開題報告-采茶機的結(jié)構(gòu)設(shè)計

PAGE—PAGE5—開題報告（該表格由學(xué)生獨立完成)課題研究的背景及意義：研究背景：茶葉生產(chǎn)季節(jié)性強，“早采一天是寶，晚采一天是草”的說法中可以體現(xiàn)其時效的重要性。面對經(jīng)濟的發(fā)展，實現(xiàn)機械化采茶是必須切實面對的問題，而且能否采用機械化采茶已經(jīng)成為目前制約茶葉生產(chǎn)發(fā)展的一個瓶頸，從采茶用工難的問題上可見一斑。目前，在茶園很難見到年齡較小的采茶工，一般年齡都比較大。由于采茶工人員的短缺，于是出現(xiàn)了爭搶采茶工的問題。因此，由于缺少采茶工，致使茶園的茶葉不能及時的采摘。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，采茶工短缺的問題越來越凸顯。據(jù)統(tǒng)計，每畝茶園平均需要1名采茶工，然而全國茶園面積幾千萬畝，在采茶季節(jié)集結(jié)數(shù)量這么多的采茶工是十分困難的。采茶機是從茶樹頂梢采收新嫩茶葉的作物收獲機械。根據(jù)采摘的方法不同可以分為選擇性采茶機和非選擇性采茶機兩類。選擇性采茶機有折斷式和摩擦式等類型。折斷式采茶機是利用彎曲折斷的原理，采下鮮嫩的茶葉而保留粗老的枝條;后摩擦式采茶機則是用一對彈性摘指夾住茶葉，依靠摘指和茶葉之間的靜摩擦力，摘下新葉并保留老葉和幼芽。因為生產(chǎn)的效率過低且對茶園作業(yè)條件的要求較高的原因，選擇性采茶機沒有獲得大量推廣。非選擇性采茶機又稱為剪切式采茶機，利用剪切原理采摘茶葉。非選擇性采茶機的主要類型有往復(fù)切割式采茶機、鉤刀切割式采茶機、螺旋滾切式采茶機等。因為其結(jié)構(gòu)簡單，使用較方便，所以得到了大力的推廣。機械化采茶效率是手工采茶的近10倍以上，是解決當(dāng)前茶葉采摘勞動力嚴(yán)重缺乏的根本手段，生產(chǎn)中機械化采茶雖然任務(wù)十分艱巨，但前景十分廣闊。研究意義：基于上述背景，為避免采茶季節(jié)勞動力缺乏問題以及人工手提式或背負(fù)式的負(fù)荷作業(yè)，起到有效的提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)高要求的清潔化規(guī)模生產(chǎn)，降低勞動強度和生產(chǎn)成本的作用，本課題旨在設(shè)計一種自動采茶機，以期為新型采茶機的結(jié)構(gòu)設(shè)計及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供一定的科學(xué)理論參考。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：當(dāng)今國內(nèi)外普遍采用的采茶機都是針對大宗茶生產(chǎn)時采摘荼樹鮮葉用的，它的基本原理是通過機械動力帶動刀片的運動，快速的剪切并收集茶樹的芽葉。從而實現(xiàn)采摘茶葉的目的。我國采茶及機械研究開發(fā)工作始于1985年，至今已走過50多年漫長曲折的歷程。1965年以前，主要根據(jù)我國茶園特點對采茶機的采摘原理和動力類型反復(fù)的研究和選擇。此后，采茶機的研制工作在我國各產(chǎn)地普遍展開。到70年代后期，先后提出過十多種采茶機型，并組織過幾次全國性的對比試驗,但最終因為這些機具動力,軟軸不過關(guān)和機器本身制造水不高，未能在生產(chǎn)中應(yīng)用。到70年代末期，受日本機械化茶樹修建的影響，我國開始了茶樹修建的研制，這一時期開發(fā)的平行、弧形往復(fù)切割式以及各種輕、深、重茶樹修剪機，然而機具的動力需要向日本引進(jìn)，而且還收制造廠企業(yè)規(guī)模的限制，部分零部件的質(zhì)量不穩(wěn)定，因此推廣應(yīng)用較慢。為了滿足國內(nèi)茶區(qū)對茶樹修剪機的需求,我國有關(guān)部門十分重視和支持國內(nèi)有關(guān)廠家采取多種形式生茶茶樹修剪機。例如完全國產(chǎn)，主件進(jìn)口配件國產(chǎn)和散件進(jìn)口國內(nèi)組裝。浙江川崎茶業(yè)機械有限公司和長沙落合茶葉園林有限公司為進(jìn)口日本散件在國內(nèi)組裝修剪機的中外合資廠家，而杭州采茶機械廠，寧波電機廠，無錫揚名采茶機廠，福州建新農(nóng)機廠和泰州林業(yè)機械廠等，以零部件全部國產(chǎn)或個別零部件進(jìn)口，大部分零部件生產(chǎn)茶樹修剪機。我國茶樹修剪機械化事業(yè)之所以長期停滯不前，主要原因之一是國產(chǎn)的修剪機機械質(zhì)量不過關(guān)，這主要是我國的小型動力機，機械加工，技術(shù)設(shè)備水平低和原材料質(zhì)量不高等綜合因素造成的。近幾年來，國內(nèi)有關(guān)部門認(rèn)真總結(jié)了經(jīng)驗教訓(xùn)，開始重視對國外修剪技術(shù)的消化和吸收，從而設(shè)計和開發(fā)了符合我國國情的茶樹修剪機械，并形成了自己特色，加之國內(nèi)工業(yè)綜合水平的提高，使我國的茶樹修剪機械現(xiàn)已接近國外同類進(jìn)口機械的水平。擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題本畢設(shè)擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題如下：（1）如何設(shè)計一種新型有效的自動采茶機是本畢設(shè)需要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題之一；（2）如何優(yōu)化所設(shè)計采茶機機構(gòu)工藝問題，并使得其滿足實際工程生產(chǎn)需求是本畢設(shè)需要解決的另一關(guān)鍵科學(xué)問題。研究思路及方案本畢設(shè)擬按照以下研究方案及思路開展：進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，查閱有關(guān)茶樹采摘機械的的相關(guān)文獻(xiàn)，了解清楚常見的采茶機機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)及其機械動力學(xué)特點；對采茶機的工作環(huán)境進(jìn)行分析，確定采茶機的整體結(jié)構(gòu)并對其基本構(gòu)件進(jìn)行選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計；繪制工程圖，并對已設(shè)計出的各個零部件進(jìn)行裝配，最終形成能夠滿足實際工程生產(chǎn)需求的采茶機。參考文獻(xiàn)[1]GirshickR,DonahueJ,DarrellT,etal.Region-basedconvolutionalnetworksforaccurateobjectdetectionandsegmentation[J].IEEEtransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence,2015,38(1):142-158.[2]HeK,ZhangX,RenS,etal.Spatialpyramidpoolingindeepconvolutionalnetworksforvisualrecognition[J].IEEEtransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence,2015,37(9):1904-1916.[3]RenS,HeK,GirshickR,etal.Fasterr-cnn:Towardsreal-timeobjectdetectionwithregionproposalnetworks[J].IEEEtransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence,2016,39(6):1137-1149.[4]LiuW,AnguelovD,ErhanD,etal.Ssd:Singleshotmultiboxdetector[C]//Europeanconferenceoncomputervision.Springer,Cham,2016:21-37.[5]RedmonJ,DivvalaS,GirshickR,etal.Youonlylookonce:Unified,real-timeobjectdetection[C]//ProceedingsoftheIEEEconferenceoncomputervisionandpatternrecognition.2016:779-788.[6]RedmonJ,DivvalaS,GirshickR,etal.Youonlylookonce:Unified,real-timeobjectdetection[C]//ProceedingsoftheIEEEconferenceoncomputervisionandpatternrecognition.2016:779-788.[7]RenS,HeK,GirshickR,etal.Fasterr-cnn:Towardsreal-timeobjectdetectionwithregionproposalnetworks[J].IEEEtransactionsonpatternanalysisandmachineintelligence,2016,39(6):1137-1149.[8]LiuW,AnguelovD,ErhanD,etal.Ssd:Singleshotmultiboxdetector[C]//Europeanconferenceoncomputervision.Springer,Cham,2016:21-37.[9]GirshickR.Fastr-cnn[C]//ProceedingsoftheIEEEinternationalconferenceoncomputervision.2015:1440-1448.[10]HeK,ZhangX,RenS,etal.Deepresiduallearningforimagerecognition[C]//ProceedingsoftheIEEEconferenceoncomputervisionandpatternrecognition.2016:770-778.[11]王財盛.基于機器視覺的采茶機割刀控制方法研究與設(shè)計[D].杭州:浙江工業(yè)大學(xué),2017.[12]韓余,肖宏儒,秦廣明,等.自走式采茶機液壓系統(tǒng)的設(shè)計和試驗研究[J].茶葉科學(xué),2019,34(6):548-556.[13]許多.智能采茶機機械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計[D].四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.[14]王升.便攜式電動采茶機關(guān)鍵部件設(shè)計與試驗研究[D].江蘇大學(xué),2018.[15]范元瑞.并聯(lián)式自動采茶機的設(shè)計與研究[D].青島科技大學(xué),2019.進(jìn)度安排及完成畢業(yè)論文日期：2019年12月1號—2020年3月1號：查閱英文資料，包括了英文文獻(xiàn)SCI論文，了解本畢設(shè)的研究背景、研究意義、研究內(nèi)容。完成文獻(xiàn)翻譯、開題報告、任務(wù)書等相關(guān)考核材料。開始進(jìn)行機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計、選型、尺寸確定等工作。2020年3月1號—2020年5月31號：利用inventor、CAD等畫圖軟件進(jìn)行該結(jié)構(gòu)的繪圖工作，嚴(yán)格按照學(xué)院的畢設(shè)考核要求，最終完成3張A0圖紙的畫圖工作量，并且進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫，嚴(yán)格按照學(xué)院的字?jǐn)?shù)要求進(jìn)行撰寫。完成答辯ppt、中期