裝機設計

張鑒 廖建飛 張露 陳小圻

摘 要：文章研究的草莓采摘分揀包裝機以fischertechnik（即慧魚）為基礎，圍繞現代化大棚種植的草莓其柔軟性、成熟度、大小差異、包裝方式等問題展開研究和實驗，設計出實現草莓采摘、分揀、包裝一體化作業的草莓采摘分揀包裝機，設計過程中，通過德國慧魚創意模型拼接出實物并利用ROBO Por編寫了控制程序來驗證其功能。

關鍵詞：草莓采摘分揀包裝機;整體布局;慧魚

中圖分類號：TB482

文章編號：2095-624X（2019）04-0027-01

一、草莓采摘分揀包裝機的整體布局設計

本文所設計的草莓采摘分揀包裝機（下文用“裝置”代替）所應用的工作環境定位于現代化大棚種植，在草莓的大棚種植中，其壟的橫截面為梯形，高20厘米，下底寬60厘米，上寬（壟面寬）40厘米，因此，在選擇采摘機械臂時，選擇十字坐標機械臂，可以實現壟側面任意位置草莓的采摘。

目前市場上草莓多分大小售賣，為迎合市場需求，將分揀部分設計為大小分揀，然后分別完成大小包裝。

綜上所述，設計出如圖1所示裝置的整體布局圖及實物圖。

二、草莓采摘分揀包裝機各部分的設計

1.采摘部分設計

本設計中，采摘部分采用十字坐標機械臂進行采摘，如圖2左圖所示（由于對稱布置，只對左側進行標注與說明）。機械臂采用對稱布置，即草莓行壟兩側各放置一個，機械臂主要由柔性機械爪3、豎臂2、橫臂1所組成。

2.分揀部分設計

分揀部分主要用于判斷草莓大小，并將大小草莓分別運送至包裝裝置，該部分判斷草莓大小時通過傳感器來進行判斷。

在慧魚模型中，其草莓的大小判斷可通過光敏電阻加燈泡來進行判斷，如圖2右圖所示，草莓在其光敏電阻與燈泡中間，當燈泡發出光時，草莓會因為其大小影響擋光性，光敏電阻所接收到的光源會反應成一個數值變化的模擬量，由此來判斷草莓大小。

3.包裝部分設計

本文所設計的裝置中，包裝分為大草莓包裝部分及小草莓包裝部分，兩部分分別位于裝置兩側，獨立運行，兩個包裝部分均采用包裝盒裝放草莓，然后通過保鮮膜進行封閉。

三、結語

本裝置通過solid works建模仿真及德國慧魚實物模型搭建，通過編寫ROBO Por程序控制，在試運行中，可基本完成上述功能，并達到良好的采摘效果;在各部分結構設計中，利用ansys有限元分析對各支撐結構及運動區域進行應力分析，并不斷改進，以達到運行標準為目的。

本裝置結合自動化、機械、傳感器等領域的技術，對草莓進行有效采摘，應用于市場可填補市場空缺，實用價值較大。

參考文獻：

[1]郝志偉，劉思聰，程亞亞，等.新型硬幣分揀包裝機的設計[J].科技創新導報，2016（22）：68-70.

[2]劉靜，黃聲德，張義猛，等.基于慧魚模型的水果包裝系統設計與搭建[J].包裝工程，2018（5）.