發(fā)布時間：2021-07-29 22:54

　　油茶是我國特有的木本油料樹種,近年來種植面積越來越大,然而目前油茶采摘主要以人工為主,效率低,勞動強度大,嚴重制約了油茶產業(yè)的發(fā)展。湖南是油茶主產區(qū),因此針對油茶樹形態(tài)結構特征,開展油茶果采摘機構-果樹剛柔耦合動力學特性研究,具有重要的工程意義。本文設計的油茶果采摘機構,其工作參數(shù)的選擇將直接決定采摘的效果,以此為基礎,本文通過分析林果采摘理論,基于ADAMS仿真軟件對采摘機構—果樹振動系統(tǒng)進行剛柔耦合動力學分析并進行了試驗研究。根據(jù)采摘機構的工作原理,建立了“油茶果采摘機構一果樹”采收動力學模型,列出了系統(tǒng)的振動微分方程,通過求解得到系統(tǒng)的振幅和相位角以及位移表達式。針對湖南油茶果的生長特點,研究了短柄果實的振動力學模型,通過求解果實運動方程,分析果實的脫落條件,得出果實在運動過程中產生的慣性力與偏心塊的工作轉速以及樹干振幅有關,轉速越高,果實的慣性力越大;振幅越大,果實慣性力的幅值越大,為后續(xù)采摘機構設計和仿真提供了參考。基于植物分形理論和實地勘測油茶樹的形態(tài)特特征,測量油茶樹一級主干、二級側枝以及三級側枝尺寸參數(shù),通過Solidworks軟件建立了以剛柔耦合仿真為目的的油茶樹體三... 

【文章來源】：中南林業(yè)科技大學湖南省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２米摘機構一油茶樹振動動力學模型??Ｆｉｇ．２．２?Ｖｉｂｒａｔｏｉｙ?ａｎｄ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｐｉｃｋｉｎｇ?ａｃｔｕａｔｏｒ－?ｃａｍｅｌｌｉａ?ｏｌｅｉｆｅｒａ?ｔｒｅｅ??

中南林業(yè)科技大學碩士學位論文?油茶米采摘機構一來樹剛柔耦合動力學特性研宂??ｘ為樹干在ｘ方向上的位移，ｍ；?ｙ為樹Ｔ？在ｙ方向上的位移，ｍ。??根據(jù)牛頓第二定律，建立系統(tǒng)的振動微分方程，作川／Ｉ：系統(tǒng)Ｉ：的力，如閣２．３所??示。??？?系?＾ｆｌｘ?。?系?＾?ｆｌｙ??ｆ〇Ｘ?＿?ｆＣｙ?一??‘?一＊?ｆ２ｘ?、一＊？??圖２．３系統(tǒng)受力圖??Ｆｉｇ．２．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒｃｅ??其中，ｆｘ為偏心塊在Ｘ方向的偏心力，Ｎ；?＆．為偏心塊在ｙ方向的偏心力，Ｎ?；??ｆｕ為采摘機構在ｘ方向產生的慣性力，Ｎ；?ｆ２ｘ為油茶樹在ｘ方向的慣性力，Ｎ：??ｆｉｙ為采摘機構在ｙ方向產生的慣性力，Ｎ：?ｆ２ｙ為油茶樹在ｙ方向的慣性力，Ｎ：??因米摘機構采用的足雙偏心式對稱結構，偏心塊的偏心力在ｘ方向疊加，ｙ方向??抵消，則有??ｆｘ?＝?２ｍ－＾（ｘ?—?Ｌｙ?＋?ｒｓｉｎｏｊｔ）?／ｙ?＝?０??同理采摘機構的慣性力??ｆｉｘ?＝?Ｌｉ）?ｆｌｙ?＝?０??采摘工作過程中，果樹受到受迫振動，在采摘過程中，果樹產生的慣性力為：??ｆｉｘ?＝?Ｍ２?＾?，２ｙ?＝。??彈性系統(tǒng)中的彈性力：??Ｘ方向的彈性力為：／ｔ?＝?／ｃｘ；?ｙ方向的彈性力：ＡｙｓＯ??阻尼系統(tǒng)中的阻尼力：??ｆｃｘ＝ｃ＾?ｆｃｙ?＝?ｃＹｔ??在振動過程中，這些力相互平衡，合理為０，得到系統(tǒng)的振動微分方程：??Ｘ方向：??２ｍ?（ｘ?—?Ｌ１?＋?ｒｓｉｎｏｊｔ）?－４－?—?２ｍ）?（ｘ?—?Ｌｘ）?＋?Ｍ２?＾７?＋?ｋｘ?＝?０?（２．１）??ｙ方向偏心塊的離心力的合理為０，理論上該方向無振動產生。??

?力在ｙ軸方向相互抵消，在ｘ軸方向相互疊加，故只在ｘ軸方向上產生振動。由式??（２．３）可知，系統(tǒng)的運動軌跡理論為一條直線，及在ｘ方向上做往復直線運動。??２．３．３模型試驗驗證??為驗證所建立模型的止確性，通過試驗獲得采摘機構：丨：作時樹體的實際響應，來??和模型得出的分析結論作對比。??（１）試驗方法??將加速度傳感器固定在樹ｒ上，固定方向垂直于樹千，傳感器通過螺栓連接固定??在一個小木塊（４０Ｘ４０Ｘ２０ｍｍ）上，小木塊和果樹迎過膠帶和扎帶緊密連接，傳感??器安裝示意圖如圖２．４所示。加速度傳感器采用美國Ｖｅｒｎｉｅｒ公司研發(fā)的３Ｄ加速度傳??感器，此類型傳感器可測得物體在不同方向上的加速度，通過油茶果采摘機構以任意??頻率對某樹樹千進行激振，經(jīng)由振動測試系統(tǒng)測試樹干的振動信號，得出樹干的加速??度響應，振動測試系統(tǒng)組成如圖２．５所示。??１?２?３?４??１、采摘機構２、樹干３、木塊４、加速度傳感器??圖２．４加速度傳感器間定示總ｍ??Ｆｉｇ．２．４?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｓｅｎｓｏｒ?ｆｉｘｉｎｇ??１３??


本文編號：3310213