抗倾覆香蕉采摘整机的设计与研究
发布时间：2021-08-19 20:02
香蕉是当前全球产量较高的水果之一,产量位居世界第二。我国目前是世界上最大的香蕉生产国,香蕉产量与需求量持续增加,香蕉产业近年来保持高速发展态势。但是,我国香蕉产业的发展仍然面临着很多阻碍。我国的香蕉采摘时间较为集中,香蕉采摘作业具有季节性且劳动较为密集。而我国由于人口密集,耕地紧张等问题,香蕉的采摘还以人工采摘为主,香蕉采摘的机械化程度较低,采摘效率不高;同时,我国农村人口老龄化问题严重,劳动力逐渐向城镇或其他行业转移,这就直接导致了采摘成本不断升高。为保证我国香蕉产业的持续发展,研发香蕉采摘整机极为重要。本文针对我国当前香蕉采摘过程存在的问题。首先,对香蕉果柄采用复合材料弹性力学试验方法,对果柄试样做了径向与轴向压缩试验与含水率测试,获取香蕉果柄全部弹性参数,并为后续夹持切割部件的有限元仿真与整机动态仿真提供依据。其次,结合试验结果与文献总结对香蕉采摘整机与关键部件进行设计。香蕉采摘整机包括夹持切割装置、采摘伸缩臂与行走机构。重点对夹持切割机构与香蕉采摘伸缩臂进行设计。创新性地引入了前支式液压伸缩臂与配重块相结合的采摘方式,有效的提高了采摘的效率与稳定性。同时,对香蕉采摘机的伸缩臂的...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统索道采收法[5-6]：这是一种取代了人工
第一章绪论2采摘效率低下等问题。这些问题直接阻碍了我国香蕉产业的发展。因此，设计制造适合我国香蕉产区的香蕉采摘机械意义重大。1.2目前香蕉的主要采摘方式及研究现状1.2.1传统香蕉采摘方式在我国南方香蕉主产区，主要是利用人工和索道进行香蕉采收。一直以来，由于耕地紧张，我国南方香蕉主产区多为分散的小面积种植为主，所以我国南部大部分香蕉产区仍是人工采摘。人工采摘香蕉果串的过程仍为图1-1所示的手砍肩挑形式。这种方法费时费力，又很难避免香蕉的损伤。图1-1传统手工采摘香蕉索道采收法[5-6]：这是一种取代了人工运输的香蕉采收方法（图1-2）。利用香蕉园内的多条索道来运输采摘好的香蕉，采摘工人将香蕉串砍下后放到索道上，由索道进行滑动运输。索道采收提高了部分工作效率，但只是提高了运输过程的效率，采摘过程仍为人工采摘。图1-2索道采收装置人工采收法与索道采收法归根结底，其采摘过程仍为人工采摘，并没有提高采摘的效率。况且国内香蕉采收时间集中，而且采摘时工作量巨大，采摘地点分
第一章绪论4气缸推动刃部切断香蕉果柄。该装置利用气缸驱动来替代人力，大大提高采摘效率。但是没有进行实物采摘实验，也没有考虑到香蕉果串的夹持问题。随着计算机技术的发展，多种三维仿真软件如ANSYS、Adams等逐渐应用于香蕉采摘机械的仿真分析中。其中，王红军等学者[17-19]通过对香蕉农艺和收获特性的研究，开发如图1-3所示的采摘夹持装置，并对其进行三维仿真与性能测试，该夹持装置上有多个钉刺用于固定香蕉果柄。通过三维软件对夹持装置进行设计并应用仿真软件对夹持装置进行了分析与优化。此机械手利用仿真分析后可靠性较高，但针状抓钩容不易与果柄进行分离。叶敏等[20]学者开发了一种夹具，适用于大部分水果采摘机器。他们分析这种夹具对串类果实的采摘效果。不过这种夹具承载能力有限，不适宜对香蕉果串进行夹持。黎毓鹏等[21]等研发了一种新型电动切割香蕉采采摘装置。此机器由机车架、切割机及夹爪组成。机器工作时，1.夹持手抓；2.支撑杆；3.夹持杆；4.滑动支座图1-3香蕉采摘夹持装置模型工人需要爬上楼梯操作切割机构来切割香蕉果柄。黎毓鹏等人利用三维仿真软件UG真实再现了新型电动切割香蕉采收机的工作工况，仿真结果显示，此机构可以实现多自由度电动切割、采收香蕉，可以很好地代替人工提高效率。但这种结构未进行实体机械采摘实验，支撑稳定性与工人工作安全性有待验证。为了提高收获效率，朱冬云等[22]发明了导轨移动式香蕉采摘机。这种采摘机主要由移动装置、夹紧装置和切割装置等组成。采摘时，将切割机构升到指定位置，夹紧机构进行夹持切割。此装置在提高采摘效率与准确度的同时，减少了事故的发生。但这种设计未进行实体样机采摘试验，夹持切割方式的合理性也还有待验证。(2)国内外自动化香蕉采摘机械整机的研究?
【参考文献】：
期刊论文
[1]香蕉枯萎病菌致病机理研究进展[J]. 李敏慧,苑曼琳,姜子德,李华平. 果树学报. 2019(06)
[2]墨西哥:香蕉出口占总产量的20%[J]. 梁容. 中国果业信息. 2019(02)
[3]关于起重机抗倾覆稳定性的分析[J]. 胡婷. 中国设备工程. 2019(04)
[4]基于ROBO.TXT控制的全方位气动水果采摘机设计[J]. 李月寒,吴何畏,张武,陈新,史志慧. 机电工程技术. 2018(08)
[5]分析起重机械在各类载荷条件下的抗倾覆稳定性[J]. 翟昊星. 现代制造技术与装备. 2018(07)
[6]导轨移动式香蕉采摘机结构设计[J]. 朱冬云,曲军远,徐略强,张宝珍,吉祥. 食品与机械. 2018(01)
[7]2005—2014年全球香蕉与芭蕉生产变化分析[J]. 张放. 中国果业信息. 2017(05)
[8]基于新型电动切割香蕉采收机的UG仿真[J]. 黎毓鹏,马桂香,马俊生,王献泽,张健. 农机化研究. 2016(12)
[9]山地种植香蕉的无伤采收及轻简化技术[J]. 尹可锁,常仕代,杨谨,郭志祥,胡原鸿,林木森,周跃能,凌辉,李迅东. 云南农业科技. 2016(06)
[10]浅析果蔬采摘机械人研究现状[J]. 张盛,李艳聪,郑爽爽,王睿,王东阳,顾典荣. 科技创新与应用. 2015(30)
硕士论文
[1]承重型垃圾上料机械臂动力学特性及结构优化[D]. 舒杨洋.湖南大学 2018
[2]香蕉田间运输技术及其适应性的研究[D]. 张兴军.仲恺农业工程学院 2018
[3]QY20型汽车起重机吊臂有限元分析及优化设计[D]. 陈亮.山东大学 2016
[4]香蕉采摘机械手夹持试验及仿真分析[D]. 唐之富.华南农业大学 2016
[5]果蔬快速采摘机器人柔性负载刚柔耦合建模与仿真[D]. 李敏.北方工业大学 2016
[6]汽车起重机结构优化研究[D]. 刘哲.兰州理工大学 2016
[7]高空作业车结构力学及整车抗倾覆稳定性分析[D]. 李然.燕山大学 2015
[8]QY25型汽车起重机结构强度分析与优化设计[D]. 朱峰.兰州交通大学 2014
[9]汽车起重机伸缩臂结构分析与优化设计研究[D]. 刘敏.长安大学 2014
[10]基于ANSYS Workbench的简式汽车起重机优化设计[D]. 王佳怡.延边大学 2013
本文编号：3352052
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统索道采收法[5-6]：这是一种取代了人工
第一章绪论2采摘效率低下等问题。这些问题直接阻碍了我国香蕉产业的发展。因此，设计制造适合我国香蕉产区的香蕉采摘机械意义重大。1.2目前香蕉的主要采摘方式及研究现状1.2.1传统香蕉采摘方式在我国南方香蕉主产区，主要是利用人工和索道进行香蕉采收。一直以来，由于耕地紧张，我国南方香蕉主产区多为分散的小面积种植为主，所以我国南部大部分香蕉产区仍是人工采摘。人工采摘香蕉果串的过程仍为图1-1所示的手砍肩挑形式。这种方法费时费力，又很难避免香蕉的损伤。图1-1传统手工采摘香蕉索道采收法[5-6]：这是一种取代了人工运输的香蕉采收方法（图1-2）。利用香蕉园内的多条索道来运输采摘好的香蕉，采摘工人将香蕉串砍下后放到索道上，由索道进行滑动运输。索道采收提高了部分工作效率，但只是提高了运输过程的效率，采摘过程仍为人工采摘。图1-2索道采收装置人工采收法与索道采收法归根结底，其采摘过程仍为人工采摘，并没有提高采摘的效率。况且国内香蕉采收时间集中，而且采摘时工作量巨大，采摘地点分
第一章绪论4气缸推动刃部切断香蕉果柄。该装置利用气缸驱动来替代人力，大大提高采摘效率。但是没有进行实物采摘实验，也没有考虑到香蕉果串的夹持问题。随着计算机技术的发展，多种三维仿真软件如ANSYS、Adams等逐渐应用于香蕉采摘机械的仿真分析中。其中，王红军等学者[17-19]通过对香蕉农艺和收获特性的研究，开发如图1-3所示的采摘夹持装置，并对其进行三维仿真与性能测试，该夹持装置上有多个钉刺用于固定香蕉果柄。通过三维软件对夹持装置进行设计并应用仿真软件对夹持装置进行了分析与优化。此机械手利用仿真分析后可靠性较高，但针状抓钩容不易与果柄进行分离。叶敏等[20]学者开发了一种夹具，适用于大部分水果采摘机器。他们分析这种夹具对串类果实的采摘效果。不过这种夹具承载能力有限，不适宜对香蕉果串进行夹持。黎毓鹏等[21]等研发了一种新型电动切割香蕉采采摘装置。此机器由机车架、切割机及夹爪组成。机器工作时，1.夹持手抓；2.支撑杆；3.夹持杆；4.滑动支座图1-3香蕉采摘夹持装置模型工人需要爬上楼梯操作切割机构来切割香蕉果柄。黎毓鹏等人利用三维仿真软件UG真实再现了新型电动切割香蕉采收机的工作工况，仿真结果显示，此机构可以实现多自由度电动切割、采收香蕉，可以很好地代替人工提高效率。但这种结构未进行实体机械采摘实验，支撑稳定性与工人工作安全性有待验证。为了提高收获效率，朱冬云等[22]发明了导轨移动式香蕉采摘机。这种采摘机主要由移动装置、夹紧装置和切割装置等组成。采摘时，将切割机构升到指定位置，夹紧机构进行夹持切割。此装置在提高采摘效率与准确度的同时，减少了事故的发生。但这种设计未进行实体样机采摘试验，夹持切割方式的合理性也还有待验证。(2)国内外自动化香蕉采摘机械整机的研究?
【参考文献】：
期刊论文
[1]香蕉枯萎病菌致病机理研究进展[J]. 李敏慧,苑曼琳,姜子德,李华平. 果树学报. 2019(06)
[2]墨西哥:香蕉出口占总产量的20%[J]. 梁容. 中国果业信息. 2019(02)
[3]关于起重机抗倾覆稳定性的分析[J]. 胡婷. 中国设备工程. 2019(04)
[4]基于ROBO.TXT控制的全方位气动水果采摘机设计[J]. 李月寒,吴何畏,张武,陈新,史志慧. 机电工程技术. 2018(08)
[5]分析起重机械在各类载荷条件下的抗倾覆稳定性[J]. 翟昊星. 现代制造技术与装备. 2018(07)
[6]导轨移动式香蕉采摘机结构设计[J]. 朱冬云,曲军远,徐略强,张宝珍,吉祥. 食品与机械. 2018(01)
[7]2005—2014年全球香蕉与芭蕉生产变化分析[J]. 张放. 中国果业信息. 2017(05)
[8]基于新型电动切割香蕉采收机的UG仿真[J]. 黎毓鹏,马桂香,马俊生,王献泽,张健. 农机化研究. 2016(12)
[9]山地种植香蕉的无伤采收及轻简化技术[J]. 尹可锁,常仕代,杨谨,郭志祥,胡原鸿,林木森,周跃能,凌辉,李迅东. 云南农业科技. 2016(06)
[10]浅析果蔬采摘机械人研究现状[J]. 张盛,李艳聪,郑爽爽,王睿,王东阳,顾典荣. 科技创新与应用. 2015(30)
硕士论文
[1]承重型垃圾上料机械臂动力学特性及结构优化[D]. 舒杨洋.湖南大学 2018
[2]香蕉田间运输技术及其适应性的研究[D]. 张兴军.仲恺农业工程学院 2018
[3]QY20型汽车起重机吊臂有限元分析及优化设计[D]. 陈亮.山东大学 2016
[4]香蕉采摘机械手夹持试验及仿真分析[D]. 唐之富.华南农业大学 2016
[5]果蔬快速采摘机器人柔性负载刚柔耦合建模与仿真[D]. 李敏.北方工业大学 2016
[6]汽车起重机结构优化研究[D]. 刘哲.兰州理工大学 2016
[7]高空作业车结构力学及整车抗倾覆稳定性分析[D]. 李然.燕山大学 2015
[8]QY25型汽车起重机结构强度分析与优化设计[D]. 朱峰.兰州交通大学 2014
[9]汽车起重机伸缩臂结构分析与优化设计研究[D]. 刘敏.长安大学 2014
[10]基于ANSYS Workbench的简式汽车起重机优化设计[D]. 王佳怡.延边大学 2013
本文编号：3352052
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nygclw/3352052.html
