中國(guó)是世界上蘋果種植面積最大的國(guó)家,總產(chǎn)量約占世界蘋果總產(chǎn)量的一半。但蘋果收獲季節(jié)性強(qiáng),勞動(dòng)力供給緊張,人工采收成本逐年增加,降低了蘋果的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。隨著傳統(tǒng)多維樹形結(jié)構(gòu)向著產(chǎn)量更高、更適宜機(jī)械化收獲的現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)種植果園發(fā)展,為蘋果機(jī)械化高效低損采收提供了新的機(jī)遇。本研究針對(duì)“直立墻形”種植模式的特點(diǎn),提出了一種柔性梳刷式蘋果采收方法,設(shè)計(jì)并試制了柔性梳刷采收平臺(tái),利用樣機(jī)完成了相關(guān)實(shí)驗(yàn),其主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:（1）果柄-枝條力學(xué)參數(shù)獲取與分析使用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)量了成熟期果實(shí)柄-枝的法向結(jié)合力和切向結(jié)合力,柄-枝的切向結(jié)合力為6.05±2.39 N小于法向結(jié)合力21.09±7.7 N,在柄-枝關(guān)節(jié)的切向方向施加載荷更容易采摘果實(shí),可以將柄-枝關(guān)節(jié)的切向方向作為主要的施加載荷的方向。對(duì)果柄進(jìn)行了軸向拉伸、徑向壓縮和三點(diǎn)彎曲力學(xué)試驗(yàn),獲取了果柄的軸向彈性模量82.95±10.1 MPa、徑向彈性模量10.34±3.59 MPa和彎曲模量21.75±10.51 MPa。為建立果實(shí)-果柄力學(xué)系統(tǒng)提供了力學(xué)參數(shù)支持。（2）果實(shí)橫觀各向異性力學(xué)特性與跌落損傷研究基于橫觀各向異性理論,使用電子... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）蘋果-果柄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（b）蘋果-果柄結(jié)構(gòu)特性參數(shù)

西北農(nóng)林科技大學(xué)碩士學(xué)位論文100.01mm）對(duì)每個(gè)蘋果的赤道直徑D1、D2和極直徑H進(jìn)行測(cè)量。D2是測(cè)量D1后將果實(shí)繞著果柄與果萼軸線旋轉(zhuǎn)90°后的赤道直徑，如圖2-1（b）所示。利用電子天平（蘇州巨天儀器設(shè)備有限公司，量程：0-3000g，精度0.01g）對(duì)果實(shí)稱重，測(cè)得果實(shí)質(zhì)量M。2.2.1.2試驗(yàn)結(jié)果與分析使用OriginPro2018對(duì)所測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，利用Shapiro-Wilk（S-W）正態(tài)性檢所測(cè)數(shù)據(jù)，在0.05水平下，各組數(shù)據(jù)顯著地符合正太分布。數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布直方圖，如圖2-2所示。本研究使用Grubbs校驗(yàn)對(duì)每組測(cè)量結(jié)果進(jìn)行異常值檢驗(yàn)，以剔除異常值。并得到蘋果生長(zhǎng)參數(shù)的均值，及在95%的置信區(qū)間下的取值情況如表2-1所示，通過對(duì)兩個(gè)赤道直徑D1和D2徑向等方差T檢驗(yàn)得到雙尾P=0.56>0.05，兩個(gè)赤道直徑?jīng)]有顯著性差異，故將兩者的均值作為最終的赤道直徑D。表2-1蘋果參數(shù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析結(jié)果Table2-1Statisticalanalysisresultsoftheapple項(xiàng)目D1/mmD2/mmD/mmH/mmM/g均值±標(biāo)準(zhǔn)差71.97±3.71a71.64±3.60a71.81±3.50a66.21±3.43b163.73±21.8895%置信區(qū)間71.15~72.870.84~72.4471.03~72.5965.44~66.97158.87~168.60P值（S-W）0.880.450.990.170.32注：同一行不同字母表示顯著性差異（P<0.05,n=80）圖2-2果實(shí)參數(shù)分布直方圖Fig.2-2Distributionhistogramoffruitphysicalparameters表2-1所示蘋果赤道直徑與極直徑有顯著性差異，故可將果實(shí)近似表征為橢球體，使用橢球體積公式（2-1）求得果實(shí)的近似體積，則果實(shí)近似體積與質(zhì)量呈高度線性相關(guān)（如圖2-3），擬合方程為式（2-2）。216V=DH（2-1）2M=0.91V(R=0.99)（2-2）

第二章蘋果-果柄力學(xué)特性研究11式中：M——單個(gè)果實(shí)質(zhì)量，kg；V——單個(gè)果實(shí)的近似體積，m3。圖2-3果實(shí)質(zhì)量-近似體積關(guān)系Fig.2-3Thefunctionrelationshipbetweenfruitmassandapproximatevolume2.3果柄-枝條關(guān)節(jié)力學(xué)特性研究2.3.1材料與方法試驗(yàn)材料于2019年11月取自楊凌匯承果業(yè)蘋果園，品種為“Pinklady”。隨機(jī)選取64個(gè)無(wú)蟲害成熟期掛果枝條，分成均等的兩組，制成試驗(yàn)樣本。一組用于測(cè)量柄-枝關(guān)節(jié)法向結(jié)合力，另一組御用測(cè)量柄-枝切向結(jié)合力。試驗(yàn)樣本被運(yùn)回西北農(nóng)林科技大學(xué)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，整個(gè)試驗(yàn)過程在一天之內(nèi)完成。以避免果實(shí)-果柄關(guān)節(jié)的力學(xué)特性發(fā)生較大變化。進(jìn)行試驗(yàn)之前，需去除測(cè)試蘋果周圍的所有葉子。測(cè)量柄-枝法向結(jié)合力時(shí)夾具水平夾緊枝條，夾具上升方向與果實(shí)軸線方向平行；測(cè)量柄-枝切向結(jié)合力時(shí)夾具垂直夾緊枝條，夾具上升方向與果實(shí)軸線方向垂直（如圖2-4）。調(diào)整好果實(shí)結(jié)合點(diǎn)處的角度，再用夾具將枝條夾緊，夾具緩慢上升將果柄拉直至果實(shí)與枝條分離，使用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)（型號(hào):DDL10;量程:0-10kN;制造商：SinotestEquipmentCo.,Ltd.,中國(guó)）的上位機(jī)來(lái)記錄整個(gè)試驗(yàn)過程中拉力變化，此拉力的峰值記為臺(tái)-柄關(guān)節(jié)法向和切向結(jié)合力。圖2-4柄-枝關(guān)節(jié)結(jié)合力試驗(yàn)（a）法向結(jié)合力試驗(yàn)（b）切向結(jié)合力試驗(yàn)Fig.2-4Thetestofthebondingforcebetweenthestemandthebranch(a)thetestofnormalbondingforce(b)thetestoftangentialbondingforce

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]變間距梳刷式枸杞采收裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 張文強(qiáng),李召召,譚豫之,李偉.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(08)
[5]梳刷振動(dòng)式枸杞收獲裝置設(shè)計(jì)與運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化[J]. 徐麗明,陳俊威,吳剛,袁全春,馬帥,于暢暢,段壯壯,邢潔潔,劉旭東.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(09)
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[7]基于高速攝像技術(shù)枸杞振動(dòng)采收運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究[J]. 王亞磊,陳云,韓冰,陳軍.  農(nóng)機(jī)化研究. 2018(11)
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博士論文
[1]蘋果碰撞損傷機(jī)理和局部對(duì)靶振動(dòng)采收方法研究[D]. 付函.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]枸杞振動(dòng)采收關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王亞磊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[2]牽引式果園采摘作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究[D]. 王亞龍.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3576531