【摘要】：近年來,茶油由于其優(yōu)越的綜合利用價值,受到市場的青睞。但是作為茶油原材料的油茶果,其采收環(huán)節(jié)仍處于極度原始的狀態(tài)(采摘基本依靠人工),具有勞動強度大、采摘效率低、人工成本高等缺點,嚴重的限制了油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此油茶產(chǎn)業(yè)想要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,采收機械化是必行之事,而其中重中之重就是采摘關(guān)鍵部件的研制。本文針對舒城縣河棚鎮(zhèn)油茶果園中的油茶樹種,設(shè)計研制了一種油茶果采摘關(guān)鍵部件。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)本文首先基于LabVIEW虛擬儀器技術(shù)設(shè)計了一款油茶果-果柄分離力測量試驗臺,針對性的探究了油茶果-果柄分離力與其三大因素(果柄直徑、拉力角和成熟度)之間的相關(guān)性。同時通過控制變量法進行多次的試驗,發(fā)現(xiàn)其中不同拉力角對油茶果-果柄分離力的大小影響較大,基于此點,確定了采摘關(guān)鍵部件的設(shè)計原理。(2)基于第二章測試試驗中拉力角在90o附近時果柄分離力最小這一結(jié)果,本文采用橫向樹冠振動作為采摘機構(gòu)的基本原理,并用Pro/E對油茶果試驗采摘裝置進行三維設(shè)計。同時利用ANSYS對采摘機構(gòu)的支撐部件立軸進行了靜力學(xué)分析、模態(tài)分析,計算出立軸的在預(yù)應(yīng)力下的應(yīng)力應(yīng)變、前六級固有頻率,并進行模態(tài)試驗進一步確保結(jié)果的可靠性。為立軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工材料選取提供了科學(xué)的理論依據(jù),避免試驗裝置在作業(yè)中損壞。最后通過計算完成了傳動系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計。(3)將采摘試驗采摘裝置的三維模型,導(dǎo)入ADAMS軟件中進行運動學(xué)仿真。在仿真過程中,調(diào)節(jié)振幅、拍打棒材質(zhì)和工作頻率等參數(shù),通過后處理模塊繪制出不同參數(shù)下拍打棒上慣性拍打力數(shù)值變化情況的仿真曲線圖,直觀的展現(xiàn)力值的變化情況。從而給田間試驗減少了任務(wù)量,提供了明確的試驗方向。(4)設(shè)計田間試驗,確定采摘性能判定標(biāo)準(zhǔn),進行正交試驗,單因素分析試驗。最終試驗得到最佳的因素組合,即作業(yè)時間為60s、作業(yè)頻率為20.8Hz、振幅為110mm、拍打棒材質(zhì)采用尼龍。
【圖文】：

食健康和國家環(huán)境治理問題等都具有積極的意義[5]。目前來說，，我國油茶林資源共有 6000 多萬畝的，主要集中在我國淮河、長江以南的 14 個省，其中油茶種植面積較大的區(qū)域主要集中在湖南、江西、廣西三省[6]。隨著林果產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，尤其是油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，極大的推動著油茶生產(chǎn)方式和加工采摘設(shè)備的更新?lián)Q代。傳統(tǒng)的油茶果采摘生產(chǎn)基本采用手工作業(yè)，效率低，耗時久，人工費用高昂[7]。效率低下的手工作業(yè)也直接影響到了油茶果的采收、儲存、加工及銷售。同時，油茶果的生長隨時空環(huán)境的變化而變化，存在非結(jié)構(gòu)性和不確定性，例如果梗松硬程度不一、果枝繁茂、果葉密集等，復(fù)雜的工作環(huán)境嚴重制約著采摘機械的研發(fā)[8]。目前，隨著國家加大對油茶產(chǎn)業(yè)的科技投入和政策扶持，落后的人工采收的方式已經(jīng)不能滿足油茶產(chǎn)業(yè)化和規(guī)�；a(chǎn)的需求。所以研制開發(fā)出一款油茶果采收一體機，取代現(xiàn)在的徒手采摘方式，使采摘效率得到大幅提升，勞動強度得到極大降低，是現(xiàn)在油茶產(chǎn)業(yè)刻不容緩的任務(wù)[9-10]。而對于油茶果采收一體機而言，采摘關(guān)鍵部件設(shè)計則是關(guān)鍵所在。基于上述眾多因素，設(shè)計和研制一款油茶果采摘關(guān)鍵部件，為油茶果采收一體機的開發(fā)提供技術(shù)依據(jù)，以改變落后的油茶果采摘方式。

臺；2．接果裝置；3．運輸裝置；4．振動夾持機構(gòu)；5．套筒；6．支撐結(jié)構(gòu)；7．汽缸；8．桿；10．固定鉗口；11．液壓馬達；12.活動鉗口；13．偏心塊圖 1- 3 振搖式采收機械機構(gòu)圖Figure 1-3 mechanism diagram of vibration recovery mechanism 撞擊式采收機械搖和撞擊在外形看來比較類似，但是他們原理上是有區(qū)別的。撞擊要利用撞擊器短時間內(nèi)高速撞擊產(chǎn)生的激振力，使果實脫落，同時樹干受到的損傷[30]。所以撞擊式采收機械主要適用于老弱果樹以及的樹種，如油橄欖、山核桃等，撞擊器結(jié)構(gòu)如圖 1-4 所示[31]。
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S776

【參考文獻】

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本文編號：2639265