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1 引言 目前在我国林果产业快速发展的同时，林果种植机械化水平较发达国家相比还很落后。林果产业生产环节的修枝、植保、施肥、采摘等机械作业难题较突出。其中果园喷施农药80%是依靠人力完成，剪枝机械化作业几乎为零，劳动强度非常大，而发达国家喷施农药机械化率已达95%，剪枝机械化作业率为100%，所以农民迫切需要解决林果生产环节机械化作业水平低、劳动强度大、人工作业成本高、作业质量差等问题20 世纪90 年代中期, 相对于发达国家起步较晚。但不少院校、研究所都在进行采摘机器人和智能农业机械相关的研究。我国是一个农、林业大国，实现农林机械化生产的意义重大。 油茶树因其种子可榨油(茶油)供食用，故。茶油色清味香，营养丰富，耐贮藏，是优质也可作为、防锈油用于工业。茶饼既是农药，又是，可提高农田蓄水能力和防治稻田害虫。果皮是提制栲胶的原料。叶部含有花黄素、茶碱等，是医药工业的原料。 3.1.1机械系统的概念 一切机械设计对象即机械产品，都可以理解为一个由若干功能元件有序结合而成、通过输入和输出与外部环境相联系并具有特定便捷的人工系统，成为机械系统。 用机械系统的概念来描述和研究机械产品，则不论产品的名称或类别如何，即不论是机器、仪器、设备、装置还是机床、汽车、水泵、绘图机等等，都可以一律视为具有某些共同规律的系统。在设计工作之初，因对系统的具体结构尚不 清楚，故常用“黑箱图”的方式来加以抽象描述。 能量、物料、信息构成了机械系统的输入和输出三要素。通常这三个要数在机械系统中从输入到输出都会随着时间而变化，故成为能量流、物料流、信息流。机械系统的功能，就是把从外界接受到的一定类型、形式和大小的能量、物料和信息，在系统中传递或转换成另一种类型、形式和大小的能量、物料和信息。 在大多数机械系统中，能量流、物料流、信息流同时存在，只是主次不同而已。通常所谓的动力机械如内燃机、电动机、发电机、压气机等，以能量转换为主；工作机械如机床、包装机、收割机、搅拌机以及汽车、起重机、传送带等，以物料转换为主；信息机械如打印机、绘图机、录像机等，以信息转换为主。这些为主的转换过程与该机械系统的目的功能密切相关，是设计工作中需要重点考虑和解决的问题。 3.1.2 功能原理设计 功能是指系统将输入转换为输出的能力，是对输入和输出转换的抽象化描述。美国人迈尔斯于1947年首次提出“用户购买的不是产品本身，而是产品所具有的功能”,明确了“功能”是研究开发、创新产品的本质与核心。 功能原理设计分类 1 简单动作功能 由两个或两个以上的具有特殊几何形状的构件组成，利用它们形体上的特征，可以实现互相运动或锁合的动作。 解法：几何形体组合法 2 复杂动作功能 以采用常用基本机构为主，其设计已有很成熟的理论和经验，以形体来实现功能。主要要用形象思维、视觉思维和动作思维。 解法：基本机构组合法 3 工艺功能 1 S1—主体，S2—客体，F—场 a. F、S1搜寻； b. 完善； c. 增加； d. 变换 2 工艺功能要考虑两个重要因素： 一是采用哪种工艺方法； 二是工作头采用什么形状和动作。 3 工艺功能的特点： 工作头的形状、运动方式和作用场—完成工艺功能的三个主要因素。 4 解法：物—场分析法 4 关键技术功能 1 特点：由于特殊的工作条件（约束）或特殊的使用要求，用常规技术或已有技术难以达到的技术难点，或是别人目前尚难以实现的技术高度，总的来说它的技术要求高，而解决的方法也往往是出奇制胜。 2 产品中的关键技术主要与以下几个方面有关： 材料、制造工艺、设计。 3 解法：技术矛盾分析法 5 综合技术功能 1 特点：在某些特定的条件下，采用广义物理效应，有可能实现比纯机械方法更好的动作或工艺功能，但并不强调全部可以代替机械功能许多场合纯机械的动作和工艺功能还是特别简单可靠的，没有必要用更复杂的广义物理效应支代替。 2 物理效应：力学效应、热力学效应、流体效应、电磁效应、光声效应。 3 解法：物理效应引入法 3.1.3 设计创造流程 3.1.3.1 认识需求 有时仅仅是一种含糊的不满，一种不舒服的感觉，或者仅是一种对某些事物感到不对的感觉。总之需求常常是不明确的对需求的认识常常由相反的情况触发的，是由一种随机产生的事件引发的。 3.1.3.2 目标界定 把需求限定在附加种确定的方面，并限定满足需求的一些特殊的技术要求和特性。 3.1.3.3 问题求解 把各种可能的解法尽可能多地收集起来，供下一步