传统的玫瑰切花品质分级依靠人工进行,易受外界因素和个人主观因素影响,精度低,强度大。为提高玫瑰切花市场竞争力,2018年9月,云南某公司开始着力开发一台主要针对于玫瑰切花的自动分级设备。该项目采用倒挂输送的方式实现玫瑰切花单花的图像采集和分级下料工作。为适应倒挂输送的要求,本课题提出一种上料分离装置,并对上料分离装置进行了理论设计和研究分析,本文的主要工作内容如下:首先,结合现市场的玫瑰切花分级操作规范,对要开发的玫瑰切花分级设备的工艺路线进行设计,按照上料、检测分级、下料包装的思路,明确各工艺环节玫瑰切花所需进行的处理操作。根据切花处理的功能要求,完成上料分离部分的总体方案设计,把上料分离装置细分为输送装置、皮带夹持输送、修枝去叶装置、花枝翻转和差速分离5个基本结构单元。其次,对上料分离装置进行详细设计,并确定各结构单元的基本参数。确定输送装置采用水平输送机加爬坡输送机的组合方式,确定水平输送机和爬坡输送机的主要设计参数,对带式输送机在运行工况下阻力进行计算。确定夹持输送装置的结构和夹持作用下,玫瑰切花爬升高度与爬坡角、夹持角的关系式。确定修枝剪叶机构的辊子旋转速度等,对去叶除刺机的功率需求进行设计计算,完成该处电机的选型。对花枝翻转装置完成机构设计,对翻转机构实现切花平稳翻转条件进行研究。明确利用速差对玫瑰切花实现逐枝分离的方案,对差速分离机构中多电机协同控制策略进行探究。最终根据设计方案和参数,对玫瑰切花分级上料分离设备进行结构设计,运用三维软件完成模型建立。再次,对玫瑰切花在差速分离机构中的运动学模型分析计算,得出切花在差速分离机构平稳向后输送的条件。通过分析从动带轮的动力学模型,有效模拟切花在该机构中的运行状态,得到带轮在不同电机驱动下的速度曲线和动能曲线等并作分析。针对此处的多电机使用偏差耦合控制策略,对4台电机的速度误差仿真模拟,得到偏差耦合控制在添加扰动后偏差耦合控制能快速响应调节达到稳态,可较好的保持多电机同步运行状态。最后,在将有限元模型导入Solidthinking Inspire求解器拓扑优化,在保证结构强度刚度条件下,对其结构进行分析和拓扑优化。并通过优化前后带轮最大应力、减重等指标的定量对比分析,得到皮带同步带轮机构较优的设计,为结构设计带来了新的思路。