摘要：随着食品工业的发展，人们为了提高生产效率，保证产品质量，缩短加工时间，薯条制作机器人作为马铃薯深加工的重要成员，受到很多国家和企业的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。目前，薯条制作机器人主要承担着马铃薯的清洗、去皮和切条等重复性的工作。

本文研究了国内外薯条制作机器人的发展现状，通过学习薯条机的工作原理，熟悉了薯条制作机器人的运动机理。以此为参照，研究了马铃薯的去皮原理和切条原理，设计了切条刀具的结构和调整更换方式，完成了马铃薯去皮装置、进出料装置的设计,进而确定了薯条制作机器人的整体结构，并对薯条制作机器人的运动部件、传动部件进行强度校核计算，完成了薯条制作机器人所有零部件的三维实体建模工作。利用步进电机控制薯条制作机器人的正反转和变速。

本设计中的薯条制作机器人主要运用于单个家庭或小餐馆，实现自动化加工，减轻大量的人工重复性劳动，同时又可以提高加工效率。

关键词：薯条制作机器人 结构设计 强度校核

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1 绪论-1

1.1 薯条制作机器人概述-1

1.2 薯条制作机器人应用简况-2

1.3 薯条制作机器人的研究意义-2

1.4 薯条制作机器人国内外发展状况及发展趋势-3

1.4.1 国内发展状况-3

1.4.2 国外发展状况-5

1.4.3 国内外研究现状总结-5

1.4.4 薯条机器人的发展趋势-6

1.5 本设计的主要研究内容-6

2 薯条制作机器人总体设计方案-7

2.1 薯条制作机器人方案选择-7

2.2 薯条制作机器人组成-8

2.2.1 执行机构-8

2.2.2 驱动机构-11

2.2.3 控制机构-11

2.3 薯条制作机器人结构简图-11

2.4 方案经济性分析-12

3 薯条制作机器人详细结构设计-13

3.1 步进电机的选择-13

3.1.1 工作原理-13

3.1.2 步进电机的特点与选用-13

3.2 皮带传动的设计-13

3.3  驱动轴的设计-18

3.3.1初步确定轴的材料和结构-18

3.3.2拟定轴上零件的装配方案-19

3.3.3确定轴上零件的定位及各轴段直径和长度-19

3.4  轴承与轴承座套的设计-21

3.4.1轴承的设计-21

3.4.2轴承座套的结构设计-22

3.5 中间支架的结构设计-22

3.6 刀网及刀架的结构设计-23

3.7 转轴与转套的结构设计-23

3.8 内螺旋筒与外螺旋压盖的结构设计-24

3.9 出料仓的设计-25

4 结构强度计算、尺寸设计与校核-26

4.1 驱动轴的尺寸设计与校核-26

4.2 步进电机的尺寸设计与校核-27

4.2.1 尺寸设计-27

4.2.2 尺寸校核-28

4.3 驱动轴与连接板间螺钉连接的强度计算-28

5 零部件三维建模及运动仿真-31

5.1 去皮部的三维建模-31

5.1.1 转轴及转套的三维建模-31

5.1.2 上、下连接板的三维建模-32

5.1.3 去皮部的三维总装图-32

5.2 驱动轴及传动带的三维建模-33

5.2.1 驱动轴的三维建模-33

5.2.2 传动机构的三维图总成-34

5.3 切条刀盘的三维建模-34

5.4 出料仓及底座的三维建模-34

5.4.1 出料仓的三维建模-34

5.4.2 底座的三维建模-35

5.5 薯条机器人总装图-35

5.6薯条制作机器人三维运动仿真-36

5.6.1 去皮时运动机构的三维运动仿真-36

5.7 薯条制作机器人三维爆炸图的到生成-39

6 结论-40

参考文献-41

致谢-42