【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （圖 1 世界各國(guó)主要行業(yè)對(duì)摘果機(jī)的需求分布） 由于機(jī)械工程的知識(shí)總量已擴(kuò)大到遠(yuǎn)非個(gè)人所能全部掌握，一定的專(zhuān)業(yè)化是必不可少的。但是過(guò)度的專(zhuān)業(yè)化造成知識(shí)過(guò)分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進(jìn)步，對(duì)外界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家們掌握的知識(shí)過(guò)狹，考慮問(wèn)題過(guò)專(zhuān)，在協(xié)同工作時(shí)配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20 世紀(jì)中、后期開(kāi) 始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢(shì)。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，合并分化過(guò)細(xì)的專(zhuān)業(yè)。綜合 專(zhuān)業(yè)分化 再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識(shí)發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過(guò)程。不同專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)家們各具有精湛的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，又具有足夠的綜合知識(shí)來(lái)認(rèn)識(shí)、理解其他學(xué)科的問(wèn)題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。綜合與專(zhuān)業(yè)是多層次的。在機(jī)械工程內(nèi)部有綜合與專(zhuān)業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。在人類(lèi)的全部知識(shí)中，包括社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專(zhuān)業(yè)問(wèn)題。 摘果機(jī)的用途 本文所設(shè)計(jì)摘 果機(jī)雖然尚無(wú)法取代人工作業(yè)，但是對(duì)摘果機(jī)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)采摘相關(guān)技術(shù)奠定了實(shí)踐 3 基礎(chǔ)，并對(duì)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了可操作的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)累積相關(guān)制作技術(shù)有很好的驗(yàn)證作用。 摘果機(jī)特點(diǎn) 本文所設(shè)計(jì)摘果機(jī)是一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)輪式 5軸摘果機(jī)，整體結(jié)構(gòu)包括兩自由度的移動(dòng)載體和三自由度帶夾持器的機(jī)械臂。摘果機(jī)主體使用鋁板材料和工程塑料組裝成摘果機(jī)機(jī)體，結(jié)構(gòu)輕巧，方便在車(chē)體上增加模塊。 移動(dòng)底盤(pán)： 為了適應(yīng)多變的開(kāi)放式的蘋(píng)果園地面環(huán)境，選用農(nóng)用拖拉機(jī)式移動(dòng)小車(chē)作為移動(dòng)底盤(pán)。上面加裝了主控電路板，采摘輔助裝置，多種傳感器，電源模塊等。 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)： 主要包括機(jī)械手腰部，大臂，小臂部分。其轉(zhuǎn)動(dòng)均采用交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，選用行星齒輪減速器對(duì)電機(jī)進(jìn)行減速，同時(shí)提高最終的輸出扭矩。直接選用電動(dòng)推桿作為小臂伸縮的部件，在伸出桿的末端通過(guò)螺絲連接相應(yīng)旋轉(zhuǎn)法蘭盤(pán)組件與末端執(zhí)行器固連。末端執(zhí)行器初步選定使用夾持機(jī)構(gòu)將果實(shí)夾緊并采摘 。 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用 UG 對(duì)全自動(dòng)摘果機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，了解 UG的各種功能。 UG公司成立于 1993年，由 PTC公司的技術(shù)副總裁與 CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（ Concord,Massachusetts）內(nèi)。當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的 桌面 上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從 1995年推出第一套 UG三維機(jī)械設(shè)計(jì) 軟件 至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由 300家經(jīng)銷(xiāo)商在全球 140個(gè)國(guó)家進(jìn)行銷(xiāo)售與分銷(xiāo)該產(chǎn)品。 1997年， UG被 法國(guó) 達(dá)索（ Dassault Systemes）公司收購(gòu)，作為達(dá)索中端主流市場(chǎng)的主打品牌。 UG軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開(kāi)發(fā)的三維 CAD系統(tǒng)。由于技術(shù)創(chuàng)新符合 CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)， UG公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 UG每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 19951999年獲得全球 微機(jī)平臺(tái) CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名。從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)。其中僅從 1999年起， 美國(guó) 權(quán)威的 CAD專(zhuān)業(yè)雜志 CADENCE連續(xù) 4年授予 UG最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰 UG的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此， UG所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。 由于 UG出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為 CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為 華爾街 青睞的對(duì)象。終于在 1997年由法國(guó) 達(dá)索公司 以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將 UG全資并購(gòu)。公司原來(lái) 的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的 UG以原來(lái)的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為 CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)化公司。 UG三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的 CAD產(chǎn)品。 由于使用了 Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 parasolid內(nèi)核（由 劍橋 提供）以及良好的與 第三方軟件 的集成技術(shù)。 UG成為全球裝機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 UG軟件使用許可約 28萬(wàn)，涉及航空航天、機(jī)車(chē)、食品、機(jī)械、國(guó)防、交通、模具、電子通訊、 4 醫(yī)療器械、娛樂(lè)工業(yè)、日用品 /消費(fèi)品、離散制造等分布于全球 100多個(gè)國(guó)家的約 3萬(wàn) 1千家企業(yè)。在教育市場(chǎng)上，每年來(lái)自全球 4， 300所教育機(jī)構(gòu)的近 145， 000名學(xué)生通過(guò) UG 的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它 3D CAD軟件相比， UG相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說(shuō)明了越來(lái)越多的工程師和設(shè)計(jì)者使用 UG三維軟件，越來(lái)越多的企業(yè)需要UG人才。 UG軟件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多是 UG的五大特點(diǎn)。使得UG三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三維 CAD解決方案。 UG 在設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案，通過(guò)方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過(guò)程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的三維 CAD解決方案中， UG是設(shè)計(jì)過(guò)程比較簡(jiǎn)便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系 統(tǒng)，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。 UG軟件是世界上第一個(gè)基于 Windows開(kāi)發(fā)的三維 CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合 CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢(shì)， UG公司于兩年間成為 CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 UG每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 19951999年獲得全球微機(jī)平臺(tái) CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從 1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，其中僅從 1999年起，美國(guó)權(quán)威的 CAD專(zhuān)業(yè)雜志 CADENCE連續(xù) 4年授予 UG最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰 UG的創(chuàng)新、活力和簡(jiǎn)明。至此， UG所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它， 設(shè)計(jì)師 大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場(chǎng)。由于 UG出色的技術(shù)和市場(chǎng)表現(xiàn)，不僅成為 CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成 為華爾街青睞的對(duì)象。終于在 1997年由法國(guó) 達(dá)索公司 以三億一千萬(wàn)美元的高額市值將 UG全資并購(gòu)。公司原來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購(gòu)后的 UG 以原來(lái)的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為 CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)化公司， UG三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的 CAD產(chǎn)品。 由于使用了 Windows OLE技 術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 parasolid內(nèi)（由 劍橋 提供）以及良好