【摘要】：近年來,我國藍莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。目前,我國藍莓的收獲通常采用人工作業(yè),藍莓果實每年6-8月成熟,因藍莓果實呈酸性,且藍莓果實成熟期鄰近雨季、成熟期短,需投入大量的人力進行藍莓果實采收。據(jù)統(tǒng)計資料顯示,每年因采收不及時造成了巨大的資源浪費和經(jīng)濟損失。研究藍莓植株與果實生長機理,建立與完善藍莓果實采摘理論,研制和推廣藍莓采摘機,對發(fā)展藍莓產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)藍莓果實收獲現(xiàn)代化和自動化具有重要的意義。針對第一代GYL062-1型牽引式藍莓采摘機采摘系統(tǒng)中,復(fù)合連桿傳動裝置存在激振力變化不平穩(wěn)等不足,對采摘系統(tǒng)傳動裝置加以改進,改進后的采摘系統(tǒng)以槽型凸輪帶動雙搖桿機構(gòu)作為傳動裝置。對改進后的采摘系統(tǒng)傳動裝置進行運動學(xué)、動力學(xué)研究,并基于MLSD碰撞理論建立采摘裝置傳遞間隙力學(xué)模型并對其分析求解,分析采摘裝置傳動效率和采摘裝置工作能量損耗,進行仿真分析研究,為完善采摘機理、進行采摘機的設(shè)計與研制提供了理論依據(jù)。建立藍莓植株生長振動模型,采用超幾何函數(shù)作為核函數(shù)對振動模型進行解算得到藍莓植株的主振型、正則振型和杜哈梅積分式;采用多柔體大范圍彈性變形理論求解采摘機與藍莓植株相互作用時采摘碰撞力,并對采摘過程中的藍幕植株振動形態(tài)進行分類;利用已求解得到的采摘碰撞力和杜哈梅積分式求解,得出藍莓植株每類振動的振動輸出響應(yīng)和藍莓果實振動采摘力;分析藍莓采摘工作條件和藍莓植株振動能耗,基于ANSYS軟件建立藍莓植株柔性體、基于ADAMS軟件建立采摘機剛性體,在ADAMS下對采摘機和藍莓植株進行剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析以研究藍莓振動采摘過程,為探索和完善藍莓采摘振動機理奠定基礎(chǔ)。分析藍莓植株與土壤相互作用能量損耗,分析理想狀態(tài)下、自然條件下和采摘裝置作用下的藍莓植株生長形態(tài)并建立力學(xué)模型;采用“靜變形法”求解得到藍莓植株與土壤之間相互作用的等效剛度,依據(jù)“動能守恒”的思想求解得到藍莓植株等效質(zhì)量,利用“衰減系數(shù)法”求解得到土壤作用的等效阻尼;建立起采摘機、藍莓植株、土壤三者相互作用的等效力學(xué)模型,求解得到藍莓植株與土壤相互作用振動能耗,完善藍莓采摘振動理論。采用正交試驗設(shè)計方法合理設(shè)計與安排試驗,使用自行研制開發(fā)的藍莓采摘機進行藍莓采摘試驗研究,通過對試驗的觀察與數(shù)據(jù)分析,驗證了所建立的模型合理,假設(shè)條件與計算方法合理,所建立的基于剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)分析的采摘理論合理;對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理,得到采摘機最佳工作參數(shù),為采摘機工作參數(shù)的選擇提供理論指導(dǎo)。
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S225.93
【圖文】：

１＿１．２研究背景逡逑藍莓，又名越橘，屬于杜鵑花科、越橘屬植物，英文名稱為Ｂｌｕｅｂｅｒｒｙ。藍莓植株為逡逑多年生落葉或常綠灌木或小灌木樹種，圖１－１為藍莓植株。成熟的藍莓果實呈深藍色，逡逑色澤鮮美、悅目，接近圓形，果皮外被白霜，其單果重量一般為0．５－２．５ｇ，最大可達逡逑３．５－５．０ｇ，如圖１－２所示。藍莓果肉細(xì)膩、口感酸甜、果香清爽宜人。藍莓果實的可食用逡逑率為１００％，既可直接食用，也可作為加工品原料。藍毒的Ｖｃ含量超過蘋果幾十倍，藍逡逑莓果實中除含有豐富的鉀、鐵、鋅等微量元素外，更含有大量保健性的營養(yǎng)成分。世界逡逑各地研究中心的研究成果表明，與多種水果和蔬菜相比，藍莓的抗氧化功能居于首位。逡逑由于富含花青素，具有活化視網(wǎng)膜功效，可以強化視力，有效地防止眼球疲勞。此外，逡逑藍莓還可以促進視紅素再合成，改善和調(diào)整人體各項生理活性，是被國際上很多醫(yī)療與逡逑食品安全組織推薦的抗癌食品１１＂６１。由于具有以上所述功效

１＿１．２研究背景逡逑藍莓，又名越橘，屬于杜鵑花科、越橘屬植物，英文名稱為Ｂｌｕｅｂｅｒｒｙ。藍莓植株為逡逑多年生落葉或常綠灌木或小灌木樹種，圖１－１為藍莓植株。成熟的藍莓果實呈深藍色，逡逑色澤鮮美、悅目，接近圓形，果皮外被白霜，其單果重量一般為0．５－２．５ｇ，最大可達逡逑３．５－５．０ｇ，如圖１－２所示。藍莓果肉細(xì)膩、口感酸甜、果香清爽宜人。藍莓果實的可食用逡逑率為１００％，既可直接食用，也可作為加工品原料。藍毒的Ｖｃ含量超過蘋果幾十倍，藍逡逑莓果實中除含有豐富的鉀、鐵、鋅等微量元素外，更含有大量保健性的營養(yǎng)成分。世界逡逑各地研究中心的研究成果表明，與多種水果和蔬菜相比，藍莓的抗氧化功能居于首位。逡逑由于富含花青素，具有活化視網(wǎng)膜功效，可以強化視力，有效地防止眼球疲勞。此外，逡逑藍莓還可以促進視紅素再合成，改善和調(diào)整人體各項生理活性，是被國際上很多醫(yī)療與逡逑食品安全組織推薦的抗癌食品１１＂６１。由于具有以上所述功效

完成采摘作業(yè)［４＜），４２，４６＿５（）］。一般，林果采收機械可以分為氣力式、撞擊式、連續(xù)式和逡逑接觸式等四種。逡逑氣力式收獲機：是最早用于林果收獲的機械采摘裝置，如圖１－３所示。其原理為利逡逑用風(fēng)機產(chǎn)生的高速氣流，作用于特殊設(shè)計的流道而產(chǎn)生振蕩氣流，形成振動載荷作用于逡逑林果植株，實現(xiàn)果實與母枝分離，進行林果果實的采摘［５１￣］。氣力式收獲機的特點是：逡逑作業(yè)時，機械與植株不直接接觸，采用氣流作為動力進行采摘，避免了傷及楦株主枝干逡逑等問題。但是，由于利用高速氣流進行采摘作業(yè)和運送，果實承受強大的載荷作用而壓逡逑碎，影響果實的質(zhì)量；另外，由于對使用的氣源要求有較大的風(fēng)量和較高的風(fēng)壓，通常逡逑只有通過大功率的風(fēng)機才能實現(xiàn)，能源消耗大，運營成本較高。逡逑撞擊式林果采收裝置：是通過對植株主枝干施加適當(dāng)?shù)募睿a(chǎn)生瞬時強烈振動，逡逑使林果與植株分離實現(xiàn)采摘［５５＿５７］

【參考文獻】

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本文編號：2793248