液壓式核桃采摘樣機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于核桃的采摘仍然以人工采摘為主，這種采摘方式不僅影響核桃樹來年的生長(zhǎng)，而且采摘?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度大、效率低、存在較大的安全隱患。隨著陜西省核桃種植面積的增加以及農(nóng)村勞動(dòng)力的短缺，核桃的采摘問題日益凸顯。針對(duì)上述問題，本課題在陜西省教育廳產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目（編號(hào):14JF003）的支撐下，結(jié)合核桃采摘機(jī)理的理論研究，設(shè)計(jì)制造了一種液壓式核桃采摘試驗(yàn)樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。本文主要進(jìn)行了以下幾方面工作:
　　(1)通過建立樹體的動(dòng)力學(xué)

2、模型和采摘系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析并求解出核桃樹體在采摘過程的動(dòng)態(tài)特性，探討影響核桃振動(dòng)采摘主要因素。分析表明:核桃樹體在振動(dòng)采摘過程中表現(xiàn)出穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，其中響應(yīng)的位移、速度及加速度都是按一定的周期規(guī)律地變化，并且影響其穩(wěn)態(tài)響應(yīng)結(jié)果的主要因素有系統(tǒng)質(zhì)量、偏心塊質(zhì)量、樹體的彈性系數(shù)、阻尼系數(shù)、偏心塊偏心距及工作頻率。
　　(2)根據(jù)上述所得出的結(jié)論，并結(jié)合農(nóng)機(jī)農(nóng)藝及機(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)，先對(duì)采摘機(jī)整體方案進(jìn)行初步的確定。然后再對(duì)各個(gè)零部件進(jìn)

3、行設(shè)計(jì)、計(jì)算及建模，最后將零部件進(jìn)行裝配、出工程圖并試制樣機(jī)。
　　(3)運(yùn)用樣機(jī)進(jìn)行實(shí)地采摘試驗(yàn)，對(duì)樣機(jī)的工作性能及采摘效果等重要指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):針對(duì)傳統(tǒng)品種的體型較大的核桃樹體采用液壓式采摘方法的效果要比便攜式采摘機(jī)的更為明顯，且其夾持更為緊湊穩(wěn)定。然后通過搭建動(dòng)態(tài)測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究樹體振動(dòng)過程的動(dòng)態(tài)情況，總結(jié)振動(dòng)頻率及夾持高度對(duì)樹體振動(dòng)的影響，為后續(xù)的研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　(4)針對(duì)樣機(jī)的不足之處進(jìn)行合理改進(jìn)

4、以及機(jī)器的整體設(shè)計(jì)，主要對(duì)機(jī)器在保證激振器的空間方位的確定機(jī)構(gòu)上和牽引方式兩大方面進(jìn)行了改進(jìn)與設(shè)計(jì)。在對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模及裝配之后再運(yùn)用Creo中的機(jī)構(gòu)分析模塊對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，驗(yàn)證其機(jī)械臂的工作范圍是否能滿足預(yù)期的要求。分析得出:其夾持高度在500mm～1300mm范圍內(nèi)，并且根據(jù)機(jī)構(gòu)仿真得出的運(yùn)動(dòng)軌跡得出了改進(jìn)后結(jié)構(gòu)的合理性。
　　本文通過對(duì)核桃的機(jī)械化采摘進(jìn)行理論研究及樣機(jī)的試制與試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了液壓式振動(dòng)核桃采摘方式對(duì)樹干較粗