我国是水果种植面积和产量大国,但是存在水果等级分拣能力低,大部分以人工进行分拣,有成本高、效率低的问题。传统分拣装备以水果大小和质量等物理特性进行等级分拣,无法对水果内部物质含量进行检测,具有局限性,开发以检测水果内部化学物质含量为依据的水果等级分拣装备具有重要的意义。本论文以小宗果品千禧果为样例,设计一种全自动水果分拣装备,同时可以应对其他小宗果品进行更改。本论文主要从以下几个方面对分拣装备进行设计和开发:(1)提出分拣装备整体机械结构设计,主要包含同步带传送装置、模块化托盘机构和上料装置。考虑传送装置需要辅助上料装置、卸料装置和光谱检测,在分析现有的传送方式的情况下,提出同步带传动结合托盘机构的传送方案。对同步带进行设计选型、确定同步带和同步带轮的尺寸参数。采集60个千禧果横径纵径尺寸,以此对托盘机构、上料机构和卸料方式进行设计。(2)在对比分析现有控制方案的基础上,提出使用伺服控制系统实现控制流程,其中包括硬件设计和上位机软件设计。硬件部分包括工控机、PCI运动控制卡、端子板模块IO分布、伺服驱动器、伺服电机选型和连接。软件包括界面设计、运动逻辑控制设计,执行卸料控制设计。提出以糖酸度含量预测值作为等级数据,并以此结合光谱检测初始电机编码位置计算出执行分拣电机编码位置,控制空气电磁阀进行吹气卸料的分拣执行方法。(3)提出使用近红外光谱检测技术,采用偏最小二乘回归分析法建立千禧果糖度和酸度含量的预测数学模型。本论文使用近红外光谱(波长在605.95—1102.6nm)进行检测,光谱仪通过透射的方式采集千禧果样品每个波长处的吸光度值,并先后进行SG卷积平滑滤波和SNV变量标准化校正,采用偏最小二乘回归分析法建立糖度和酸度的含量预测数学模型,并通过外部预测检验,得到了较好的预测效果。通过对机械机构、控制系统的设计与糖酸度含量预测数学模型的建立,完成了整体样机的搭建,并结合相关实验,对相关参数进行设置优化。