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叶菜洁净化包装一体机

指导教师:郭为忠 项目成员:刘雨泽、姚可、王芊、朱灿

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项目简介

项目概述

传统叶菜流通环节中,人工清洗、分拣、包装的方式不仅效率较低、而且成本较高昂。本项目希望开发一套集叶菜清洗、杀菌、沥干、分拣、包装于一体的自动化机械装备,提升叶菜产业加工效率,降低加工成本。

项目目标

本项目旨在设计开发一款叶菜洁净化包装一体机,实现切根、清洗、分拣、包装四大功能一体化,满足体积约 1 升的叶菜加工需求,支持连续上料与连续包装。设计结构紧凑、体积小巧,兼顾稳定性与灵活性;控制成本,降低中小规模用户的采购门槛;操作便捷,维护简单,故障率低。预期性能目标:洗净率95%,叶菜破损率≤2%,分拣准确率≥90%,卸料残留率≤0.5%,包装合格率≥98%。

项目成果

切菜模块采用立式传输设计,通过同步带与同步轮的协同运转实现叶菜的直立稳定传输,当叶菜根部移动至固定刀具位置时完成切割。该方案结构简化、因为刀具不够锋利,目前只能切去比较软的根部部分,但是运动可靠性已得到充分验证。

洗菜模块采用连杆和滑槽机构,将输入的转动运动转化为菜篮的翻转运动,通过超声波清洗仪实现全自动清洗,清洗效果良好,运动可靠性得到充分验证。

分拣模块采用视觉识别+机械臂分拣方案,用电脑外接摄像头实时采集图像,设置合理采样时间间隔从视频中截取图像进行识别,已完成可行性测试。为降低项目难度与成本,采用 “仿真验证” 替代实体制作。利用 ROS2 系统实现视觉识别与机械臂的通信,基于 Gazebo 平台开展三自由度机械臂分拣仿真设计,已完成初步仿真学习

包装模块采用上下双层 PoF 膜搭配加热管和四个塑封轮完成热塑封操作,通过齿轮与链轮传动实现动力传递,经过实测可以实现连续塑封包装,理论可满足体积约1升叶菜包装需求,运动可靠性已得到充分验证。

由于机构已将复杂运动形式转化为简单转动,故四个机构之间的配合仅需用单片机编写简单的线性时序循环即可实现。


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