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(dòng)強(qiáng)度大,嚴(yán)重制約了油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。湖南是油茶主產(chǎn)區(qū),因此針對油茶樹形態(tài)結(jié)構(gòu)特征,開展油茶果采摘機(jī)構(gòu)-果樹剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)特性研究,具有重要的工程意義。本文設(shè)計(jì)的油茶果采摘機(jī)構(gòu),其工作參數(shù)的選擇將直接決定采摘的效果,以此為基礎(chǔ),本文通過分析林果采摘理論,基于ADAMS仿真軟件對采摘機(jī)構(gòu)—果樹振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析并進(jìn)行了試驗(yàn)研究。根據(jù)采摘機(jī)構(gòu)的工作原理,建立了“油茶果采摘機(jī)構(gòu)一果樹”采收動(dòng)力學(xué)模型,列出了系統(tǒng)的振動(dòng)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(dá)式。針對湖南油茶果的生長特點(diǎn),研究了短柄果實(shí)的振動(dòng)力學(xué)模型,通過求解果實(shí)運(yùn)動(dòng)方程,分析果實(shí)的脫落條件,得出果實(shí)在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的慣性力與偏心塊的工作轉(zhuǎn)速以及樹干振幅有關(guān),轉(zhuǎn)速越高,果實(shí)的慣性力越大;振幅越大,果實(shí)慣性力的幅值越大,為后續(xù)采摘機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真提供了參考�；谥参锓中卫碚摵蛯�(shí)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(cè)枝以及三級側(cè)枝尺寸參數(shù),通過Solidworks軟件建立了以剛?cè)狁詈戏抡鏋槟康牡挠筒铇潴w三... 

【文章來源】：中南林業(yè)科技大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．２米摘機(jī)構(gòu)一油茶樹振動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型??Ｆｉｇ．２．２?Ｖｉｂｒａｔｏｉｙ?ａｎｄ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｐｉｃｋｉｎｇ?ａｃｔｕａｔｏｒ－?ｃａｍｅｌｌｉａ?ｏｌｅｉｆｅｒａ?ｔｒｅｅ??

中南林業(yè)科技大學(xué)碩士學(xué)位論文?油茶米采摘機(jī)構(gòu)一來樹剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)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(dòng)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(jī)構(gòu)在ｘ方向產(chǎn)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(jī)構(gòu)在ｙ方向產(chǎn)生的慣性力，Ｎ：?ｆ２ｙ為油茶樹在ｙ方向的慣性力，Ｎ：??因米摘機(jī)構(gòu)采用的足雙偏心式對稱結(jié)構(gòu)，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(jī)構(gòu)的慣性力??ｆｉｘ?＝?Ｌｉ）?ｆｌｙ?＝?０??采摘工作過程中，果樹受到受迫振動(dòng)，在采摘過程中，果樹產(chǎn)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(dòng)過程中，這些力相互平衡，合理為０，得到系統(tǒng)的振動(dòng)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(dòng)產(chǎn)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(chǎn)生振動(dòng)。由式??（２．３）可知，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軌跡理論為一條直線，及在ｘ方向上做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。??２．３．３模型試驗(yàn)驗(yàn)證??為驗(yàn)證所建立模型的止確性，通過試驗(yàn)獲得采摘機(jī)構(gòu)：丨：作時(shí)樹體的實(shí)際響應(yīng)，來??和模型得出的分析結(jié)論作對比。??（１）試驗(yàn)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(gè)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(jī)構(gòu)以任意??頻率對某樹樹千進(jìn)行激振，經(jīng)由振動(dòng)測試系統(tǒng)測試樹干的振動(dòng)信號(hào)，得出樹干的加速??度響應(yīng)，振動(dòng)測試系統(tǒng)組成如圖２．５所示。??１?２?３?４??１、采摘機(jī)構(gòu)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(hào)：3310213