發(fā)布時(shí)間：2020-04-03 10:52

【摘要】：靈武長(zhǎng)棗是寧夏獨(dú)有的棗種,在寧夏的地方林果經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。靈武長(zhǎng)棗目前的采摘方式以人工架梯揀摘為主,隨著人工勞動(dòng)力成本逐年增高,這對(duì)需要密集勞動(dòng)力、短期集中采摘作業(yè)的靈武長(zhǎng)棗林果經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成顯著的負(fù)面影響。因此研究靈武長(zhǎng)棗機(jī)械化自動(dòng)采摘裝置迫在眉睫。在機(jī)械化采摘研究過(guò)程中,由于靈武長(zhǎng)棗表現(xiàn)為硬脆性,其表面受到一定的機(jī)械碰撞和機(jī)械損傷就會(huì)造成果實(shí)細(xì)觀結(jié)構(gòu)的變化,這會(huì)加速果實(shí)的酒化腐爛,并具有快速擴(kuò)大和腐爛傳染的特性。這都會(huì)嚴(yán)重影響靈武長(zhǎng)棗的貨運(yùn)期與貨架期,直接導(dǎo)致靈武長(zhǎng)棗經(jīng)濟(jì)利益的損失。因此本文嘗試從研究靈武長(zhǎng)棗的力學(xué)特性入手,分析得出不同成熟度靈武長(zhǎng)棗的宏觀力學(xué)行為,以及細(xì)觀的果實(shí)質(zhì)地品質(zhì),從靈武長(zhǎng)棗外部及內(nèi)部?jī)蓚�(gè)方面分析研究,建立靈武長(zhǎng)棗機(jī)械采摘的力學(xué)理論基礎(chǔ);探索機(jī)械設(shè)備在采摘時(shí)及采摘后分別對(duì)靈武長(zhǎng)棗造成的兩大類機(jī)械損傷,指導(dǎo)自動(dòng)采摘末端執(zhí)行器的參數(shù)設(shè)計(jì),并為設(shè)計(jì)更加合理、更加科學(xué)的采摘方式提供指導(dǎo)和理論依據(jù)。本文以靈武市紹偉農(nóng)牧專業(yè)合作社種植的靈武長(zhǎng)棗為研究對(duì)象,進(jìn)行了不同成熟度靈武長(zhǎng)棗的宏觀力學(xué)特性,細(xì)觀質(zhì)地品質(zhì),采摘時(shí)/后兩大類機(jī)械損傷的研究。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)靈武長(zhǎng)棗果實(shí)宏觀力學(xué)特性的研究。首先對(duì)樣品進(jìn)行物理尺寸的統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算,將外形因素這一變量控制在合理的范圍內(nèi);利用非金屬力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同成熟度靈武長(zhǎng)棗果實(shí)進(jìn)行橫向、縱向壓縮試驗(yàn),通過(guò)力-位移并根據(jù)Hertz彈性力學(xué)接觸理論,計(jì)算出不同成熟度靈武長(zhǎng)棗橫縱向的壓縮力學(xué)特性指標(biāo);劃分靈武長(zhǎng)棗力學(xué)成熟度區(qū)間,建立了靈武長(zhǎng)棗的宏觀力學(xué)行為的體系,為后續(xù)的試驗(yàn)打下理論基礎(chǔ)。(2)靈武長(zhǎng)棗果實(shí)細(xì)觀質(zhì)地品質(zhì)的研究。利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)靈武長(zhǎng)棗果實(shí)進(jìn)行穿刺試驗(yàn),繪制靈武長(zhǎng)棗質(zhì)地特征曲線,定性的分析靈武長(zhǎng)棗的質(zhì)地品質(zhì);然后根據(jù)試驗(yàn)方案進(jìn)行Macro宏編程,進(jìn)一步繪制詳盡穿刺試驗(yàn)曲線,分析提取各項(xiàng)果實(shí)質(zhì)地指數(shù),對(duì)其進(jìn)行方差分析,建立了針對(duì)于靈武長(zhǎng)棗果實(shí)的質(zhì)地品質(zhì)評(píng)價(jià)方法,從內(nèi)部了解到靈武長(zhǎng)棗果皮及果肉力學(xué)性質(zhì),佐證了靈武長(zhǎng)棗果實(shí)在宏觀方面表現(xiàn)出的力學(xué)特性。(3)靈武長(zhǎng)棗采摘時(shí)動(dòng)壓機(jī)械損傷。利用萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)靈武長(zhǎng)棗設(shè)計(jì)進(jìn)行正交擠壓加卸載實(shí)驗(yàn),從試驗(yàn)結(jié)果中提取靈武長(zhǎng)棗的彈塑性力學(xué)參數(shù);首先建立實(shí)驗(yàn)因素與靈武長(zhǎng)棗機(jī)械損傷之間的回歸方程,探究各個(gè)試驗(yàn)因素對(duì)靈武長(zhǎng)棗機(jī)械損傷的影響程度;再建立靈武長(zhǎng)棗彈塑性力學(xué)參數(shù)與實(shí)驗(yàn)因素的回歸方程;探究各試驗(yàn)因素對(duì)靈武長(zhǎng)棗彈塑性力學(xué)參數(shù)的影響程度;最后建立靈武長(zhǎng)棗機(jī)械損傷與彈塑性力學(xué)參數(shù)的回歸方程,探究了靈武長(zhǎng)棗與彈塑性力學(xué)之間的線性關(guān)系;為靈武長(zhǎng)棗機(jī)械自動(dòng)采摘的末端執(zhí)行器的參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。(4)靈武長(zhǎng)棗采摘后沖擊機(jī)械損傷。利用自制高度試驗(yàn)臺(tái)對(duì)靈武長(zhǎng)棗果實(shí)進(jìn)行兩次單因素試驗(yàn)探究靈武長(zhǎng)棗的跌落與碰撞損傷以及不同成熟度的靈武長(zhǎng)棗果實(shí)的跌落損傷,獲取了靈武長(zhǎng)棗采摘沖擊機(jī)械損傷主要影響因素;根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)跌落試驗(yàn)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì),建立沖擊機(jī)械損傷和采摘條件的回歸方程,并進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn),對(duì)最佳采摘方案進(jìn)行預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)。建立關(guān)于靈武長(zhǎng)棗沖擊采摘機(jī)械損傷的一套行之有效的研究方法。本文的研究成果可為靈武長(zhǎng)棗的自動(dòng)采摘裝備提供相應(yīng)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)準(zhǔn)備。
【圖文】：

植物的生長(zhǎng)周期一般持續(xù)在Ｉ８０ｄ左右，年均降水量為２０７．邋２－２５６．邋２ｍｍ，年平均氣溫為８．９°Ｃ。逡逑靈武長(zhǎng)棗是寧夏所獨(dú)有的棗類品種，其果實(shí)可食率高達(dá)９４．６％以上，含有大量的維生素Ｃ、維逡逑生素Ｐ、鐵等微量元素３］。如圖１－１所示。逡逑圖卜１炅武長(zhǎng)棗逡逑１．１研究的背景與意義逡逑“靈武長(zhǎng)棗”在寧夏回族自治區(qū)是十分重要的經(jīng)濟(jì)林果之一，在當(dāng)?shù)卣罅χС窒�，出臺(tái)逡逑了多種惠農(nóng)利民政策推動(dòng)了靈武長(zhǎng)棗產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，它的栽種面積正在逐年擴(kuò)大，在寧夏的逡逑地方林果經(jīng)濟(jì)中己經(jīng)占有舉足輕重的地位，，并為寧夏靈武的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的收入起逡逑到了非常重要的作用Ｈｆ。然而，靈武長(zhǎng)棗屬于鮮食類果實(shí)，其果實(shí)的表面極易受到機(jī)械損傷，逡逑并且果實(shí)相互之間也易發(fā)生磕碰損傷，從而導(dǎo)致果實(shí)的酒化作用以加速果實(shí)的腐爛。因此，靈逡逑武長(zhǎng)棗的采摘特性相對(duì)其他水果來(lái)說(shuō)有所不同Ｗ。由于靈武長(zhǎng)棗的采摘成熟期只有短暫的２０幾逡逑天，如果不及時(shí)進(jìn)行采摘，成熟的靈武長(zhǎng)棗就會(huì)自動(dòng)掉落并快速腐爛，將會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損逡逑失。逡逑目前適用于靈武長(zhǎng)棗的采摘方式仍然完全依靠人力的架梯揀摘，如圖１－２所示。一般情況逡逑下

逡逑靈武長(zhǎng)棗的果實(shí)形態(tài)近似橢球體，利用電子游標(biāo)卡尺分別對(duì)靈武長(zhǎng)棗果實(shí)的縱徑和橫徑進(jìn)逡逑行測(cè)量，并使用電子秤稱出所測(cè)量靈武長(zhǎng)棗果實(shí)的質(zhì)量，如圖２－１所示。分別求出１００組數(shù)據(jù)逡逑中靈武長(zhǎng)棗橫徑、縱徑以及質(zhì)量的算術(shù)平均值。逡逑—ｐｉｌ邋Ｊ邋１逡逑圖２－１靈武長(zhǎng)棗果實(shí)物理尺寸的測(cè)量逡逑－７－逡逑
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S225

【參考文獻(xiàn)】

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