便携式枣果采摘机的研制
发布时间：2021-01-21 06:03
采摘作为林果生产的一个重要环节,当前主要依靠人工进行作业,采摘效率低,劳动强度大,而且人工成本日益增高,为此研制了一种便携式枣果采摘机,提高采摘效率,以期实现枣果的机械化采摘。通过进行枣果采摘特性试验,测量枣果成熟前期、中期和后期的果柄分离力、重量、外形尺寸等主要参数,并建立振动式枣果采摘模型,分析枣果脱落的条件。研究表明,枣果脱落主要受振动频率和振幅的影响,频率越高或者振幅越大,振动效果越明显。由于枣果成熟度不一致,则根据枣果脱落条件设置振动频率和振幅在合理的范围内,从而达到保留青果,使熟果脱落的效果。基于树冠振动的采摘方式,设计采摘机的总体方案,借助Solidworks软件详细设计了采摘机的传动原理,并建立了采摘头的三维模型。分析采摘头输出运动轨迹,建立了运动轨迹的参数方程,根据运动轨迹的幅度调整传动机构的结构参数,从而满足枣果采摘的振幅要求。采用ANSYS Workbench软件对采摘机的关键零部件进行有限元分析,包括壳体的模态分析、偏心轴的静力分析和模态分析以及传动机构的接触分析。分析结果表明,关键零部件机械结构所受的最大应力和接触压力都远小于材料许用强度,而且结构的固有频率也...
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
杏果振动采摘机
选择不同的采摘方式，才能达到最佳的效果。1.3.1 国外研究发展现状国外的林果采摘机械发展比较早，具有丰富的理论基础和实践经验，采摘生产已基本实现了机械化[17]。但针对大枣采摘机械化方面的研究，国外基本没有涉及，而研究主要侧重于杏、柑橘、橄榄等果实的机械化采摘，而且国外果园都比较平整，植株种植比较规范，基本都是大型设备进行采摘作业。H Ahmadi 等人[18]研究了杏果的各向物理参数和机械性能，结果表明，在长度方向上的果实分离力最小，这为杏果采摘机械的设计提供了有利的参考依据。D Erdogan 等人[19]研制了一种惯性式振动采摘杏的设备，并研究了不同振幅、频率时的最佳采摘时间，对比果实采摘率发现，当振幅为 40mm，频率为 15Hz 时，振动时间为 5s 即可完成大部分果实的采摘工作，结构如图 1-1 所示。
度和表面硬度与果柄分离力之间的关系，为核桃采摘机参数的确定提供理论依据。浙江农林大学的姚文斌等人[32]发明了一种便携式山核桃的采摘装置，体积小便于携带，尤其适合于山高、坡陡等地形较为复杂的山核桃采摘区域，通过控制动力源的输出转速及振动机构的设计，能够将初级树枝上的山核桃通过振动高效地采摘下来，装置如图 1-3 所示。南京林业大学的王长勤等人[33]设计了一种偏心式林果振动采摘机，通过偏心块旋转所产生的离心力对树干实施周期激励，达到振动采摘的目的。基于单自由度质量-弹簧-阻尼系统，建立了振动采摘的动力学模型，并得出了系统稳态响应的振幅表达式。开展果园采摘试验，结果表明设备的采摘率约达到 89.5%~92.6%。石河子大学的王真真等人[34]设计了一种树冠振动式的核桃采摘装置，通过拨杆圆盘的直线往复运动产生的激振力实现核桃的采摘，并得出振动频率为 2Hz 时设备能够产生最大激振力为 134N。
【参考文献】：
期刊论文
[1]树冠振动式核桃采收装置的设计与分析[J]. 王真真,坎杂,付威,李成松,朱兴亮,王丽红. 农机化研究. 2016(08)
[2]高丛蓝莓采摘机采摘系统设计与试验[J]. 耿雷,郭艳玲,王海滨. 农业机械学报. 2016(03)
[3]油茶果采摘机器人采摘头设计与分析[J]. 高自成,李立君,王朋辉,祝强,罗玉坤. 中南林业科技大学学报. 2016(02)
[4]大枣收获机设计[J]. 艾建军,高韶坤,刘建敏,张德田,张东升. 江苏农业科学. 2015(12)
[5]基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构研究[J]. 杜小强,倪柯楠,武传宇. 农业机械学报. 2016(03)
[6]核桃机械化采收装置研究现状分析[J]. 王真真,王丽红,付威,李成松,坎杂,袁盼盼. 农机化研究. 2015(09)
[7]林果业生产机械化水平评价与实证研究[J]. 曹卫华,王家忠,黄凰,杨敏丽,黄玉祥. 系统工程理论与实践. 2015(11)
[8]林果采摘设备发展现状与需求[J]. 金征,张伟,杨光,杨建华,王双永. 木材加工机械. 2015(01)
[9]河北省枣产业现状、存在问题与发展对策[J]. 王学军,白仲奎,孙艳,于秋香,乔广玉. 河北果树. 2014(05)
[10]南方丘陵山地果园采摘机械的现状[J]. 章江丽,陈顺伟,庄晓伟,朱杭瑞,潘炘. 林业机械与木工设备. 2014(09)
硕士论文
[1]核桃采摘机的设计与试验[D]. 刘梦飞.陕西科技大学 2015
[2]基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构设计与分析[D]. 倪柯楠.浙江理工大学 2015
[3]杏振动采收关键因素研究与试验分析[D]. 散鋆龙.新疆农业大学 2014
[4]凸轮机构抽油机设计与研究[D]. 胡鸿.西安石油大学 2014
[5]矮化密植红枣采收装置采收部件的设计及试验研究[D]. 杨红英.石河子大学 2013
[6]偏心式林果振动采收机的设计及试验研究[D]. 王长勤.南京林业大学 2012
[7]中国红枣及红枣产业的发展现状、存在问题和对策的研究[D]. 梁鸿.陕西师范大学 2006
本文编号：2990610
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
杏果振动采摘机
选择不同的采摘方式，才能达到最佳的效果。1.3.1 国外研究发展现状国外的林果采摘机械发展比较早，具有丰富的理论基础和实践经验，采摘生产已基本实现了机械化[17]。但针对大枣采摘机械化方面的研究，国外基本没有涉及，而研究主要侧重于杏、柑橘、橄榄等果实的机械化采摘，而且国外果园都比较平整，植株种植比较规范，基本都是大型设备进行采摘作业。H Ahmadi 等人[18]研究了杏果的各向物理参数和机械性能，结果表明，在长度方向上的果实分离力最小，这为杏果采摘机械的设计提供了有利的参考依据。D Erdogan 等人[19]研制了一种惯性式振动采摘杏的设备，并研究了不同振幅、频率时的最佳采摘时间，对比果实采摘率发现，当振幅为 40mm，频率为 15Hz 时，振动时间为 5s 即可完成大部分果实的采摘工作，结构如图 1-1 所示。
度和表面硬度与果柄分离力之间的关系，为核桃采摘机参数的确定提供理论依据。浙江农林大学的姚文斌等人[32]发明了一种便携式山核桃的采摘装置，体积小便于携带，尤其适合于山高、坡陡等地形较为复杂的山核桃采摘区域，通过控制动力源的输出转速及振动机构的设计，能够将初级树枝上的山核桃通过振动高效地采摘下来，装置如图 1-3 所示。南京林业大学的王长勤等人[33]设计了一种偏心式林果振动采摘机，通过偏心块旋转所产生的离心力对树干实施周期激励，达到振动采摘的目的。基于单自由度质量-弹簧-阻尼系统，建立了振动采摘的动力学模型，并得出了系统稳态响应的振幅表达式。开展果园采摘试验，结果表明设备的采摘率约达到 89.5%~92.6%。石河子大学的王真真等人[34]设计了一种树冠振动式的核桃采摘装置，通过拨杆圆盘的直线往复运动产生的激振力实现核桃的采摘，并得出振动频率为 2Hz 时设备能够产生最大激振力为 134N。
【参考文献】：
期刊论文
[1]树冠振动式核桃采收装置的设计与分析[J]. 王真真,坎杂,付威,李成松,朱兴亮,王丽红. 农机化研究. 2016(08)
[2]高丛蓝莓采摘机采摘系统设计与试验[J]. 耿雷,郭艳玲,王海滨. 农业机械学报. 2016(03)
[3]油茶果采摘机器人采摘头设计与分析[J]. 高自成,李立君,王朋辉,祝强,罗玉坤. 中南林业科技大学学报. 2016(02)
[4]大枣收获机设计[J]. 艾建军,高韶坤,刘建敏,张德田,张东升. 江苏农业科学. 2015(12)
[5]基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构研究[J]. 杜小强,倪柯楠,武传宇. 农业机械学报. 2016(03)
[6]核桃机械化采收装置研究现状分析[J]. 王真真,王丽红,付威,李成松,坎杂,袁盼盼. 农机化研究. 2015(09)
[7]林果业生产机械化水平评价与实证研究[J]. 曹卫华,王家忠,黄凰,杨敏丽,黄玉祥. 系统工程理论与实践. 2015(11)
[8]林果采摘设备发展现状与需求[J]. 金征,张伟,杨光,杨建华,王双永. 木材加工机械. 2015(01)
[9]河北省枣产业现状、存在问题与发展对策[J]. 王学军,白仲奎,孙艳,于秋香,乔广玉. 河北果树. 2014(05)
[10]南方丘陵山地果园采摘机械的现状[J]. 章江丽,陈顺伟,庄晓伟,朱杭瑞,潘炘. 林业机械与木工设备. 2014(09)
硕士论文
[1]核桃采摘机的设计与试验[D]. 刘梦飞.陕西科技大学 2015
[2]基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构设计与分析[D]. 倪柯楠.浙江理工大学 2015
[3]杏振动采收关键因素研究与试验分析[D]. 散鋆龙.新疆农业大学 2014
[4]凸轮机构抽油机设计与研究[D]. 胡鸿.西安石油大学 2014
[5]矮化密植红枣采收装置采收部件的设计及试验研究[D]. 杨红英.石河子大学 2013
[6]偏心式林果振动采收机的设计及试验研究[D]. 王长勤.南京林业大学 2012
[7]中国红枣及红枣产业的发展现状、存在问题和对策的研究[D]. 梁鸿.陕西师范大学 2006
本文编号：2990610
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