苹果具有很高的营养价值且国内产量巨大,近年来鲜榨苹果汁作为健康饮品逐渐流行,自动售货机在饮料销售市场占据较大的份额,但是未见有鲜榨苹果汁自动售货机的出现。本文针对鲜榨苹果汁自动售货机的技术难点问题开展研究,实现新鲜苹果的苹果削皮、苹果去核、自动榨汁等果汁加工工艺,设计了一种全自动的鲜榨苹果汁自动售货机。主要研究内容如下:(1)分析了多种榨汁机的特点,选择出适合苹果榨汁的方式。分别对破碎式榨汁机、挤压式榨汁机、螺旋式榨汁机三种榨汁机出汁率及果汁品质进行了实验研究。结果表明:螺旋式榨汁机的出汁率最高为47%,所榨果汁的L*值为28.45、a*值为1.99、b*值为5.19,果汁呈现淡黄色,相对其他两种榨汁方式果汁氧化性低,色泽最佳,可溶性固形物含量最高,为13.5%,可滴定酸含量最低,为0.16%,固酸比最高,数值为85,苹果汁风味最好,该方式适合于苹果鲜榨汁的加工。(2)分析了螺旋式榨汁方式和挤压式榨汁方式所得苹果鲜榨汁的褐变速度,螺旋式榨汁机所榨苹果汁褐变速度小于挤压式榨汁机。螺旋式榨汁机褐变指数随时间推移,逐渐升高,当时间为30min时候褐变指数最高,在0-1min时间内褐变指数位于较低水平,因此,需要将苹果汁的加工时间控制在1min内,确保其品质。(3)制定了鲜榨苹果汁加工工艺流程,给出了鲜榨苹果汁自动售货机的动作时间分配方案,并对动作用时长进行了分配优化,优化后整个榨汁方案的动作流程时间为66s,苹果开始榨汁到封杯完成的时间控制在1min以内(51s)。(4)根据鲜榨苹果汁自动售货机的动作特点和使用要求,采用模块化设计方法,对鲜榨苹果汁自动售货机进行了整体布局和个模块设计,设计了输送模块、插取模块、分块去核模块、榨汁模块、落杯落盖模块五个关键模块。同时完成了控制系统的流程设计。(5)建立了整机三维模型,并对插取模块、分块去核模块、榨汁模块三个主要的受力机构进行了有限元分析。插取机构总变形量最大值为0.0995mm,应力最大值为39.01MPa,安全系数为5.3;削皮分块机构总变形量最大值为0.17129mm,应力最大值为36.25MPa,安全系数为5.7;榨汁机构总变形量最大值为0.14118mm,应力最大值为57.606MPa,安全系数为3.6。保证了设计的整机强度和刚度。(6)进行了样机试制,并对输送机构、插取和削皮分块机构、榨汁机构、落杯落盖机构进行了性能试验,五个关键机构均能在规定的时限达完成设计动作。对整机进行了运行试验,试验结果表明:各机构能良好配合、协调运行,均能完成设计动作,动作时间均符合设计时间要求,保证了苹果榨汁的优良品质。本文的研究,解决影响鲜榨苹果汁自动售货机推广应用的技术难点,为苹果以及梨、桃等类似水果的鲜榨果汁机的设计和推广应用提供理论和技术支持。