【摘要】：中國的獼猴桃種植面積與產(chǎn)量居世界首位。目前獼猴桃授粉作業(yè)主要依靠人工進行,工作量大、投入成本高。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備的發(fā)展,農(nóng)業(yè)授粉機器人將成為代替人力作業(yè),提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的關鍵技術(shù)。因此,研究獼猴桃授粉末端執(zhí)行器具有重要的科學研究價值與實際生產(chǎn)意義。本文針對陜西周邊獼猴桃棚架式種植特點,為解決獼猴桃傳統(tǒng)人工授粉作業(yè)強度大、高成本與低效率等問題,重點從獼猴桃授粉特點進行研究,設計了噴霧式獼猴桃授粉末端執(zhí)行器。以自然生長狀態(tài)下的“海沃德”獼猴桃花朵為研究對象,為滿足霧化授粉的要求,設計了獼猴桃授粉系統(tǒng);根據(jù)獼猴桃花朵的研究,設計了向上噴霧授粉的獼猴桃授粉末端執(zhí)行器;試制了授粉末端執(zhí)行器樣機,并進行噴霧模擬試驗,對授粉末端執(zhí)行器的均勻性進行研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)對象物的研究及授粉基礎試驗。授粉末端執(zhí)行器的基本方案必須根據(jù)花朵的物理屬性來確定,通過現(xiàn)場調(diào)研得出:棚架式栽培模式下的獼猴桃開花朝下,垂直方向上花朵無重疊,呈簇狀分布,直徑為360-410mm,開花高度為1650-1800mm,通過噴霧授粉基礎性試驗,對三種授粉方式結(jié)果進行跟蹤統(tǒng)計,分析數(shù)據(jù)得出噴霧授粉與傳統(tǒng)授粉方式效果相差不大,授粉效率與成本顯著優(yōu)于傳統(tǒng)授粉方式,并最終選用液力式噴頭型號為TW3010。(2)獼猴桃授粉系統(tǒng)方案的確定。確定了授粉系統(tǒng)的組成部分,包括授粉末端執(zhí)行器、壓縮氣泵和高壓噴霧機,設計了氣動工作原理和液體霧化工作原理。針對棚架式獼猴桃種植模式花朵簇生與開花向下的特點,確定了三個噴頭向上噴霧的方法,噴頭分布呈Y型,與噴霧機構(gòu)中心的距離為115mm,設計的噴霧機構(gòu)可以滿足授粉時花簇覆蓋面積的要求。(3)獼猴桃授粉末端執(zhí)行器的設計。設計了機械結(jié)構(gòu)與傳感器相結(jié)合的授粉末端執(zhí)行器。機械機構(gòu)部分包括接近結(jié)構(gòu)、微調(diào)機構(gòu)和噴霧機構(gòu)三部分,接近機構(gòu)有效行程為200mm,微調(diào)機構(gòu)的最大調(diào)節(jié)范圍為60mm,可以滿足不同高度花朵對授粉作用距離的要求;控制傳感系統(tǒng)采用末端控制原理,利用多個傳感器和電磁閥控制三個機械機構(gòu)實現(xiàn)整個授粉末端執(zhí)行器的作業(yè)。(4)獼猴桃授粉末端執(zhí)行器的試制與模擬試驗。利用試制的授粉末端執(zhí)行器樣機進行授粉模擬試驗,設計了水敏試紙?zhí)幱谕桓叨群吞幱诓煌叨葍煞N試驗,利用MATLAB軟件對試驗結(jié)果處理,兩種試驗中霧滴的數(shù)量方差為1.1和1.43,覆蓋率的方差分別為11.36和24.99,授粉末端執(zhí)行器的均勻性滿足授粉要求。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S663.4;S224

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本文編號：2726088