沙果作为内蒙古和东北等地区的特色水果,具有极高营养价值。我国沙果的种植规模庞大,年产量极其丰富,目前已成为当地农民的主要经济收入来源。但由于当地科技水平落后导致了沙果的加工尤其是去核仍然为人工扶正后机器去核的半自动模式,效率低,影响沙果产业效益。沙果自动化生产加工的难点在于自动定向,因此研究沙果的全自动定向装置具有重要的实践意义。本文通过查找相关水果加工文献资料及追踪自动定向装置研究的最新进展,经过综合并加以总结,自主设计出了一种结构简单、精度较高、效率较高的自动定向装置。首先,通过Solid Edge软件设计出了沙果定向装置的模型。然后,将沙果落入到定向环时的位姿分为12种,通过ADAMS软件对不同位姿的沙果落入到简化的定向机构的过程进行了仿真,验证了该机构的可行性与采用水浮力法进行沙果预定向的必要性。其次,采用ABAQUS软件进行翻转机构的有限元仿真,与FE-SAFE软件结合进行疲劳寿命计算,验证了翻转机构的实际操作可行性。随后,针对沙果的12种位姿进行定向试验,对沙果是否有果梗、无果梗的沙果是否沾水以及橡胶或尼龙材质的摩擦带对自动定向的影响也进行了相应的对比分析,得出了沙果的定向成功率,验证了该定向装置的合理性。随后,选用S7-200 Smart的PLC与Smart 700 IE V3触摸屏,结合控制程序的编写,完成了设备的全自动化控制系统开发。最后加工出定向装置并实现自动化控制,进行了沙果定向试验,证明该装置沙果定向成功率超过80%,极大的提高了生产效率,达到了定向装置的设计需求。