随着我国乡村振兴战略深入实施,莲子产业作为新农村区域特色产业发展迅速。但鲜莲子去心目前仍为手工作业,这种生产方式难以满足鲜莲子加工时效性要求,已成为制约我国莲子产业规模化发展的瓶颈问题。为实现鲜莲子去心的机械化和自动化,本文采用空气挤压去心方法,并基于鲜莲子去心各机械动作的时序要求,开发了对应的气动与控制系统。该系统采用色标传感器对鲜莲子进行识别,采用空心冲针插入莲仁并通入压缩空气将莲心挤出,利用单片机对鲜莲子送料、摆正、端部识别、夹紧、去心和出料等动作进行自动控制,实现了鲜莲子去心高效加工。论文主要研究内容如下:1.控制对象与控制需求分析。分析了鲜莲子去心工作原理,对自研鲜莲子去心机的组成部件进行了结构和功能分析;基于鲜莲子去心机工作原理,分析其去心工作流程,并根据鲜莲子去心机工作环境和要求提出了控制系统设计要求。2.鲜莲子去心机气动系统设计。基于气动控制响应快、控制灵活等特点,对去心过程中的搅料、分拣、夹紧、冲针插入、去心等机械动作采用压缩空气作为动力源,设计了鲜莲子去心机气动系统,并对主要气动元件进行了计算和选型。3.鲜莲子去心机控制系统设计。基于鲜莲子去心各机械动作的时序要求,设计了鲜莲子去心机系统控制方案;并通过对控制对象的分析,设计了以PIC18F87k22芯片为核心的单片机硬件系统;同时完成了步进电机、触摸屏、色标传感器和光电开关等主要电气控制元件的选型;设计了鲜莲子去心机控制电路原理图,并编写了系统控制程序,完成了控制系统的人机交互界面开发。4.链条运动控制曲线设计。为缩短链条移动时间和提高工作效率,同时避免链条因间歇运动中快速起动过程产生机械冲击而影响莲子姿态,提出了一种基于跃度连续的非对称修正梯形运动规律的链条运动控制曲线,当链条节距为38.1mm、链条移动时间T=240ms时,所产生的最大正向加速度amd=2.508m/s~2,最大反向加速度为ama=3.923m/s~2,保证了链条快速平稳运行。5.控制系统联机测试。对控制系统与机械系统进行了联机试验,试验结果表明:链条间歇运动平稳,各机械动作时序与鲜莲子去心流程吻合,系统运行稳定;测得鲜莲子去心机平均综合成功率可达96.07%,莲仁破损率仅为1.47%,莲心完整率为88.67%,工作节拍0.54秒,试验样机为两工位,生产效率为0.27s/颗,约为7-8名熟练工人生产效率效率,达到设计要求。目前本组研制的搭载本控制系统的鲜莲子去心机,已完成技术转让,并进入量产阶段。