我國(guó)是核桃種植、生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),核桃采收處理一直是影響核桃產(chǎn)業(yè)化、規(guī)�；l(fā)展的絆腳石。本課題是以陜西省科技廳科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2012KTZB02-02-03)和陜西省教育廳產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):14JF003)為支持,對(duì)核桃采摘機(jī)理進(jìn)行研究。核桃采摘作業(yè)是核桃生產(chǎn)全過(guò)程的重要環(huán)節(jié),為了提高采摘效率、降低勞動(dòng)成本,本文針對(duì)我國(guó)山坡、丘林、密植矮化模式的核桃種植特點(diǎn),研發(fā)設(shè)計(jì)了一種體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、工作可靠、效率高的振動(dòng)式核桃采摘機(jī)。首先,通過(guò)分析樹木不同力學(xué)模型,進(jìn)行合理假設(shè)和簡(jiǎn)化后建立核桃樹力學(xué)模型、采摘機(jī)—核桃樹系統(tǒng)振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型以及核桃振動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)比分析了在雙軸和單軸激振裝置產(chǎn)生不同形式激振力的作用下,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)(樹體受迫振動(dòng)的位移、速度、加速度和相位差)。結(jié)果表明:樹體受迫振動(dòng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的位移、速度和加速度均按周期性變化;影響核桃和樹體振動(dòng)的關(guān)鍵因素是激振頻率、振幅和加速度;雙軸產(chǎn)生的激振力讓樹體在一個(gè)方向上做來(lái)回振動(dòng),單軸產(chǎn)生的激振力讓樹體做近似于圓周振動(dòng);單軸比雙軸產(chǎn)生的激振力對(duì)樹體振動(dòng)影響更大。其次,通過(guò)實(shí)際測(cè)量統(tǒng)計(jì)核桃樹體的結(jié)構(gòu)尺寸。運(yùn)用CREO建立核桃樹體的三維模型并導(dǎo)入到Workbench中進(jìn)行模態(tài)分析,得出核桃樹體的固有頻率和振型;在激振力大小、作用高度相同的條件下,建立雙軸和單軸不同形式激振力作用下樹體的振動(dòng)仿真,得到樹體振動(dòng)的位移和加速度,驗(yàn)證了單軸比雙軸產(chǎn)生的激振力更有利于核桃的振動(dòng)采摘;分析不同夾持高度、不同激振力、不同激振頻率作用下樹體的振動(dòng)響應(yīng),得出在激振頻率為19-21Hz、夾持高度在800-1000mm范圍內(nèi)樹體振動(dòng)加速度和振幅都比較大。再次,基于農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝相結(jié)合、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械振動(dòng)理論,確定振動(dòng)式核桃采摘機(jī)總體設(shè)計(jì)方案,對(duì)各部分零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核;運(yùn)用CREO建立采摘機(jī)各部分的三維模型并裝配;運(yùn)用Workbench對(duì)采摘機(jī)的關(guān)鍵零部件進(jìn)行有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,保證設(shè)計(jì)、加工的采摘機(jī)工作可靠性和安全性,試制樣機(jī)。最后,通過(guò)運(yùn)用江蘇東華DH5922動(dòng)態(tài)測(cè)試分析系統(tǒng)進(jìn)行采摘機(jī)工作過(guò)程中的振動(dòng)動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn),找出實(shí)際采摘過(guò)程中的最佳激振頻率和夾持高度。統(tǒng)計(jì)在實(shí)際采摘過(guò)程中的采摘率,得出在激振頻率為19-21Hz,夾持高度在800mm-1000mm范圍內(nèi),采摘率達(dá)到90%左右,驗(yàn)證了仿真分析的結(jié)果,指導(dǎo)了采摘參數(shù)的選擇。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S225.93
【部分圖文】：

圖 2-1 雙軸激振力作用的采摘機(jī)—核桃樹系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模ynamic model of biaxial vibration force picking machine - walnut機(jī)質(zhì)量（除去偏心塊的質(zhì)量）（kg）；在夾持處的等效質(zhì)量（kg）；的等效彈性系數(shù)（N/m）；的等效阻尼系數(shù)（N.s/m）；軸的偏心距（m）；軸的角速度（rad/s）；別是 X，Y 方向樹干偏離平衡位置的位移（m）；摘機(jī)偏心軸旋轉(zhuǎn)中心距樹干中心的距離（m）。爾原理和上面的動(dòng)力學(xué)模型，可以建立采摘機(jī)—核桃摘機(jī)和樹體產(chǎn)生的相互作用力有：心軸產(chǎn)生的激振力的慣性力為

圖 2-2 單軸激振力作用的采摘機(jī)—核桃樹系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型Fig. 2-2 Dynamic model of single shaft vibration force picking machine - walnut tree ——采摘機(jī)的質(zhì)量（除去偏心塊的質(zhì)量）（kg）；——樹干在夾持點(diǎn)處的等效質(zhì)量（kg）；—樹干的等效彈性系數(shù)（N/m）；—樹干的等效阻尼系數(shù)（N.s/m）；—偏心塊的偏心距（m）；—偏心塊工作的角速度（rad/s）；—樹干在 X 方向上偏離平衡位置的位移（m）；—樹干在 Y 方向上偏離平衡位置的位移（m）；—偏心塊中心距離樹干中心的距離（m）；達(dá)朗貝爾原理，可以建立在單軸激振力作用下采摘機(jī)—核桃樹系統(tǒng)的用在系統(tǒng)上的力主要有：塊的慣性力

方向合成的呈發(fā)散狀變化，對(duì)樹體的振動(dòng)更大，在對(duì)比分析，綜合模型分析的結(jié)果，得出單軸激振力學(xué)模型核桃的目的就是將激振裝置產(chǎn)生的激振力傳遞給樹最終側(cè)枝將振動(dòng)傳遞給核桃，核桃在受迫振動(dòng)時(shí)產(chǎn)的結(jié)合力時(shí)，核桃與果柄脫落，完成采摘過(guò)程。核多運(yùn)動(dòng)的疊加反映。主干，枝干和樹葉組成。如果把主干第一次分出的的稱為二級(jí)枝干，以此類推。從實(shí)際觀察來(lái)看，核干上。在建立核桃的力學(xué)模型時(shí)，我們做出如下簡(jiǎn)量的球體；2）把核桃的振動(dòng)看作是單擺的運(yùn)動(dòng)，擺振動(dòng)力學(xué)模型如圖 2-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王殿九;振動(dòng)采果機(jī)的振動(dòng)參數(shù)和卡箍器[J];糧油加工與食品機(jī)械;1981年02期

2 蘇偉;劉睿;閆安;朱德海;劉婷;董潤(rùn)茹;;植物三維建模研究現(xiàn)狀[J];農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息;2013年09期

本文編號(hào)：2830500