摘要
摘果机技术毫无疑问是未来的战略性高技术，充满机遇和挑战。目前，国际上摘果机市场大概有80亿至100亿，其中工业摘果机占的比重最大。2025年，整个摘果机市场将达到500亿，服务摘果机从原来的300多万台增加到1200多万台，特种摘果机（如：农业摘果机、排爆摘果机、医疗摘果机等）的呼声也越来越高。另外，微软等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与摘果机的研制。
本课题来源农业相关摘果机——摘果机。随着摘果机技术的发展国内外开始探索相关技及先进成果应用在农业领域，其中果实采摘收割摘果机是农业领域中相对大的比重，相关摘果机随着技术进步及相关经验的成熟会为人们解放劳动力、提高工作效率等方面有不可估量的前景。
本文运用大学所学知识，设计了一款轮式摘果机，本摘果机通过轮式底部结构可自由行进并用5轴式机械臂结构可有效采摘果树上的苹果。为进一步探索苹果采摘相关摘果机的研发提供了相关经验及依据，并对进一步论证相关技术有了实验的摘果机。
关键字：摘果机、农业，苹果采摘，轮式摘果机
I
Robotics is undoubtedly a strategic high-tech future, full of opportunities and challenges. Currently, the international market, there are about robot 8 to 10 billion, which accounts for the largest proportion of industrial robots. 2025, the entire robot market will reach 50 billion, the service robot from the original more than 300 million units to 12 million units,Special robot (eg: agricultural robots, EOD robots, medical robots, etc.) are increasingly vocal. In addition, Microsoft and other IT companies, Toyota, Mercedes-Benz and other car companies, and even furniture, sanitary ware enterprises have involved in the development of the robot.
The sources of agriculture-related topics robot - apple picking robots. With the development of robot technology at home and abroad began to explore the application of relevant technologies and advanced achievements in the field of agriculture, where the fruit harvest picking robot is agriculture relatively large proportion of the relevant robot as technology advances and experience of mature people will liberate labor force improve work efficiency and so have immeasurable prospects.
In this paper, the university is knowledge, designed a wheeled robot apple picking, apple picking this wheeled robots can travel freely and bottom structure with a 5-axis robot arm structure can effectively picking apples fruit trees. To further explore the development of apple picking robot provides relevant and in accordance with relevant experience, and further related technology demonstration experiments with robots.
Key words: Robot,Agriculture,Apple picking ,Wheeled robot
摘要 ............................................................. I Abstract ........................................................ II 1 引言.. (1)
1.1课题的来源与研究的目的和意义 (1)
1.2摘果机的用途 (2)
1.3采摘果机的特点 (2)
1.4本课题研究的内容 (3)
1.5 UG设计基础 (4)
2 摘果机的创新设计 (6)
2.1摘果机的总体方案图 (8)
2.2摘果机的工作原理 (10)
3 摘果机部分零部件选型及校核 (12)
2.3.1部分电机计算 (14)
2.3.2联轴器的选型 (16)
2.3.3轴承的选型计算 (18)
4 摘果机的三维建模 (19)
4.1总体结构三维建模 (20)
4.2底部轮式车三维建模 (20)
4.3电动气缸的三维建模 (21)
结论 (22)
致谢 (23)
参考文献 (24)
1引言
1.1课题的来源与研究的目的和意义
摘果机与智能装备产业是高度集成微电子、通信、计算机、人工智能、控制和图像处理等学科最新科研和产业成果的前沿高新技术产业，是拟建的江苏省（常州）工业技术研究院的服务的产业核心和研发的产业立足点。直接影响生活最优化和智能化的摘果机技术是摘果机与智能装备产业的技术核心，推进着未来摘果机与智能装备领域的科技创新力和产业竞争力。
摘果机技术是一种是以自动化技术和计算机技术为主体、有机融合各种现代信息技术的系统集成和应用。经过半个多世纪的发展，摘果机技术在工业生产领域得到了广泛的应用，极大地提升了生产品质并成功解放了劳动力资源。作为高技术领域中重要的前沿技术之一，摘果机技术具有前瞻性、先导性的特点，对学术研究、产业升级、培养创新意识、保障国家安全、引领未来经济社会的发展有着十分重要的作用。目前，相关领域的技术突破，从根本上为提升摘果机技术的学术研究提供了必要的支持，为摘果机的应用范围拓宽了道路，已涵盖国防、航空航天、工业生产、服务、老人康复、教育甚至普通家庭生活，一场新的摘果机技术研究高潮和发展契机业已到来。
摘果机技术毫无疑问是未来的战略性高技术，充满机遇和挑战。目前，国际上摘果机市场大概有80亿至100亿，其中工业摘果机占的比重最大。2025年，整个摘果机市场将达到500亿，服务摘果机从原来的300多万台增加到1200多万台，特种摘果机（如：排爆摘果机、医疗摘果机等）的呼声也越来越高。另外，微软等IT企业，丰田、奔驰等汽车公司，甚至还有家具、卫生洁具企业都纷纷参与摘果机的研制。
美国和日本多年来引领国际摘果机的发展方向，代表着国际上摘果机领域的最高科技水平。目前，日本除了比较关注特种摘果机和服务摘果机以外，还注重中间件的研制。然而，近年来日本基本上在做模仿性的工作，突破性技术比较少。而美国在摘果机领域的技术开发方面，一直保持着世界领先地位。再有，美国主要做高附加值的产业，比如军用摘果机，目前世界销售的9000台军用摘果机之中，有60%来自美国。比如：美国最近研制成功的Big Dog军用摘果机，能负重100公斤，行进速度跟人相当，每小时达到五公里，还能适应各种地形，即使是在侧面受到冲击时也能保持很好的系统稳定性。
在各种摘果机中，工业摘果机应用较早，发展最为成熟。同时，技术的不断进步一直在牵引着摘果机学科的发展，使摘果机的应用领域从工业摘果机扩展到特种摘果机和服务摘果机等。摘果机技术也正越来越深刻地影响着我们的生活。摘果机不但将在工厂、实验室与人一起工作，还将在车站、机场、码头、交通路口为人们指引路径、回答问题、帮助行人。摘果机还将步入千家万户，为老人端茶送水，护理伤病人等等。未来摘果机将会越来越广泛地进入人类社会，人类对摘果机的依赖会如同现时对待计算机一样，即使是短时间的离开都可能会造成很大不便。
摘果机化是先进制造领域的重要标志和关键技术，针对先进制造业生产效率提高的诸多瓶颈问题，尤其是在汽车产业中，摘果机得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压铸、锻造等)、机械加工、焊接、热处理、表面涂覆、上下料、装配、检测及仓库堆垛等作业中，摘果机都已逐步取代了人工作业。目前汽车制造业是所有行业中人均拥有摘果机密度最高的行业，如2004年德国制造业中每
1万名工人中拥有摘果机的数量为162台，而在汽车制造业中每1万名工人中拥有摘果机的数量则为1140台；意大利的这一数值更能说明问题，2004年意大利制造业中每1万名工人中拥有辅助操作的摘果机数量为123台，而在汽车制造业中每1万名工人中摘果机的拥有数量则高达1600台。
在国外，应用于制造业的摘果机取得了较显著进展，已成为一种标准设备而得到工业界广泛应用，从而也形成了一批在国际上较有影响力的、知名摘果机公司。如德国的KUKA、瑞典的ABB、日本的安川等。据专家预测，摘果机产业是继汽车、计算机之后出现的一种新的大型高技术产业。据联合国欧洲经济委员会(UNECE)和国际摘果机联合会(IFR)的统计，2002年至2004年，世界摘果机市场年增长率平均在10%左右，2005年达到创纪录的30%，2007年全球摘果机实际安装量达到650万台，摘果机安装量比2006年增加3%，达到了114365台。据统计，近年来全球摘果机行业发展迅速，2008年全球摘果机行业总销售量比2006年增长25％。而无论在使用、生产还是出口方面，日本一直是全球领先者，目前日本已经有130余家专业的摘果机制造商。世界各国主要行业对摘果机的需求详见图1所示。
（图1 世界各国主要行业对摘果机的需求分布）
由于机械工程的知识总量已扩大到远非个人所能全部掌握，一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割，视野狭窄，不能统观和统筹稍大规模的工程的全貌和全局，并且缩小技术交流的范围，阻碍新技术的出现和技术整体的进步，对外界条件变化的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭，考虑问题过专，在协同工作时配合协调困难，也不利于继续自学提高。因此自20世纪中、后期开始，又出现了综合的趋势。人们更多地注意了基础理论，拓宽专业领域，合并分化过细的专业。综合-专业分化-再综合的反复循环，是知识发展的合理的和必经的过程。不同专业的专家们各具有精湛的专业知识，又具有足够的综合知识来认识、理解其他学科的问题和工程整体的面貌，才能形成互相协同工作的有力集体。综合与专业是多层次的。在机械工程内部有综合与专业的矛盾；在全面的工程技术中也同样有综合和专业问题。在人类的全部知识中，包括社会科学、自然科学和工程技术，也有处于更高一层、更宏观的综合与专业问题。
1.2摘果机的用途
本文所设计摘果机虽然尚无法取代人工作业，但是对摘果机应用到农业采摘相关技术奠定了实践
基础，并对进一步实验带来了可操作的实验平台，对累积相关制作技术有很好的验证作用。
1.3 摘果机特点
本文所设计摘果机是一种电机驱动轮式5轴摘果机，整体结构包括两自由度的移动载体和三自由度带夹持器的机械臂。摘果机主体使用铝板材料和工程塑料组装成摘果机机体，结构轻巧，方便在车体上增加模块。
移动底盘：
为了适应多变的开放式的苹果园地面环境，选用农用拖拉机式移动小车作为移动底盘。上面加装了主控电路板，采摘辅助装置，多种传感器，电源模块等。
传动结构：
主要包括机械手腰部，大臂，小臂部分。其转动均采用交流伺服电机作为驱动源，选用行星齿轮减速器对电机进行减速，同时提高最终的输出扭矩。直接选用电动推杆作为小臂伸缩的部件，在伸出杆的末端通过螺丝连接相应旋转法兰盘组件与末端执行器固连。末端执行器初步选定使用夹持机构将果实夹紧并采摘。
1.4本课题研究的内容
本论文主要研究运用UG对全自动摘果机进行设计。在设计过程中，了解UG的各种功能。
UG公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，总部位于马萨诸州的康克尔郡（Concord,Massachusetts）内。当初的目标是希望在每一个工程师的桌面上提供一套具有生产力的实体模型设计系统。从1995年推出第一套UG三维机械设计软件至今已经拥有位于全球的办事处，并经由300家经销商在全球140个国家进行销售与分销该产品。1997年，UG被法国达索（Dassault Systemes）公司收购，作为达索中端主流市场的主打品牌。UG软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统。由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，UG公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得UG每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名。从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖。其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE 连续4年授予UG最佳编辑奖，以表彰UG的创新、活力和简明。至此，UG所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。
由于UG出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将UG全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的UG以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司。UG三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。
由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术。UG成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的UG软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、
医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过UG的培训课程。
据世界上著名的人才招聘网站检索，与其它3D CAD软件相比，UG相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这一事实说明了越来越多的工程师和设计者使用UG三维软件，越来越多的企业需要UG人才。UG软件功能强大，易于操作，界面人性化，技术创新，组件繁多是UG的五大特点。使得UG三维软件成为目前全球领先的三维CAD解决方案。UG在设计时能够为用户提供不同的设计方案，通过方案的筛选，工程师能从中选择合适的方案，从而在设计过程中降低设计的错误以及提高产品质量。在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，UG是设计过程比较简便又通俗易懂的软件之一。它不仅提供如此人性化的系统，同时对每个工程师和设计者，乃至整个机械行业提供了良好的发展基础。UG软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，UG公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得UG每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予UG最佳编辑奖，以表彰UG的创新、活力和简明。至此，UG所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。由于UG出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将UG全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的UG以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，UG三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。
由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，UG成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的UG软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过UG的培训课程。
据世界上著名的人才网站检索，与其它3D CAD系统相比，与UG相关的招聘广告比其它软件的总和还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用UG，越来越多的企业雇佣UG人才。据统计，全世界用户每年使用UG的时间已达5500万小时。在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把UG列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如哈尔滨工业大学、清华大学、浙江工业大学、浙江大学、华中科技大学、北京航空航天大学、大连理工大学、北京理工大学、武汉理工大学等也在应用UG进行教学。UG软件功能强大，组件繁多。 UG有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得UG 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。UG 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。UG 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。
UG在现今社会阶段逐渐广泛应用，并且UG公司对中国市场重点开发，日后UG应用将会更加完善，更加普遍。通过前文对UG的深入了解后，往后会对UG进行个别应用的分析，如建模，装配，工程图，力学分析等。
UG软件功能强大，组件繁多。 UG有功能强大、易学易用和技术创新三大特点，这使得UG 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。UG 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。UG 不仅提供如此强大的功能，而且对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。
2 摘果机的创新设计
2.1 摘果机的总体方案图
根据设计要求及自己确定的总体结构简图如图1。
图1
其中设备总体分10部分，1部分为控制部分、2传感器组件、3行走小车组件、4摘果机腰部组件、5大臂辅助组件、6大臂组件、7小臂之电动伸缩组件、8小臂组件、9旋转法兰组件、10末端执行器。各部分由电机驱动并通过通过齿轮、轴、电动缸等进行有效链接配合产生作用。其中控制部分中含有蓄电池和集中控制线路由通过传感器接受信息并处理运动、工作、执行命令相关动态信息及时指挥摘果机采摘苹果。
2.2 摘果机的工作原理
为了达到摘果机采摘苹果的目的，个人制作了两种方案并比较。
1.方案1方案简图：
动力源：
摘果机伺服驱动系统的作用是为摘果机提供动力并且控制其按照运动控制器的指令到达预定位置。因为交流伺服电动机具有无电刷和换向器、惯量小、适应于高速大转矩的优点,所以,摘果机的 4个关节均采用交流伺服电动机作为驱动源。综合考虑使用性能和经济性, 选用日本安川公司∑-Ⅱ系列交流伺服系统。
传动方式的选择：
摘果机关节需要的是低转速、大转矩的动力,而交流伺服电动机驱动系统输出的是高转速、低转矩的动力。因此, 摘果机的腰关节、小臂和腕部均采用交流伺服电动机串接谐波减速器结合齿轮机构的传动方式。
为了增加传动稳定性，和控制灵活度，固增加连杆机构，辅助程序控制。连杆机构也是配以伺服电机进行控制。
末端执行器：
接近机构设计
由直线步进电动机的丝杠螺母结构、机架、滑块和导杆构成。
夹持机构
直线步进电动机的丝杠螺母结构、滑块和机架
旋转采摘机构
由安装于腕部的减速步进电动机、连接件Ⅰ和连接件Ⅱ构成。减速步进电动机机体通过连接件Ⅰ与机架Ⅱ固联，减速步进电动机输出轴通过连接件Ⅱ与机架Ⅰ固联，减速步进电动机旋转带动连接件Ⅱ相对连接件Ⅰ转动。减速步进电动机旋转角度通过设定脉冲数实现，电动机的最大扭矩可达6N?m。
2.方案2方案简图：
传统摘果机结构简图
整体结构包括两自由度的移动载体和三自由度带夹持器的机械臂。摘果机主体使用网孔铝板材料和工程塑料组装成摘果机机体，结构轻巧，方便在车体上增加模块。
移动底盘：
为了适应多变的开放式的苹果园地面环境，选用履带式移动小车作为移动底盘。上面加装了主控电路板，采摘辅助装置，多种传感器，电源模块等。
传动结构：
主要包括机械手腰部，大臂，小臂部分。其转动均采用交流伺服电机作为驱动源，选用行星齿轮减速器对电机进行减速，同时提高最终的输出扭矩。直接选用电动推杆作为小臂伸缩的部件，在伸出杆的末端通过螺丝连接相应法兰盘与末端执行器固连。
末端执行器：
末端执行器初步选定使用夹持机构将果实夹紧，再利用剪刀将果柄剪断，这种方法需要精确的检测果柄的位置，之后通过精确调整末端执行器的位置和姿态，其系统的控制难度稍难。
其主要通过动力源，切割机构，接近机构，夹持机构，传感控制系统组成。
接近机构设计:
由电动机的丝杠螺母结构、机架、滑块和导杆构成。
夹持机构：
电动机的丝杠螺母结构、滑块和机架
切割机构：
由刀架和双面刀片组成。
3.方案比较：
上述两种方案中，方案1采用了传统的机械手臂结构，为底盘-支持机构-腰关节-肩关节-肘关节-末端执行器的传动方案。相比较来讲，方案2采用的是底盘-支持机构-大臂-小臂-末端执行器的方式，而通过连杆辅助大臂的方式，使其控制能力更灵活。方案1的传动过程比较复杂，包括了3个阶段，而且稳定性不如方案2，同时对于3个传动关节的程序控制也要求更高。而方案2采用的是连杆辅助，只有2个传动关节，大臂和小臂，对控制系统要求更低，同时，在连杆的辅助下，其稳定性更强，控制能力也更高。
另外1点不同在于末端执行器的采摘方式不同，方案1采用的是旋转采摘法，通过机构系统夹持果实，再通过旋转的方式使果实与果柄分离，从而完成果实采摘。而方案2首先通过夹持机构将果实夹紧，之后利用切割机构，通过刀片对果柄进行切割，使果实与果柄分离，从而完成果实采摘。2种方案都需要对果实的具体位置进行精确判断，但是方案1不需要对果柄的位置进行仔细判断，而方案2需要，从这点上来讲，方案2对传感系统的要求更高。但是方案1通过旋转采摘容易造成果实损伤，而方案2通过切割机构可以保证果实本身的完整性，从这点上来讲，方案2更优。同时旋转采摘的成功率明显没有切割采摘的高，因为每个果实的连接程度不同，这样导致了旋转次数和强度如果固定在一个范围内不能保证果实采摘成功率。因此综上考虑，选择方案2比较好。所选定方案2工作原理
方案2主要包括机械手腰部，大臂，小臂部分。其转动均采用交流伺服电机作为驱动源，选用行星齿轮减速器对电机进行减速，同时提高最终的输出扭矩。直接选用电动推杆作为小臂伸缩的部件，在伸出杆的末端通过螺丝连接相应旋转法兰盘组件与末端执行器固连。末端执行器初步选定使用夹持机构将果实夹紧并采摘。
2.3 抛磨机主要零部件选型及强度校核计算
2.3.1大臂，小臂及连杆伺服电机设计
首先，摘果机共有5个自由度：腰部升降，腰部转动，大臂俯仰，小臂摆动，小臂伸缩等五个自由度，是一种五自由度串联关节型摘果机，自由度配置为P-RRR-P。
机械手尺寸大致规格如下：
1.）题设中给出，苹果的重量为1KG ，工作最高高度为3m(即b 为3m)，工作半径为1.5m 从图中可以初步定义，小车高度，腰部，大臂，小臂，伸缩行程，末端执行器的长度依次为d1，L2,L3,L4,d5和Lm,具体实际情况和摘果机学原理可知：
根据仿生学原理，大臂长度应等于小臂加上末端执行器长度0.3，因此： L3=L4+Lm=L4+0.3m
由于结构限制，小臂伸缩的行程应小于或等于小臂长度的一半,再加上伸缩其他结构长度： d5=1/2*L4=0.45m
由于摘果机具体参数需要通过Matlab 仿真，这里初步算出：
d1=0.68m L3=0.62m L2=1.2m l4=0.9 d5=0.45
2.）而苹果的重量为1kg 。末端执行器及旋转法兰组件重量为4kg 。
其中减速机减速比k 为100、电机转速n 为100 ，则根据扭矩与功率公式：
η??≥
k n T P 9550
小臂的最大转矩为：
T=（0.9+0.45）*9.8*5=66.15 N ·m
由此带入可得P=0.4KW 电机，安全系数选S=2
η??=
k n T P 9550*S=0.4kw
根据国标，安全系数选2 ，可选用1台3000转0.4KW 司服电机，减速比100的减速机。
苹果、末端执行器、旋转法兰组件小臂重量为10kg 。
大臂的最大转矩为：
T=（0.9+0.45+1.2）*9.8*10=249.9 N ·m
由此带入可得P=0.4KW 电机，安全系数选S=2
η??=
k n T P 9550*S=0.8kw
根据国标，安全系数选2 ，可选用1台3000转伺服1KW,MSMJ-10-2电机，减速比100的减速机。
2.3.2驱动轮电机设计
驱动电机的功率由摘果机质量M 、运行速度V 、驱动轮直径来确定[27]。计算和分析摘果机受力情况时，假设摘果机在平地上直线加速行驶，不考虑摘果机在行驶过程中的产生空气阻力。
采用分离法建立驱动轮的受力模型如图 2.3。其中， 1 M 为作用于驱动轮的驱动力矩，P 1为驱动轮上的载荷， G 1为驱动轮的重力，N 1 为地面对驱动轮的法向反作用力，F1 为地面对驱动轮的切向反作用力， f1 为驱动轴对驱动轮的阻力。假设在加速过程中，轮子作瞬时纯滚动。
可以得出驱动轮的力的平衡方程为：
实际驱动力要克服三种部分阻力，即由驱动轴传来的阻力、驱动轮本身的滚动阻力和驱动轮
本身的加速阻力。而后者而后者又由平移质量产生的加速阻力和由旋转质量产生的加速阻力
组成。
从动轮受力模型如图 2.4。其中，P 2为从动轮上的载荷，G 2为从动轮的重力，N2为地面对从动轮的法向反作用力，F 2为地面对从动轮的切向反作用力，f2从动轮的推力。可以得出从动轮的力的平衡方程为：
可以得出车体的力的平衡方程为：
由以上的式2.2、2.4 和2.5 三个方程，联立锝：
由此可知，摘果机的驱动力用来克服车轮的滚动阻力、摘果机平移质量的加速阻力和车轮旋转质
量的加速阻力。因此驱动力必须大于滚动阻力才能加速行驶，若驱动力小于滚动阻力摘果机则无法
启动，所以有
上式中、N1，N2是地面作用在轮子上的法向作用力，M1由轮子、车体的质量决定，根据此关系式可以确定电机锝输出转矩。
由此确定电机的功率,其中，K 为安全系数。
取小车车体60Kg ，驱动轮直径为280mm ，预计行走速度为1m/s ，安全系数K 为2，则可选择电机的功率约为
横向轨道驱动电机所带动重量为
G 总=g M ?1=588N
轮子需要克服摩擦力为
f ?=总阻力G F =11.76N
η??≥
k n T P 9550
其中T==?1000阻力F r 1.7m N ?
移动速度约为1m/s ，两驱动轮的直径为280mm ，则后轮的转速为：
计算得 68r/min ，电机实际转速为3000rpm ，因此传动比约为45，因此选择型号为26/1S 45：1 的减速箱.
η??=
k n T P 9550*S=40w
根据实际需求和结构要求，选择Faulhaber 电机产品中的2657系列直流电机，所选电机型号为2657W024CR+IE2-512。该电机参数如表2.1 所示，
表 2.1 电机参数表
型号 2657W024CR
额定电压 24 V
输出转矩 3.5 Nm
输出转速 6400 rpm
空载电流 0.058 A
转速常数 286 rpm/V
转矩常数 34.8 mNm/A
2.3.3 轴承选型
轴承的选择并不是只考虑轴径一个因素，还要考虑到轴承的性能，一般要考虑到其寿命、可靠度（指该轴承达到或超过规定寿命的概率）、静载荷、动载荷、额定寿命、基本额定寿命、基本额定载荷等等很多因素。最主要的是允许空间、载荷的大小和方向、轴承工作转速、旋转精度、轴承的刚性（一般磙子轴承的刚性大于球轴承）、轴向游动、安装和拆卸。因为在本设计的轴上径向载荷大，轴向载荷小，而且存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的问题，所以选用调心滚子轴承，因为调心磙子轴承主要承受径向载荷，也可同时承受少量的双轴向载荷，而圆锥磙子轴承有打的锥角可承受大的径、轴向联合载荷。所以选用（双列向心）圆锥磙子轴承，有双内圈，并是可分离的轴承，根据d=32mm,由参考资料2P7－356 表7－2－78 带紧定套的调心滚子轴承（GB/T288-1994），选用22218CK/W33+H318轴承，其基本额定载荷为r C =240KN,0r C =322KN, 根据轴承选用配套的轴承座，参考资料2P7-43表7-2-105 适用圆锥孔的异径孔滚动轴承座(GB/T7813-1998) SNK 型轴承座，可选用SNK316型的轴承。
3 摘果机三维建模
3.1总体的三维建模
3.2 底部轮式车的三维建模
3.3 电动缸的三维建模
结论
在最近一段时间的毕业设计，使我们充分把握设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是全自动摘果机的设计与创新，通过初期的定稿，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可做得好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。
摘花生机的结构设计 指导老师：XXXXXX 中文摘要 花生摘果装置是在传统的全喂入式摘果装置的基础上为降低花生的破碎率,降低能耗等问题上而定型的,与传统的摘果装置相比,最大的不同是采用的半喂入方式,这种方式功耗少,可靠性高,摘净率好,破损少。适合于干花生蔓藤的花生摘果生产,小型方便,较合适家庭作业。以电动机为动力源,动力由电动机输出轴输出,再通过传动带传递到滚筒上,由滚筒摘选杆转动打击使花生脱离茎杆,果实及杂物通过凹版孔落下,打碎的茎秆由出料口排出,落到风机吸杂口排杂,选出干净的果实从而完成全过程。由于这里不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等）,此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要其他资料的朋友,请加叩扣:2215891151 关键词：摘果装置；花生；能耗,结构,设计； The defloration vital structural design Abstract:Half feeding type peanut picker is rigid in the traditional all feeding type picker device based on the reduce the rate of peanut broken and power consumption. Compared to the traditional picker device, the biggest difference is the use of the half feeding type, and this type have low power consumption ,reliable working process, high picker off, and litter broken peanut. This device is suit for the production of peanut peaking in the humid southern climate , the design relatively small, more suitable foe homework, which is the foundation of study and design effective peanut harvester. Key words:type of half feeding; picker device ;peanut; power consumption; 1前言 1.1 研究目的意义 花生是世界上广泛栽培的主要油料作物。随着农业科技的发展,花生向良种化、机械化和区域化种植方向发展。近几年,随着花生种植面积、产量的不断增加和农村劳动力的转移,花生生产机械化的发展就显得尤为重要。目前,要大力发展花生生产全过程的机械化,必须结合中国的国情和适应农村现有的经济实力。大部分花生产区需要分别解决花生种植过程中主要作业环节的机械化问题,近期内应当是花生的机械化播种、收获和摘果这三个主要环节。其中,花生摘果是一项要求严格、耗时较大的作业。是花生生产的一个重要环节。机械化收获是确保花生丰产丰收的重要保障,摘果系统是花生联合收割机的“心脏”,其工作情况直接影响到联合收割机的性能。随着农业产业结构的调整,农业科学研究的不断深入,花生品种必然朝着高产方向发展,这也给继续工作者提出了更高的要求,高产就意味这在同样收获作业工况下增加喂入量。 南方空气湿度大,气侯变化无常,花生水分含量高,从以往研究成果看,喂入量和花生水分含量对摘果性能有很大的影响。一般来说,喂入量增加,摘果系统负荷增大；含水量增加改变理论花生蔓的物理特性,同时也改变了摘果负荷,这两种情况都容易增加机械系统负荷,降低可靠性。传统的摘果主要是全喂入式,摘果的主要部件是摘果滚筒,目前国内外主要使用的摘果方式还有半喂入式,半喂入式花生摘果对干湿蔓均可使用,主要应用在南方地区,其摘果效率与损失率受花生收获环节植株的整齐程度及摘果机喂入影响较大,现有机型在摘果效率、损失率上还不稳定,没有得到很好的推广。因此,为了改善摘果效果,研究摘果过程的低能耗,摘果率高的摘果装置,是提高花生产业化水平的关键。 1.2 国内外研究现状 传统的花生摘果方法是用手工摘果,效率低、用工多,严重影响经济效益。近几年随着种植花生面积的加大及花生产量的提高,花生摘果机的应用逐渐增多,成为代替手工操作的便利机械。目前,我国主要推广应用的单效用花生摘果机可分为全喂入式和半喂入式两类。全喂入式摘果机,主要用于从晒干后的花生蔓上摘果。工作时将晒干后的花生蔓喂入摘果室,在高速转动的滚筒作用下,将花生果摘下来。该机型除了基本上满足摘果的要求外,普遍存在消耗的功率大、摘果不净、分离不清、破碎率高的缺点。该机型的摘果部件有切流式钉齿滚筒、轴流式钉齿滚筒、蓖梳式轴流滚筒以及差动式螺旋滚筒等几种。半喂入摘果机工作过程是：当摘果机的夹持输送链将花生蔓夹住,沿滚筒轴向移动,摘果滚筒将花生果摘下。该机型对于干、湿花生蔓都可使用,具有动力消耗少,摘果后的花生蔓整齐,摘湿果质量好、破碎率低等特点。但该机型工作性能不稳定,存在结构复杂、成本高等缺点,仅用在花生联合收割机上。该机型的工作部件是相向滚动的两个橡胶滚筒,工作时两滚筒相向滚动将花生果摘下。国内外现有的主要机型有美国Courtesy of Lilliston M fg .Co.生产的LP-2型花生收获机、Kelly Manufacturing 公司生产的PH-2型花生收获机,国内主要有4HZ—95型花生摘果机,4HZ—95型花生摘果机,5H-5000花生摘果机,5HZ-2800型花生摘果机,花生摘果机980型,5HZ-2800A型花生摘果机 ,5HZ-7000型花生摘果机 ,5HZ-4000型花生摘果机 ,5HZ-4700型花生摘果机 ,自动装袋花生摘果机。但是,由于其结构复杂、工作可靠性等原因推广应用受到了限制。为此,为了改善摘果效果,降低能耗,提高摘果摘净率,对半喂入花生摘果机的设计,为花生联合收获机的推进革新奠定了基础。 本研究结合国内外几种典型的摘果机具的结构特点与工作原理,并通过分析其现状与存在的问题,结合实验探讨改进方法,以期改善花生摘果效果,为花生的摘果提供切实可行的机具。 1.3 本设计主要研究内容和研究方法
原创设计 与 工业设计《产业链》 创新 中国工业设计协会副理事长 清华大学教授柳冠中
古罗马的哲学家爱比克泰德说：“人们并不被事物所扰乱，而是被他们对事物的看法所扰乱。” 同一事物，由于观察者的立场、角度、层次等不同，或着眼的动机、过程、结果、观念、方法、技术、工具、影响等等不同，其结论完全不同。
“视”与“听”
“原创设计”所涉及的相关点很多，系统性也强。 随着心理学、符号学，经济学、人类学，社会学在设计研究领域的应用和发展，在材料、技术、工艺、结构、生产流程、工业工程、形态、细节、色彩、人因、语意、品位、品牌战略、可持续发展等等因素的探索和考虑， 致使产品的制造方式、流通方式、使用方式或服务方式的改变，对当今社会意识形态或生产方式、消费方式、生活方式——“社会循环链”的变革产生积极影响。
“原创设计”必须将设计活动范围从“造型设计”向前推到“原理研究”、“样机实验研究”。 其工作过程可以表述为： 原理研究---样机实验---细节设计---生产转化---成果推广，一个完整的、全程序的原创设计“链”。 “原理研究”与“样机实验研究”是原创设计的最大特点，是“原创”的来源和开发，这也是我国设计产业化所急需的向“深度”、“广度”、“职业化”发展的方向。
从一个“原理”到一件成熟的产品还有很长的路要走。 设计师是打破学科壁垒的人，是社会的“润滑剂”，是将技术、原理推广、扩延、应用的人。 技术创新是一方面，而应用这些技术创新则是更为重要的一面，叫做“创造性应用”。再高的技术也需要被应用于人们生产生活的各个领域。如果说技术是“蒲公英”，那么设计师就是将技术带到各个角落的“风”。
创新设计课程设计 设计题目：家用擦窗器的创新 指导教师：
摘要 随现代的居家用擦窗器往往不能实现自动跨过窗栏的功能，这样在擦拭过程中就很不连贯，往往很费劲。而一般的专用擦窗机器人虽然实现了这种功能，但是机构复杂，价格不适宜于家居生活。我们设计出的擦窗器就是在结构简单的指导思想下对擦洗头的结构进行改进，然后整合市场上擦窗器已经实现的功能，针对日常生活改进出家用擦窗器。 在大多数楼房的结构中都有玻璃窗户，一般来说擦窗有两种情况，对于高楼大厦擦洗高空中的玻璃，现在都有专门的机器，它的侧重点不同，由于允许体积和价格比普通的擦窗器高，所以它的特点是在自动化和其他方面，比如新加坡一家大学开发出的高空擦窗器就是利用水蒸气。这种擦窗器利用水蒸气冲洗污垢后，不但清洁效果好，而且可以杀菌，水也可以循环利用。另外一种情况就是居家用的擦窗器，在居家生活中窗玻璃的清洁始终是个让人头疼的问题，其一是对于有窗栏的窗户需要一次一次逐个擦洗，现在的擦洗如果不是高空作业往往都不是用的机器人，特别是针对家居生活来说，擦一次玻璃而买一台专用的机器不太合算，不仅价格高，并且机器所具有的优势也体现不出来。但是如果用现在市场上的擦窗器的话这样效率也不太高，特别是在窗栏比较多时工作往往比较容易累。记得自己上初中时有一回在家里帮妈妈打扫卫生，我就是擦玻璃，这样一块一块的擦非常累，所以我设计了一种结构新颖简单的擦洗头，它可以自动越过窗栏或其他障碍物，这样就能实现一次性擦到底，把效率提上去，人也轻松。并且最重要的是它的结构简单，完全可以投入生产，在现在的国内市场上所有的擦窗器都没有这个功能，所以它的应用前景很大。其二在于站在室内擦拭室外的一面
青岛农业大学 毕业论文(设计)开题报告 题目：半喂入式花生摘果机 姓名： 学院：机电工程学院 专业：农业机械化及其自动化 班级： 学号： 指导教师： 2012年3月8日
说明 一、有关说明 毕业论文(设计)题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业论文(或设计)的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成： 1.研究(或设计)的目的与意义。应说明此项研究(或设计)在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济、生态与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。 2.国内外同类研究(或同类设计)的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究(或设计)已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。 3.课题研究(或设计)的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。 4.研究(或设计)方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究(或设计)方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业论文或完不成设计任务。 5.实施计划。要在研究提纲中按研究(或设计)内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。 二、注意事项 1.开题报告的撰写完成，意味着毕业论文(设计)工作已经开始，学生已对整个毕业论文(设计)工作有了周密的思考，是完成毕业论文(设计)关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。 2.无开题报告者，不准申请答辩。 3.本表要用计算机填写，签字要手写，一式三份，本人、导师、所在学院(要原件)各一份。 4．学生可根据内容的多少调整表格的大小。
视觉传达艺术创新设计理念 视觉传达设计的创新首先理应做到设计理念的创新以及思维模式的创新，换个角度来说，就是将过去的设计方法和理论加以改革和发展。在如今飞速发展的时代下，视觉传达艺术效果若想达到一个新的高度，离不开设计师的努力，设计师要以创新发展为前提，确定设计元素以及设定创新方案。在对视觉传达艺术设计中，也理应注重对创新设计的发展，提升大众的创新意识。 视觉传达设计也被称为视觉设计，这是近几年才流行起来的概念，它的含义是用视觉符号来表达各类信息，并将信息传达给大众，让大众所了解。所以，对于这些设计者来说，所要解决的主要问题就是如何才能将信息准确无误的传递到大众中去。而随着时代的持续变化和发展，人们的观点开始慢慢的发生着转变，这就要求设计者紧跟时代的步伐，以创新为首要前提，进而传送信息，而对视觉传达艺术设计的创新，首要就要做到对设计理念加以创新。 视觉传达艺术设计的创新性思维的含义 创新是视觉传达艺术设计的源泉和动力，其创新不但仅对表现形式和思想等内容的创新，还有对原有作品的创新。在新的时代，要想
创作出符合大众要求的作品，就要从多角度出发，处理好情感、时代价值以及民族特色之间的关系。当今时代视觉传达艺术的欣赏角度和范围越来越广泛，视觉传达艺术设计要多角度参考其他设计作品，使得视觉传达艺术具有综合性的艺术特点。 创新设计理念在视觉传达艺术设计中的具体表现 视觉传达艺术作为新流行起来的概念，在人们的生活中广为流传。这里的“视觉”是人们现实中能够看见的事物，“传达”是人们将自己想将自己看见的事物或者新的思想传达出去，而这里既包括个体与个体之间的传达，也包括内部与内部之间的传达。视觉传达艺术是以商业为主要对象，其中的内容也是相当多的。而艺术传达的本身也需要视觉的协助，而这就让消费者与商业之间有了良好的沟通。视觉传达艺术是通过图形、符号以及色彩来传达的，对人们的观点和心理都有巨大的影响力。随着社会的持续进步和发展，人们看待艺术的眼光也越来越高，所以，为了达到人们的艺术欣赏水平，就必须树立创新意识，提升创新设计理念。而创新理念在视觉传达艺术设计中的具体表现主要有以下方面。 1.设计理念体现多元化和大众化
机械原理课程设计 说明书 设计题目：自动盖章机 学院：汽车学院 专业：车辆工程 班级： 设计者： 指导教师： 2013年7月5日
目录 一、设计题目与任务 (3) 1. 设计题目 (3) 2. 设计要求 (3) 二、设计方案分析 (3) 1. 原动机的选择 (3) 2.功能分解 (4) 3.盖章机构的选型 (5) 4.方案选择 (6) 5.传动机构的选择与比较 (7) 三、机构设计 (9) 1.盖章机构 (9) 2.纸槽与分纸机构 (9) 3. 传动比计算 (10) 四、机构设计简图 (11) 五、设计小结 (12) 六、参考文献 (13)
一、设计题目与任务 1.设计题目 自动盖章机 2.设计要求 （1）可采用目前传统印章（不用印泥），适用于常见的机场办公印章结构形状； （2）实现在单页A3(297*420)、B4(250*393)、B5（176*250）纸上盖章，只的厚度为常见厚度，最大容许装质量不少 于100张； （3）直面盖章位置可任意调节； （4）每分钟盖章次数不低于10也； （5）电源电压为220 V ; （6）对于工作中出现的非正常情况或危险情况具有保护措施 （7）适合于桌面工作，操作简单安全，盖章质量可靠，工作噪声低，结构轻巧，外形美观。 二、设计方案分析 1.原动机的选择 如表格所示：
型号功率/kW额定转速 /（r/min）额定转矩 /（N·m） 最大转矩 Tk/（N·m） 角速度wk /（1/s） Y132S-6 3 960 选择的电动机的额定功率必须满足负载要求，而且必须保证在启动时可以顺利地运行，对于电动机来说，转速选择960r/min合适，可以保证运行的稳定性。另外转速也不可过高，这样造成功率因素过低，这也是不经济的。电动机的运动参数为转速。电动机的速度越高，其尺寸和质量也就越大，价格也就越高，但当执行构件的速度较低时，若选用高速电动机，势必需要大减速比的减速装置，反而可能会造成机械传动系统的过分庞大和制造成本的显著增加。在此机械运动中执行构件要求的效率不是很大，经过多方面的考虑我选960r/min的电动机。型号为Y132S-6。 2.功能分解
花生摘果机项目 可行性研究报告 xxx（集团）有限公司
花生摘果机项目可行性研究报告目录 第一章项目概论 第二章建设背景及必要性分析第三章产业研究分析 第四章项目建设方案 第五章选址科学性分析 第六章项目工程设计说明 第七章工艺技术分析 第八章环境保护和绿色生产 第九章生产安全保护 第十章项目风险评价分析 第十一章项目节能评价 第十二章项目进度方案 第十三章投资估算 第十四章项目经济效益分析 第十五章招标方案 第十六章项目综合评估
第一章项目概论 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx（集团）有限公司 （二）公司简介 通过持续快速发展，公司经济规模和综合实力不断增长，企业贡献力和影响力大幅提升。本公司集研发、生产、销售为一体。公司拥有雄厚的技术力量，先进的生产设备以及完善、科学的管理体系。面对科技高速发展的二十一世纪，本公司不断创新，勇于开拓，以优质的产品、广泛的营销网络、优良的售后服务赢得了市场。产品不仅畅销国内，还出口全球几十个国家和地区，深受国内外用户的一致好评。 公司坚持走“专、精、特、新”的发展道路，不断推动转型升级，使产品在全球市场拥有一流的竞争力。 公司自设立以来，组建了一批经验丰富、能力优秀的管理团队。管理团队人员对行业有着深刻的认识，能够敏锐地把握行业内的发展趋势，抓住业务拓展机会，对公司未来发展有着科学的规划。相关管理人员利用自己在行业内深耕积累的经验优势，为公司未来业绩发展提供了有力保障。 （三）公司经济效益分析
上一年度，xxx（集团）有限公司实现营业收入41207.32万元，同比增长30.29%（9581.12万元）。其中，主营业业务花生摘果机生产及销售收入为32979.12万元，占营业总收入的80.03%。 根据初步统计测算，公司实现利润总额8409.87万元，较去年同期相比增长1472.02万元，增长率21.22%；实现净利润6307.40万元，较去年同期相比增长686.26万元，增长率12.21%。 上年度主要经济指标
工业设计创新与工业设计教育发展研究 【内容摘要】目前，我国工业设计创新虽取得一定程度的进步，但在其逐渐发展的过程中，仍存在缺少工业设计领军企业、工业设计人员缺乏创新理念的问题。因此，本文便对工业设计创新的现状、工业设计教育存在的问题进行深入分析，并提出工业设计教育发展的新理念，如普及大众设计教育、建立设计领导力教育，在此基础上，希望能为相应人员提供一些借鉴性建议，以促进我国工业设计教育得到更大程度的发展，使工业企业经济效益逐渐增长。 【关键词】工业设计;创新理念;大众设计教育;设计领导力教育 随着经济的飞速发展与科学技术的不断进步，工业设计迎来崭新的发展局面，柳冠中教授曾说:设计理念是人类的第三种智慧。在此种情况下，人们应充分意识到设计理念的重要性，如美国苹果公司工作人员运用创新理念开发一系列的苹果手机，同时，此手机具有良好的发展前景，赢得世界各国人民的喜爱。在此种形势下，我国便需改变工业企业的低端发展链条，同时树立良好的品牌形象并制定正确的市场发展原则，使我国工业设计企业迎来崭新的发展局面。 一、工业设计创新的现状 (一)企业层面。工业设计是一门复杂的专业，其包括许多内容，如经济学、心理学等知识，同时其也是工业企业的重要发展环节，其能为企业发展带来源源不断的动力。此外，大多数企业设计人员都对工业设计理念存在错误认识，其认为设计只是对产品外观进行简单的包装，并不需相应的创新性设计理念，由此，企业便形成过分重视技术
而忽视设计环节的局面。随着中国的不断发展，我国仍处于中国制造的发展阶段中，且生产的产品都为模仿制造，企业发展缺乏创新血液。 (二)消费者层面。在中国工业企业不断发展的过程中，其存在资金匮乏的发展局面，其原因为消费者对工业设计理念的错误认识。在消费者进行产品购买的过程中，只具有两种思想，一种为崇洋媚外思想，大多数消费者喜欢国外商品，认为国外商品具有技术含量，而中国商品处于低层次档位，在此种情况下，便使工业企业呈现缓慢的发展趋势，企业便缺乏继续前进发展的动力。另一种为消费者都具有重视价钱而忽视产品质量的心理，商品只要能满足其基本生活需求，消费者便会进行购买。在此种消费行为的影响下，我国企业便不断模仿国外产品，从而我国企业便缺乏源源不断的活力［1］。 (三)设计机构层面。对于我国工业设计企业而言，其处于低层次的发展趋势中且未达到较高的发展水平，同时大多数工业设计企业规模都较小，几乎都在10人以下，此外，其承接的业务都比较单一，都为一些简单的设计业务，处于低端的发展状态中。长此以往，企业便缺乏自主创新的能力，进而产生错误的企业发展思维，在此种情况下，企业人员缺乏对企业的正确认识，当其与相应企业进行合作的时候，便会产生较低的合同报价，在此基础上，企业盈利便会逐渐减少，使企业处于消极的发展趋势中。同时，在恶性市场竞争的环境下，会形成不正确的报价，从而使企业产品设计质量处于较低的发展模式中。 (四)设计教育层面。伴随教育教学制度的不断发展，我国高校工业设计教育经历了一定程度的改革，同时，国家不断加大对设计学校的
德州学院 学生专业创新设计报告 实习名称顺风物流研究分析 实习时间2012.07.15-2013.08.25 实习地点德州市德城区 专业班级13级工商专升本 学生姓名刘全达、王德勇、安太东 指导教师王彬 教学单位经济管理学院 二O 一二年八月二十八日
目录 一、专业设计目的 (3) 二、专业设计引言概述 (3) 三、专业设计内容及进度 (4) （一）顺风公司背景介绍 (4) （二）顺风物流分析 (4) （三）市场环境分析 (5) （四）竞争分析 (8) （五）顺丰速运网络系统优化设计 (8) 四、结论 (14) 五、专业设计体验与心得 (16)
顺风物流分析方案 一、专业设计目的 物流对于降低企业的物流成本、提高企业物流服务水平，进而形成企业竞争优势有着极为重要的作用。尤其在全球经济一体化及以电子商务为代表的新经济不断发展的今天，物流行业正在成为企业借以挖掘“第三利润源泉”不可或缺的重要战略伙伴。物流行业的深入研究和充分发展，将帮助推动我国物流现代化进程的，对于发展我国国际物流发展有着重要的理论意义及现实指导意义。 二、专业设计引言概述 快递物流作为物流行业的一个重要组成部分。随着改革开放和市场经济的不断深入，以及加入WTO后市场条件发生的巨大变化，中国的快递行业面临着难得的机遇与挑战。 在“十一五”规划中，大力发展服务业这一条款中就明确提出优先发展交通运输业和大力发展现代物流业。国家对物流行业的发展越来越重视，在政策和体制上都大力扶持物流企业；经济的快速发展也催生了对物流的巨大需求，新型的工业、商业业态激发了物流业的新的增长点。总体来说，良好的政治、经济大环境为中国物流业的发展注入了持续的动力。 顺丰速运于1993年3月在广东顺德成立。初期的业务为顺德与香港之间的即日到速运业务。随着客户需求的增加，顺丰的服务网络延伸至中山、番禹、江门和佛山等地。在1996年随着客户数量的增加和国内经济的蓬勃发展，顺丰将网点进一步扩大到广东省以外的城市。发展至今，顺丰的速运服务网络已经覆盖20个省及直辖市，101个地级市，成为中国速递行业民族品牌的佼佼者之一。面对国外跨国企业尤其是国际速递四大巨头（FedEx、UPS、DHL、TNT）等纷纷进入中国市场，顺丰速运将经营理念定位于“成就客户，推动经济，发展民族速递业”，积极探索客户需求，不断推出新的服务项目，为客户产品提供快速安全的流通渠道，帮助客户更快更好地对市场做出反应，推出新的产品和调整策略，缩短贸易周期，降低经营成本，促进客户竞争力的提高。
包装设计的十大创新理念：1. 设计可重复使用的包装，2. 在包装上加上小小的修饰，3. 把包装设计放在第一位，4. 把包装设计得有趣，5. 炫出产品的色彩，6. 双面打印－－延伸你的标签，7. 试试用金属外观，8. 针对客户群的特点设计包装，9. 融合两种包装设计理念二十世纪著名的商业思想者彼得庄克认为商业具有两种功能－营销和创新。本文正是对这两种理念的融合。本质上说包装是一种营销工具，是你的客户在购买你的产品之前所看到的最后的营销信息。如果你的产品放在零售商店销售，那么包装设计将成为衡量你的产品是否成功的一个主要因素。 现如今要使你的产品在成百上千的同类产品中脱颖而出，你就得把它设计得与众不同。看看你的竞争对手在做什么，同时保证你设计的独一无二。新颖的包装会使你的产品引人注目，帮助你塑造品牌，赋予产品人性化。不管你喜不喜欢，人们往往首先通过包装来判断你的产品的好坏。 那么，如何才能让你的包装设计不入俗套呢？你可以花上数千美元从包装设计公司那里得到一些创意，或者也可以自己去想。这里有十条创意可以刺激你的思维，帮你想出很有新意的包装。
1. 设计可重复使用的包装 小型饮料市场已经成熟，竞争异常激烈。如果认为这里已经没什么有作为的新意，那你可就错了。POM Tea公司便推出了特别的包装。它推出的产品本身就很特别－是加入石榴汁的茶。包装更值得一提：饮料被装在一个常用的长条形玻璃品里，上面是盖子和热收缩标签，写着：移除标签，留下瓶子。该产品约2.79美元一瓶，对于瓶装茶来说不算贵，但你可以得到一个免费的玻璃瓶，不必担心回收的问题。 2. 在包装上加上小小的修饰 有时你的包装是非常标准化的，而加上一些小小的修饰就能让它与众不同。AMY'S KITCHEN公司在其意大利面食沙司生产线上就做了这样的改动。沙司包装采用标准尺寸的罐子，贴的也是标准的彩色标签。而使它从一大堆产品里区别开来的是它的用纸和罐盖上的一圈金色 的环。那模样就像祖母包装成似的，所以当你走过货架时想不留意它都难。 3. 把包装设计放在第一位 许多人认为应该把产品放在第一位，包装放在第二位。但
机械原理课程设计自动盖 章机设计 Prepared on 22 November 2020
湖南工业大学 课程设计 资料袋 机械工程学院学院（系、部） 2015~2016 学年第 2 学期 课程名称机械原理课程设计指导教师职称教授 学生姓名专业班级学号 题目自动盖章机的设计 成绩起止日期 2016年 6 月 20 日～ 2016年 6 月24 日 目录清单 机械原理 设计说明书 自动盖章机 起止日期： 2016 年 6 月 20 日至2016年 6月24 日学生姓名
班级 学号 成绩 指导教师(签字) 机械工程学院（部） 2016年 6 月24 日 目录 0.设计任务 书 (1) 1. 功能分解 (2) 2. 机构的选用 (2) 3. 机构的组合 (3) 4. 方案详述 (9)
5. 机构的设计 (10) 6. 传动方案设计 (14) 7. 参考资料 (15) 8. 总结 (15)
湖南工业大学 课程设计任务书 2015 —2016学年第 2 学期 机械工程学院（系、部）专业班级 课程名称：机械原理课程设计 设计题目：自动盖章机的设计 完成期限：自 2016 年6 月 20 日至 2016 年 6月 24日共1 周 指导教师： 2016年6 月24 日 一、功能分解 为了实现在纸盒上自动打印记号的总功能，可将总功能分解为如下功能： ①纸盒送到盖章的工位的功能； ②纸盒在盖章工位定位功能；
③盖章机的盖章功能； ④盖章后的输出功能 二、机构的选用 根据前述设计要求，并且根据技术、经济及相容性要求，确定运动的执行元件——纸张输送机构，定位机构，盖章机构，输送机构，选用相应的机构来实现各项运动的功能，。 三、机构的组合 纸张输送机构 备选方案一： 机构特点：此方案采用凸轮机构+摇杆滑块机构，当凸轮的旋转时，推杆将绕支架摆动，从而带动滑块在来回运摆动。通过将凸轮的旋转运动转换成滑块的有急回运动的间歇往复运动来实现间歇送料的目的。 优点：凸轮的使用容易实现预期的运动规律，滑块急回运动不明显，对纸盒的冲击小。 缺点：凸轮的旋转运动导致摇杆的摆动角度较小，滑块行程较短，对纸盒的撞击速度不大，极易导致不能使纸盒送到预订的打印工位，工作效率低。 备选方案二： 机构特点：此方案采用曲柄滑块机构，当曲柄等速转动时，从动件变速往复摆动，该机构可在曲柄长度一定的情况下，使执行构件滑块获得较大的行
工业设计创新与工业设计教育发展 发表时间：2018-12-21T10:56:11.710Z 来源：《基层建设》2018年第32期作者：刘玉霞 [导读] 摘要：随着经济的飞速发展与科学技术的不断进步，工业设计迎来崭新的发展局面，柳冠中教授曾说：设计理念是人类的第三种智慧。 吉林诚信工程建设咨询有限公司天津 300000 摘要：随着经济的飞速发展与科学技术的不断进步，工业设计迎来崭新的发展局面，柳冠中教授曾说：设计理念是人类的第三种智慧。在此种情况下，人们应充分意识到设计理念的重要性，如美国苹果公司工作人员运用创新理念开发一系列的苹果手机，同时，此手机具有良好的发展前景，赢得世界各国人民的喜爱。在此种形势下，我国便需改变工业企业的低端发展链条，同时树立良好的品牌形象并制定正确的市场发展原则，使我国工业设计企业迎来崭新的发展局面。 关键词：工业设计；创新；教育发展 引言 目前，我国正由传统的“制造大国”向“制造强国、创造强国”升级，众多制造业将目光锁定在工业设计，期望通过工业设计师的设计来提升产品品质。而工业设计专业的大学生是具有创新创业精神的群体，是我国社会未来发展的重要建设力量。 1工业设计教育存在的问题 1.1缺少理论培养 在相应人员不断进行调查的过程中，发现高等学校设计专业学生缺少理论培养$在学校进行课程开设的过程中，实践课程与理论课程设置呈现严重不合理的发展局面，造型设计等课程占据学生学习课程的大部分时间，而设计心理学等课程在学生课程中却占有极少的比重。理论对实践具有相应的指导作用，只有学生将理论知识掌握扎实，才能更好地进行社会实践，此外，对于高校学生而言，过多的实践课程并未使学生实践能力得到相应程度的提升，只会使学生进行一定程度的模仿，而要想使学生具有创新性思维，便需掌握相应的理论知识，并将其应用于实践课程中，否则将会产生相反的效果。 1.2社会实践与理论学习之间的关系不平衡 在教育教学制度不断发展的过程中，其虽呈现积极的发展局面，但依然存在相应程度的问题，在大多数高校中，许多学生对社会实践与理论学习关系之间缺乏正确的认识$在学生思想意识中，认为社会实践是掌握设计知识的重要条件，理论知识并未对设计具有相应程度的指导作用，因此，在学生学习生涯的过程中，其只学习实践知识，并未学习相应的理论知识$对于一部分学生而言，其甚至逃离理论课堂去进行相应的实践，在此基础上，学生综合素质将未能得到极大程度的提升，在此种情况下，学生需对二者之间的关系进行重新的定位，使其合理对理论课程与实践课程进行安排。 2工业设计创新对工业设计教育发展的启示 2.1设计有特色的课程体系 高校要根据专业培养目标和毕业要求设计与之相适应的、有特色的课程体系。工业设计专业的课程体系是以国际工业设计专业教学理念——项目类课程驱动的课程体系为基础制定的。在本课程体系中，按照认知心理学对知识的基本分类（陈述性知识、程序性知识和策略性知识），将课程相应分为知识类课程、技能类课程和项目类课程。这三种课程被分布在第一至七学期内，其中知识类课程和技能类课程的学时逐渐减少，项目类课程的学时则逐渐增加，并且在每学期的初始或期末都有一个实践教学环节来对上学期或本学期所学的内容进行一次综合训练。这样的课程结构既可以保证各门课程之间的联系，又可以保证理论与实践的有机结合。本课程体系的项目类课程有：设计初步、平面基础设计、立体基础设计、视觉传达设计1、设计程序与方法、交互设计、产品设计1、视觉传达设计2、产品设计2、视觉传达设计3、展示设计、多媒体设计2、动画与视频设计等。另外，从知识、能力和素质角度，本课程体系又可以分为通识教育理论课、学科基础教育理论课、专业教育理论课和实践环节四大部分。通识教育课程主要包含相关的理工类、社科类，和体育、外国语、计算机应用教育等课程，旨在提高学生的工程意识、人文意识、责任意识等。在学科基础教育理论课部分，强调了厚基础、宽口径、重创意、工科特色。体现创意特色的设计基础和思维训练从第一学期贯穿到第五学期；体现设计能力的设计技法和表现的训练从第一学期持续到第四学期；体现工科特色的课程如工程制图、机械设计基础和电工电子学、金工实习等课程从第一学期持续到第四学期。专业教育理论课部分，通过产品、视觉传达、媒体交互、设计理论四大课程群，提供给学生产品或媒体专业方向的选择，内容丰富，同时又具有灵活性。在专业课中同样注重理论与项目的结合。注重感性艺术方法与理性科学设计方法的结合，加强学生原型创新设计能力的培养。突出工科院校的工业设计教育整合交叉创新的特点。实践环节要四年不断线，配合课程进行训练，也结合企业或设计竞赛进行，以加强学生的实战能力、沟通协调能力、合作能力等。 2.2加大创新创业扶持力度，提供指导服务和资金支持 “双创”政策下，工业设计专业学生创新创业过程中主要面临的是资金和技术问题。政府作为推动学生创新创业的倡导者，应该考虑学生创业的条件、环境及创业保障体系等方面。加大创新创业扶持力度；完善创新创业服务体系，优化简化大学生创新创业审批流程、提高效率，加强政府与高校的沟通合作，对大学生创业园等给予支持与帮扶，营造良好的大学生校园创新创业氛围，对设计理念先进的工业设计产品进行孵化；拓宽融资渠道，构建多元化创业融资体系，加强对大学生创新创业的资金支持，建立“大学生创业担保基金”，为大学生创新创业获取贷款提供便利④。建立政府、高校、学院、班级、个人“五位一体”的创新创业政策宣传梯队。 2.3重新整合理论知识体系，开展项目设计流程分阶段教学 在设计调研阶段，应侧重以用户为中心的设计调研，充分针对用户的使用行为、使用情境、兴趣、需求等进行研究，建立典型用户角色模型，为后期产品的准确定位做好准备工作。互联网为用户调研提供了更多的实现方式和手段，基于互联网的用户调研更为省时省力，调研范围更为广泛，数据处理更为便捷。基于大数据的用户调研甚至可以做到全用户范围内的调研，科学性更强，准确性更高，通过云计算往往可以发掘更多的潜在调研数据信息。基于“众包模式”的调研，可以使更多专业用户参与设计调研，带来更多的专业信息数据，有利于挖掘深层次的用户需求，并且有利于提升产品的黏性。 结束语 工业设计创新人才培养模式以培养目标为核心，开展专业课程体系建设、实践教学体系建设，从各方面支持培养目标的实现。对于理
创新设计（学校路灯控制系统） 专业班级：08电子（1）班姓名：吴剑 学号：200810330126 设计简介： 本设计是一个通过51单片机来控制路灯亮/灭。例如：晚上19:30路灯亮，到早上6:00熄灭，当时钟走到19:30时路灯点亮，同理在6:00时熄灭，实现自动控制。为了防止偶尔断电或停机后再开机致使设定值丢失，这里使用了AT24C02来记忆设定的定时值。P1口作为控制输出口控制继电器从而达到控制路灯的作用。亮、灭时间可随时调整，提高了控制的灵活性和准确性。 为了进行校时及定时值设定，规定了六种工作状态。状态0（status=0）：正常走时；状态1（status=1）：输入定时1的“分”状态；状态2（status=2）：输入定时1的“时”状态；状态3（status=3）：输入定时2的“分”状态；状态4（status=4）：输入定时2的“时”状态；状态5（status=5）：校正走时态。 状态0：从左往右六只数码管依次显示走时的时、分、秒。 状态1：从左往右的显示依次为：状态1显示（1位）；无显示；定时1的“分”显示。后两位无显示。按下S6/S5进行加减。 状态2：从左往右的显示依次为：状态2显示（1位）；无显
示；定时1的“时”显示。后两位无显示。按下S6/S5进行加减状态3：从左往右的显示依次为：状态3显示（1位）；无显示；定时2的“分”显示。后两位无显示。按下S6/S5进行加减。 状态4：从左往右的显示依次为：状态4显示（1位）；无显示；定时2的“时”显示。后两位无显示。按下S6/S5进行加减。 状态5：从左往右的显示依次为：状态5显示（1位）；无显示；时钟的“分”显示。后两位无显示。按下S6/S5进行加减。 对AT24C02内部储存单元规划：80、81单元存放定时1的分、时值；90、91单元存放定时2的分、时值；100号单元存放首次写入的标志，若写入过，则100号单元置数100. 框图如下：
包装设计：9大创新理念 资讯来源：铭智设计 铭智设计认为商业具有两种功能——营销和创新。本文正是对这两种理念的融合。本质上说包装是一种营销工具，是你的客户在购买你的产品之前所看到的最后的营销信息。如果你的产品放在零售商店销售，那么包装设计将成为衡量你的产品是否成功的一个主要因素。 现如今要使你的产品在成百上千的同类产品中脱颖而出，你就得把它设计得与众不同。看看你的竞争对手在做什么，同时保证你设计的独一无二。新颖的包装会使你的产品引人注目，帮助你塑造品牌，赋予产品人性化。不管你喜不喜欢，人们往往首先通过包装来判断你的产品的好坏。 那么，如何才能让你的包装设计不入俗套呢？你可以花上数千美元从包装设计公司那里得到一些创意，或者也可以自己去想。这里有十条创意可以刺激你的思维，帮你想出很有新意的包装。 1. 设计可重复使用的包装 小型饮料市场已经成熟，竞争异常激烈。如果认为这里已经没什么有作为的新意，那你可就错了。POM Tea公司便推出了特别的包装。它推出的产品本身就很特别——是加入石榴汁的茶。包装更值得一提：饮料被装在一个常用的长条形玻璃品里，上面是盖子和热收缩标签，写着：移除标签，留下瓶子。该产品约2.79美元一瓶，对于瓶装茶来说不算贵，但你可以得到一个免费的玻璃瓶，不必担心回收的问题。
2. 在包装上加上小小的修饰 有时你的包装是非常标准化的，而加上一些小小的修饰就能让它与众不同。AMY’S KITCHEN公司在其意大利面食沙司生产线上就做了这样的改动。沙司包装采用标准尺寸的罐子，贴的也是标准的彩色标签。而使它从一大堆产品里区别开来的是它的用纸和罐盖上的一圈金色的环。那模样就像祖母包装成似的，所以当你走过货架时想不留意它都难。 3. 把包装设计放在第一位 许多人认为应该把产品放在第一位，包装放在第二位。但METHOD PRODUCTS公司却恰恰相反。他们从一开始就把精力集中在包装的设计上－他们想设计一种漂亮的包装，你不必再把它藏起来遮丑。他们设计了一系列优质的清洗用品和包装，可以像装饰品一样摆放在厨房，或者浴室。这些产品摆在超市里非常显眼。 4. 把包装设计得有趣 有趣的包装并非只是儿童的专利，成年人也喜欢有趣的东西。占据儿童产品包装的主流设计风格，如明亮的颜色，不同一般的形状，一样可以用在成人产品的包装设计上，只再精致些便可。首先在包装设计上融入“趣味”元素的行业是制酒业。你只要花点时间逛逛当地的小商店，你就可以发现许多酒瓶的标签上面印有马，企鹅，袋鼠，青蛙，天鹅等等。不用准备一个企鹅形的瓶子，只要在上面印一个企鹅就足够让它引人注目的了。 5. 炫出产品的色彩 CANDLE-LITE公司是蜡烛行业巨头，拥有160年的蜡烛制造历史。他们的包装并不奇
湖南工业大学 课程设计 资料袋 机械工程学院学院（系、部）2014 学年第 2 学期 课程名称机械原理课程设计指导教师XXX 职称教授 学生姓名XXX 专业班级XXX 学号XXX 题目自动盖章机的设计 成绩起止日期2014年5 月22 日～2014年6 月18 日 目录清单
机械原理 设计说明书 自动盖章机 起止日期：2014 年 5 月22 日至2014年6月18 日 学生姓名XXX 班级XXX 学号XXX 成绩 指导教师(签字) 机械工程学院（部） 2014年6 月18 日
目录 0.设计任务书--------------------------------------------------------------------4 1. 功能分解----------------------------------------------------------------------4 2. 机构的选用-------------------------------------------------------------------5 3. 机构的组合-------------------------------------------------------------------5 4. 方案详述---------------------------------------------------------------------13 5. 机构的设计------------------------------------------------------------------14 6.传动方案设计----------------------------------------------------------------19 7. 总结--------------------------------------------------------------------------21 8参考资料-----------------------------------------------------------------------22 3 第3 页共22 页
目录 摘要 (1) 关键词 (1) 1 前言 (3) 1.1 研究的目的和意义 (3) 1.2 国内外研究现状 (4) 1.3 本设计主要研究内容和研究方法 (5) 1.3.1 研究内容 (5) 1.3.2 研究方法 (5) 2 总体方案确定 (5) 2.1 方案的选择和确定 (5) 2.2 摘果装置的总体结构 (6) 3 传动方案的确定 (7) 3.1电动机的选择和传动参数的设计 (8) 3.2 V带传动的设计 (8) 3.3 带轮的结构设计 (10) 4 滚筒装置的设计 (11) 4.1 滚筒轴装置的设计 (12) 4.1.1根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (13) 4.1.2 初步选择滚筒轴系 (13) 4.1.3轴的强度校核 (13) 4.1.4 轴承的校核 (17) 4.1.5 键的校核 (18) 4.2 摘果装置设计 (18) 4.2.1 动刀条的设计 (19)
4.2.2 动刀参数确定 (19) 5.1直齿圆柱齿轮的设计 (20) 5.1.1 直齿轮材料的选择 (20) 5.1.2 由简化计算选定主要参数 (20) 6 半喂入装置设计 (23) 6.1 半喂入系统的结构设计 (23) 6.2 具体结构的设计 (23) 7 箱体 (24) 8 机架 (24) 9总结 (24) 10展望 (26) 参考文献 (26) 致谢 ............................................ 错误！未定义书签。
一种花生摘果机设计 摘要：半喂入式花生摘果装置是在传统的全喂入式摘果装置的基础上为降低花生的破碎率，降低能耗等问题上而定型的，与传统的摘果装置相比，最大的不同是采用的半喂入方式，这种方式功耗少，可靠性高，摘净率好，破损少。适合于南方气候潮湿的花生摘果生产，小型方便，较合适家庭作业，为花生联合收割机的开发研究奠定了基础。 关键词：半喂入式；摘果装置；花生；能耗；