我國是核桃種植、生產(chǎn)和消費大國,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)新工程計劃項目(項目編號:2012KTZB02-02-03)和陜西省教育廳產(chǎn)業(yè)化項目(項目編號:14JF003)為支持,對核桃采摘機理進行研究。核桃采摘作業(yè)是核桃生產(chǎn)全過程的重要環(huán)節(jié),為了提高采摘效率、降低勞動成本,本文針對我國山坡、丘林、密植矮化模式的核桃種植特點,研發(fā)設計了一種體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、工作可靠、效率高的振動式核桃采摘機。首先,通過分析樹木不同力學模型,進行合理假設和簡化后建立核桃樹力學模型、采摘機—核桃樹系統(tǒng)振動動力學模型以及核桃振動力學模型,對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(樹體受迫振動的位移、速度、加速度和相位差)。結(jié)果表明:樹體受迫振動穩(wěn)態(tài)響應的位移、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方向上做來回振動,單軸產(chǎn)生的激振力讓樹體做近似于圓周振動;單軸比雙軸產(chǎn)生的激振力對樹體振動影響更大。其次,通過實際測量統(tǒng)計核桃樹體的結(jié)構(gòu)尺寸。運用CREO建立核桃樹體的三維模型并導入到Workbench中進行模態(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仿真,得到樹體振動的位移和加速度,驗證了單軸比雙軸產(chǎn)生的激振力更有利于核桃的振動采摘;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響應,得出在激振頻率為19-21Hz、夾持高度在800-1000mm范圍內(nèi)樹體振動加速度和振幅都比較大。再次,基于農(nóng)機與農(nóng)藝相結(jié)合、機械設計和機械振動理論,確定振動式核桃采摘機總體設計方案,對各部分零部件進行設計、計算和校核;運用CREO建立采摘機各部分的三維模型并裝配;運用Workbench對采摘機的關(guān)鍵零部件進行有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,保證設計、加工的采摘機工作可靠性和安全性,試制樣機。最后,通過運用江蘇東華DH5922動態(tài)測試分析系統(tǒng)進行采摘機工作過程中的振動動態(tài)測試實驗,找出實際采摘過程中的最佳激振頻率和夾持高度。統(tǒng)計在實際采摘過程中的采摘率,得出在激振頻率為19-21Hz,夾持高度在800mm-1000mm范圍內(nèi),采摘率達到90%左右,驗證了仿真分析的結(jié)果,指導了采摘參數(shù)的選擇。
【學位單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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—核桃樹系統(tǒng)的動力學模ynamic model of biaxial vibration force picking machine - walnut機質(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）。爾原理和上面的動力學模型，可以建立采摘機—核桃摘機和樹體產(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—核桃樹系統(tǒng)的動力學模型Fig. 2-2 Dynamic model of single shaft vibration force picking machine - walnut tree ——采摘機的質(zhì)量（除去偏心塊的質(zhì)量）（kg）；——樹干在夾持點處的等效質(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）；達朗貝爾原理，可以建立在單軸激振力作用下采摘機—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，對樹體的振動更大，在對比分析，綜合模型分析的結(jié)果，得出單軸激振力學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)枝將振動傳遞給核桃，核桃在受迫振動時產(chǎn)的結(jié)合力時，核桃與果柄脫落，完成采摘過程。核多運動的疊加反映。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枝干，以此類推。從實際觀察來看，核干上。在建立核桃的力學模型時，我們做出如下簡量的球體；2）把核桃的振動看作是單擺的運動，擺振動力學模型如圖 2-3 所示。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

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

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

本文編號：2830500