【摘要】：食用玫瑰種植產(chǎn)業(yè)在云南的發(fā)展前景十分廣闊,據(jù)云南省農(nóng)業(yè)廳數(shù)據(jù)顯示,2012年至今,我省食用玫瑰的種植面積已由1.2萬畝增長至5萬余畝,經(jīng)濟(jì)效益每年接近3億元。每年在食用玫瑰采摘結(jié)束后都要對玫瑰植株地表50cm以上的枝條進(jìn)行修剪,從而達(dá)到來年更新復(fù)壯、加強(qiáng)株勢的目的,但是由于云南位于云貴高原,田間環(huán)境復(fù)雜多變且食用玫瑰種植密集、枝條纏連的現(xiàn)象嚴(yán)重,現(xiàn)有的修剪機(jī)械無法有效的對食用玫瑰進(jìn)行剪枝作業(yè)。本文在研究玫瑰莖稈的物理與力學(xué)特性、化學(xué)組分的基礎(chǔ)上,通過理論與仿真分析,設(shè)計并試制了一種集攏枝、切割、回收、打捆于一體的玫瑰剪枝機(jī),并進(jìn)行了田間試驗。本論文依托于云南嘉華食品有限公司與昆明理工大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品學(xué)院合作的橫向課題進(jìn)行研究,具體研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)在試驗田采集玫瑰莖稈樣本,并對玫瑰莖稈物理、力學(xué)特性及化學(xué)組分進(jìn)行試驗測定,通過試驗可知,玫瑰植株平均高度為165.6cm,密度為0.344g/cm~3,玫瑰莖稈的抗拉強(qiáng)度為12.346MPa,彈性模量為677.847MPa,抗剪強(qiáng)度為8.944MPa,抗彎強(qiáng)度為28.131MPa,斷裂撓度為14.67mm,撓曲模量為125.619MPa,玫瑰莖稈在鮮樣、半干樣、干樣三種不同狀態(tài)下其纖維素、半纖維素及木質(zhì)素的含量變化范圍分別為23.09%~48.45%、10.91%~24.06%、6.54%~20.85%。(2)針對玫瑰剪枝機(jī)切割方式提出單圓盤切割刀、雙圓盤切割刀以及往復(fù)式切割刀三種不同的切割方案,利用ANSYS/Workbench對刀具進(jìn)行六階模態(tài)分析,使用Hypermesh有限元前處理軟件對切割模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分及材料屬性的定義,然后通過LS-DYNA求解器進(jìn)行仿真求解計算,其中單圓盤割刀、雙圓盤刀與往復(fù)式割刀在切割玫瑰莖稈的過程中受到的最大等效應(yīng)力分別為59.91MPa、69.98MPa和67.76MPa,三種刀具切割枝條所需最大合力分別為468.16、843.63與558.33N,綜合分析仿真結(jié)果可知,單圓盤回轉(zhuǎn)切割方式的切割效果最佳。(3)針對云南食用玫瑰的剪枝作業(yè)效率低、枝條回收困難等問題,通過對機(jī)架、切割機(jī)構(gòu)、攏枝機(jī)構(gòu)及打捆回收裝置的設(shè)計,研制了一種食用玫瑰剪枝機(jī),可以實現(xiàn)對不同高度的玫瑰莖稈進(jìn)行攏枝、剪切及回收作業(yè),并在學(xué)校工程訓(xùn)練中心對整機(jī)進(jìn)行試制。(4)對整機(jī)進(jìn)行田間正交試驗可知,玫瑰剪枝機(jī)的最佳切割參數(shù)是切割刀片數(shù)量為6片,刀盤回轉(zhuǎn)切割速度為2000 r·min~(-1),切割角度為20°,刀刃傾角為10°,整機(jī)前進(jìn)速度為0.5 m/s,整機(jī)剪切玫瑰枝條的平均漏割率與撕裂率分別為5.68%和3.72%,平均合格率為90.6%,作業(yè)效果符合食用玫瑰剪枝農(nóng)藝要求。
【圖文】：

1緒論-1-1緒論1.1課題研究的背景及意義云南花卉資源豐富，是我國第一花卉大省，由于其地處低緯高原地帶，大部分州市氣候溫和，冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑、日光充足、降雨充沛，形成了“十里不同天、四季鮮花開”的主體氣候，非常有利于花卉的生長發(fā)育和生產(chǎn)周期調(diào)節(jié)[1]，玫瑰屬于薔薇科薔薇屬落葉灌木，中國是玫瑰的原產(chǎn)地，自古以來云南就有種植玫瑰的傳統(tǒng)，玫瑰花在觀賞、食用、藥用等方面都具有寶貴的價值，近年來隨著食用玫瑰產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，據(jù)云南省農(nóng)業(yè)廳數(shù)據(jù)顯示，2012年至今，我省食用玫瑰種植面積已由1.2萬畝增長至5萬余畝，每畝純收入在6000元以上，經(jīng)濟(jì)效益每年超過3億元[2]，食用玫瑰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在帶動云南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，也為花農(nóng)帶來了更多的經(jīng)濟(jì)收入，使得更多的花農(nóng)參與到食用玫瑰的種植行列，目前，從事種植加工用玫瑰的農(nóng)戶6029戶，從業(yè)人員2000多人，食用玫瑰的種植面積連年持續(xù)增長[3]。圖1-1云南省食用玫瑰種植面積趨勢圖Fig.1-1ThetrendchartofedibleroseplantingareainYunnanprovince食用玫瑰產(chǎn)業(yè)在云南的發(fā)展前景十分廣闊，其中以花卉種植與食品加工于一體的企業(yè)就有幾十家，食品加工類企業(yè)有200多家，，代表企業(yè)有云南嘉華食品公司、云南潘祥記工貿(mào)有限公司、云南玖香鮮花食品科技公司、云南恒舜生物科技發(fā)展有限公司、昆明鏗鏘玫瑰食品生產(chǎn)有限公司和云南東方不老生物技術(shù)有限公司等[4]，云南嘉華食品公司與潘祥記工貿(mào)有限公司在食用玫瑰食品的加工與銷售方面占據(jù)著70%左右的市場份額，其生產(chǎn)的玫瑰鮮花餅在國內(nèi)已有較高的知名度和市場占有率[5]。近年來，云南嘉

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-2-華食品有限公司逐漸成為食用玫瑰加工行業(yè)的領(lǐng)頭羊，相繼在楚雄州祿豐縣與曲靖市馬龍縣建成了總規(guī)模達(dá)266.7hm2的食用玫瑰花基地，其種植食用玫瑰品種以“法國墨紅”、“格拉斯”、保加利亞“大馬士革”、“金邊玫瑰”和“千葉玫瑰”等為主[6]。圖1-2嘉華公司食用玫瑰種植基地Fig.1-2TheedibleroseplantingbaseofJiahuaco.,LTD食用玫瑰產(chǎn)量的連年增長在為企業(yè)與花農(nóng)帶來可觀經(jīng)濟(jì)收益的同時，也使得勞動成本大幅增長，每年在玫瑰花朵采摘結(jié)束后，都要對玫瑰植株進(jìn)行修剪，從而達(dá)到來年更新復(fù)壯、加強(qiáng)株勢的目的[7]。因為生長密集的玫瑰及復(fù)雜的田間地勢等原因，以往剪枝作業(yè)都要工人穿著厚重的防護(hù)衣進(jìn)入田間，使用修枝剪進(jìn)行工作，不僅效率低，而且玫瑰莖稈上鋒利的花刺經(jīng)常會劃傷工人，并導(dǎo)致剪斷的玫瑰枝條散落在壟間，使枝條的回收作業(yè)變得困難。綜上所述，結(jié)合云南食用玫瑰種植區(qū)分布廣、地勢復(fù)雜多變、針對性機(jī)具少，且存在工作環(huán)境差、剪枝作業(yè)效率低、枝條回收困難等難題。研制一款剪枝作業(yè)效果好、可以回收玫瑰枝條、操作簡便且整機(jī)重量輕、體型小的玫瑰剪枝機(jī)是亟待解決的問題，同時也對云南食用玫瑰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展1.2.1國內(nèi)灌木修剪機(jī)械的研究現(xiàn)狀在我國枝條修剪有著悠久的歷史，但由于國內(nèi)修剪機(jī)械研究發(fā)展緩慢，至今農(nóng)、林業(yè)修剪工作還是以手工修剪為主，使用的工具大多還是手鋸或砍刀[8]。上世紀(jì)70年代末，在國外發(fā)達(dá)國家修剪機(jī)械發(fā)展的推動下，國內(nèi)修剪機(jī)械的研究才受到一定的關(guān)注。因剪枝機(jī)械研究起步較晚，在技術(shù)設(shè)備、制造方法和工藝外形等方面與德國、美國、英國等發(fā)達(dá)國家相比都還有不小的差距[9]，主要是產(chǎn)品種類少、環(huán)境適應(yīng)性與調(diào)配性差，機(jī)具作?
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S224

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5 本報特約記者 柏斌;食用玫瑰成農(nóng)民致富幸�；╗N];中國花卉報;2016年

6 通訊員 史秀娟;麗江食用玫瑰產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛[N];中國花卉報;2016年

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8 本報特約記者 陸繼亮;食用玫瑰行情轉(zhuǎn)暖后勁足[N];中國花卉報;2016年

9 特約記者 柏斌;安寧成云南食用玫瑰主產(chǎn)地[N];中國花卉報;2012年

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本文編號：2640690