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基于圖像與光譜信息融合技術的自動化檢測分級裝置具有快速采集、連續(xù)存儲信息、智能化分析等特點，并且能排除外部因素帶來的干擾，實現(xiàn)了定量描述水果各分級指標及快速無損檢測，其分級精度較高。隨著市場需求的不斷提高，對瓜果檢測裝置的穩(wěn)定性提出了更高的要求。夾持翻轉機構是檢測裝置的主要受力部件，力源于瓜果、輸送帶和啟停等帶來的沖擊載荷。因此，在所需轉速的要求下，影響夾持翻轉機構穩(wěn)定性的主要因素是材料的選取和裝配體的參數(shù)設計，穩(wěn)定性差就會出現(xiàn)失真或采集效果差等現(xiàn)象。在振動診斷中，各種振動量的測量及分析部分以現(xiàn)場產生振動的機器為準。檢測裝置在工作過程中，作用在其上的機械激振力也直接影響了裝置的工作性能。
機械激振力來源有以下幾點：①裝置自身因素引起的激勵；②夾持器夾持瓜果瞬間產生的激勵；③電機在工作過程中產生的嚙合激勵；④在工作過程中夾持機構往復運動引起的激振力。引起共振主要是由于夾持翻轉機構的某一階固有頻率與激振力的激振頻率接近，從而導致檢測裝置在作業(yè)時產生較大的共振和位移，使分析結果準確性受到影響。
因此，為保證夾持翻轉機構在檢測過程中具有足夠的強度，用有限元分析軟件對機構進行了靜力學分析，得到機構在工作時的變形和應力大小。為保證夾持翻轉機構在檢測過程中具有良好的動態(tài)特性，對夾持臂進行了模態(tài)分析，通過求解得出機構的固有頻率，避免共振現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證圖像采集的平穩(wěn)性。
現(xiàn)代設計方法中，對于復雜的實體建模一般借助CAD軟件實現(xiàn)。本案例采用Pro/E軟件進行實體建模，通過Pro/E的轉換文件將其分析模型導入ANSYS軟件中，進行有限元分析。該檢測裝置機構簡單，主要由機架、傳送裝置和夾持翻轉機構組成。
在對瓜果進行采集圖像的過程中，夾持臂所受載荷變化主要出現(xiàn)在兩個位置:①剛剛對瓜果夾持翻轉的水平位置；②瓜果運動到與水平呈90°角的位置，即采集圖像位置。
待檢測產品在上述兩個位置的受力大小不一樣，影響了材料的選取，并對夾持翻轉機構產生了載荷沖擊力。為使攝像機提取到準確的圖像數(shù)據，應分別對兩種受力狀態(tài)夾持臂進行靜態(tài)分析，得到最優(yōu)設計。
夾持臂是檢測裝置的主要受力部件，其載荷主要來自于待測瓜果。結合兩種工況沖擊載荷的作用，分析如下：水平位置時，夾持臂受力為垂直于夾持臂向下20N；90°角位置時，夾持臂受力為沿臂的方向向下20N。夾持臂的力臂長為0.5m，每個夾持翻轉機構所受到電機驅動轉矩為100N.m。
該夾持臂長為0.5m，因該夾持翻轉機構為左右對稱的結構布置，所以對其單個臂體進行分析。根據建立的Pro/E實體模型，對夾持臂做進一步精簡，省去尺寸較小和對整體分析影響不大的部分特征，從而得到便于ANSYS分析的夾持臂三維模型且不影響分析結果。通過ANSYS通用格式，轉入ANSYS軟件中對夾持臂進行有限元分析。
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