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作品名称：叶菜净化包装一体机
学校名称：广东科技学院
参赛队伍：绝妙舞步
队伍编号：219112
参赛学生：张春建邬文锋谭弘尧刘朝阳
指导老师：赵利平胡睿
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
请在微信端进行投票。点此扫描二维码。

详细说明

一、项目背景

在生鲜农产品领域，叶菜因富含维生素、膳食纤维等营养成分，成为消费者日常饮食的重要组成部分。然而，传统叶菜加工流程依赖人工操作，存在效率低下、卫生标准难统一、叶菜损耗率高等痛点。随着现代农业与食品工业自动化需求的提升，研发一款集 “净化 - 分拣 - 切割 - 包装” 于一体的智能化设备，成为解决叶菜加工行业痛点、推动产业升级的关键举措。

二、设计目标

本设计旨在打造一款全流程自动化的叶菜净化包装一体机，实现叶菜从原料上料到成品包装的无人化处理。具体目标包括：

整合 “传送 - 分拣 - 切割 - 清洗 - 包装” 功能，缩短加工流程，提高生产效率；
采用视觉识别与智能控制技术，精准分拣烂叶、切割菜根，降低叶菜损耗；
优化清洗与包装工艺，保障叶菜卫生安全，延长保鲜期；
设备结构模块化，便于维护、升级与扩展。

三、系统组成与模块设计

1. 皮带传送系统

作为设备的 “物流中枢”，采用食品级 PU 皮带，具备耐磨、耐腐蚀、易清洁的特性。皮带分为多段式设计，各段通过伺服电机独立控制速度，实现叶菜在不同工序间的平稳传输。传送路径经过精准规划，确保叶菜依次进入视觉分拣、菜根切割、清洗、包装模块，无卡顿、堆积风险。

2. 视觉识别分拣模块

该模块是设备的 “智能眼睛”，由高清工业摄像头、图像处理单元、气动分拣执行机构组成。摄像头对传送带上的叶菜进行实时拍摄，图像数据传输至处理单元后，通过深度学习算法（如 YOLO 系列模型）识别烂叶、黄叶等不合格叶片。一旦识别到瑕疵叶，气动执行机构迅速动作，将其分拣至废料通道，分拣准确率达 98% 以上，远超人工分拣效率与精度。

3. 转盘式菜根切割模块

针对叶菜根须不规则的特点，设计多工位转盘切割机构。转盘配备定制化切割刀具，通过伺服电机驱动实现高速旋转与精准定位。当叶菜根部进入切割区域时，转盘根据视觉模块预存的菜根位置信息，自动调整切割角度与深度，确保菜根切除彻底且不损伤可食用叶片，切割精度控制在 ±2mm 以内。

4. 清洗装置

清洗模块采用 “喷淋 + 气泡 + 超声波” 复合清洗方式。喷淋系统通过高压水泵将净水均匀喷洒在叶菜表面，初步去除泥沙；气泡发生装置产生大量微小气泡，在水中形成扰动，剥离叶片缝隙的杂质；超声波装置则针对顽固污渍（如农药残留）进行深度清洁。清洗后的废水经过滤循环系统处理，实现水资源的高效利用，符合绿色生产理念。

5. 打包装置

该模块为流程的 “最后一环”，采用全自动卷膜包装机，支持真空包装、气调包装两种模式。叶菜经清洗、沥水后进入包装工位，设备自动完成制袋、装菜、封口操作，包装速度可达 60 袋 / 分钟。包装膜选用食品级复合材料，具备良好的阻隔性与保鲜性，能有效延长叶菜货架期。

6. 中央控制系统

以 PLC 为核心，集成触摸屏人机界面。操作人员可通过界面设置工艺参数（如传送速度、清洗时间、包装规格），实时监控各模块运行状态。系统具备故障自诊断功能，一旦某模块出现异常，将自动报警并停机，保障设备与产品安全。

四、创新点

多模块集成化设计：将分拣、切割、清洗、包装等功能高度集成，减少设备占地面积，降低产线布局复杂度；
智能感知与决策：视觉识别与 PLC 控制的深度融合，实现叶菜处理的智能化、无人化，大幅降低人工干预成本；
柔性化生产适配：通过参数化设置，可快速切换叶菜品种（如菠菜、生菜、油麦菜等）的加工工艺，满足多元化市场需求。

五、应用价值

经济效益：设备每小时可处理叶菜 500kg，替代 8 - 10 名人工，年节约人工成本超 30 万元；叶菜损耗率从人工处理的 15% 降至 5% 以下，直接提升企业利润。
社会效益：全流程自动化减少人为污染风险，保障叶菜食用安全；高效加工能力助力生鲜企业提升供应链响应速度，为消费者提供更新鲜的叶菜产品。
行业影响：推动叶菜加工行业向 “智能化、标准化、绿色化” 转型，为农产品加工装备领域提供可复制的集成化设计范式。

六、总结与展望

本叶菜净化包装一体机通过多技术模块的创新集成，实现了叶菜加工全流程的自动化与智能化，有效解决了传统加工模式的痛点。未来可进一步优化视觉算法的轻量化部署，提升设备在复杂工况下的适应性；同时探索与冷链物流系统的无缝对接，构建从 “田间” 到 “餐桌” 的全链路保鲜体系，为生鲜产业升级持续赋能。