【摘要】：近幾年隨著林果產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，尤其在新疆林果業(yè)發(fā)展非常迅猛，已形成一定的規(guī)模。目前林果業(yè)已進(jìn)入盛果期，由于采摘過程效率低、成本高，采摘過程勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)力的缺乏，導(dǎo)致大量成熟的果實(shí)不能及時(shí)的進(jìn)行采摘，收獲效率一直偏低。針對目前林果業(yè)發(fā)展存在的問題，為了提高采摘效率、增加農(nóng)民收入，降低采摘成本，設(shè)計(jì)一種適合新疆種植模式的林果采摘機(jī)械。 首先建立了包含有阻尼系數(shù)、彈性系數(shù)的采摘機(jī)—果樹振動(dòng)模型，得到了果樹動(dòng)力學(xué)方程，通過簡化模型得出了果實(shí)振動(dòng)微分方程。理論分析了單組偏心塊激振果樹樹干時(shí)，果樹樹干振動(dòng)軌跡是圓形，兩組轉(zhuǎn)向相反的偏心塊激振果樹樹干時(shí)，果樹振動(dòng)軌跡是直線，通過公式推導(dǎo)分別得到了果柄與果實(shí)連接處、果柄與樹枝連接處振動(dòng)時(shí)的受力方程。其次設(shè)計(jì)了采摘機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，以及對關(guān)鍵零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析，所設(shè)計(jì)的偏心塊偏心矩為1kg·m，最大激振力為24.6kN，夾持機(jī)構(gòu)的夾持樹干直徑范圍在80~200mm，適用于行距為3m以上的果園，配套拖拉機(jī)動(dòng)力范圍為25~40馬力。 再次對采摘機(jī)的自動(dòng)控制進(jìn)行了基于Arduino的設(shè)計(jì)，通過即時(shí)的測量及控制，使果樹在振動(dòng)時(shí)保持振幅在9~10mm。然后對采摘機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及驗(yàn)算，并且對液壓元件進(jìn)行選型，通過AMESim仿真軟件對液壓系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，得到了液壓缸工作時(shí)的速度曲線圖、行程曲線圖、流量曲線圖，液壓馬達(dá)工作時(shí)的流量曲線圖，轉(zhuǎn)速曲線圖，以及液壓馬達(dá)采用節(jié)流調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)速和流量變化曲線圖，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是可行的。利用ADAMS軟件對果樹振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，得到不同激振情況下果樹的振動(dòng)軌跡、振動(dòng)箱體質(zhì)心的加速度變化規(guī)律圖、樹干質(zhì)心的速度變化規(guī)律圖，驗(yàn)證了理論分析的合理性，并且通過對比分析，得出轉(zhuǎn)速相同時(shí)的激振效果要優(yōu)于轉(zhuǎn)速不同時(shí)的激振效果。最后通過偏心塊激振果樹樹干的試驗(yàn)得出，偏心塊激振效果好，影響振幅的主要因素是激振頻率和夾持高度。
【圖文】：

，由于機(jī)器人采摘效率低，成本高等因素的影響，要大量應(yīng)用到生產(chǎn)過程還需要漫過程[5]。2.1 國外研究現(xiàn)狀在國外，采摘機(jī)械起步較早，技術(shù)發(fā)展快，目前技術(shù)都較為成熟，在林果采摘過本上都是依靠機(jī)械采摘。機(jī)械振動(dòng)采收機(jī)械的結(jié)構(gòu)主要包括激振機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、接載裝置等[4]。2.1.1 樹枝振動(dòng)采摘機(jī)手持式樹枝振動(dòng)采摘機(jī)主要是利用拖拉機(jī)、柴油機(jī)及電機(jī)等作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)曲桿機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到振動(dòng)樹枝的目的。針對不同直徑的樹枝，夾持機(jī)構(gòu)可進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種采摘機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活方便，但效率較低。采摘結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示

，由于機(jī)器人采摘效率低，成本高等因素的影響，要大量應(yīng)用到生產(chǎn)過程還需要漫過程[5]。2.1 國外研究現(xiàn)狀在國外，采摘機(jī)械起步較早，技術(shù)發(fā)展快，目前技術(shù)都較為成熟，在林果采摘過本上都是依靠機(jī)械采摘。機(jī)械振動(dòng)采收機(jī)械的結(jié)構(gòu)主要包括激振機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、接載裝置等[4]。2.1.1 樹枝振動(dòng)采摘機(jī)手持式樹枝振動(dòng)采摘機(jī)主要是利用拖拉機(jī)、柴油機(jī)及電機(jī)等作為動(dòng)力源，驅(qū)動(dòng)曲桿機(jī)構(gòu)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到振動(dòng)樹枝的目的。針對不同直徑的樹枝，夾持機(jī)構(gòu)可進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種采摘機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，，操作靈活方便，但效率較低。采摘結(jié)構(gòu)如圖 1-1 所示
【學(xué)位授予單位】：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：S225.93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2705694