随着果品工业化进程的发展,鲜果分选生产线对其工艺的自动化要求也越来越高。特别是苹果分选生产线,其不同于桃、梨等其他分选生产线,需要依据苹果的品相、色泽、重量、糖度等多个指标进行分选。目前国内外各种苹果分选自动生产线的第一道工序是清洗消毒,其分离苹果与泡沫保护套仍然采用人工手动方式,致使企业成本增加。而且此过程劳动强度大,工作环境差,同时这种手工操作方法也阻碍着引入更先进的消毒方法。为此,笔者所在的课题组研发了间歇喷射式果套自动分离装置,该装置以喷射雾化水的方式对果套混合体进行分离,但是由于漂浮在水面上的果套混合体轴心方向随机分布等客观原因,导致这种新装置分离率达不到要求。本文针对上述问题,自主研发了一种自动补偿装置,用以解决苹果分选生产线上间歇喷射式装置果套分离不彻底的问题。主要是通过爪式果套自动分离装置作为补偿措施,与一次自动分离装置有机组合,共同达到果套分离的性能要求。在此基础上,为了进一步提高分离效率,在爪式分离装置的基础上研发出齿式果套自动分离装置,从而真正达到对果套在线自动分离的目的。本文主要工作是对果套分离方式进行了分析,研究设计了本装置的结构和控制方案并予以具体实施,论文的主要工作包括以下三个方面:(1)果套自动分离机整体方案设计由于苹果与泡沫保护套共同组成的果套混合体在分选流水线上呈漂浮状态并浸在液体中,且泡沫保护套本身弹力使得与包裹在内部的苹果构成结合紧密的果套一体,使分离难度增加。同时,由于苹果的表皮较脆,为了达到在不伤及苹果品相的前提下完成果套分离的目的,在整体控制方案中需要对控制方式提出更高要求。(2)果套自动分离机的结构和控制系统设计针对果套混合体所处的特殊环境以及不能对苹果表面造成损伤的具体要求,设计出一种特殊的爪式自动果套分离装置。其具体结构为控制机械的执行机构做非匀速圆周运动来实现对目标的分离。选用永磁同步电机驱动本装置运行,并设计由DSP控制的PWM调速系统控制执行机构,以此对机械部分实现智能控制。这种自动控制装置的设计工作包括装置的机械结构、硬件电路以及软件和上位机界面的设计。装置通过主动轮做非匀速旋转运动和被动轮做单摆运动的有机配合,较好实现了补偿式果套分离的任务。(3)果套自动分离机控制系统的实施与改进试制出一套果套分离机控制系统,并进行现场试验。具体实施过程中发现,虽然上述方法和相应装置能够把果套混合体自动分离开,但是旋转一圈仅能够分离一排果套混合体,分离效率达不到生产线的要求而无法投入实际应用,而且系统始终运行于非稳定状态。为此再次研究、完善和制作了分离效率更高的齿式分离装置,对控制系统进行了改进并对运动控制参数进行整定,通过控制一种特殊的齿式结构在均匀旋转运动的过程中,曲面驱动连杆实现自动夹住漂浮在水面上苹果外面的泡沫保护套,利用设置的固定挡板和机械齿的共同作用下实现较好地实现了果套分离。实际应用表明,相对比爪式分离装置,改进型装置不但分离效率大幅度提高,而且改进型装置控制下的整个系统始终处于运行平衡稳定的工作状态。本论文围绕“果套自动分离机控制系统”的研发,研究制作了具有二次果套自动分离补偿装置的果套自动分离机,经过企业试用,达到了较好的效果。本研究方法,对其他鲜果分选生产线果套自动分离装置的研发具有一定的借鉴作用。