氣吸式小漿果收獲機采摘頭參數(shù)優(yōu)化與試驗研究.pdf

1、小漿果是指藍莓、黑加侖、沙棘、醋栗、歐洲花楸、沙棘、蔓越橘、藍靛果忍冬等果實較小、果肉呈漿狀的漿果類果樹，其營養(yǎng)成分十分豐富，具有抗癌、抗氧化、保護視力、預(yù)防心臟病、增強抵抗力、延緩神經(jīng)衰老等功能，被譽為“第三代黃金水果”。近年來，小漿果需求量急速增加、市場不斷擴大，其相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益也隨之提高。但我國小漿果收獲多為人工作業(yè)，由于小漿果存在成熟期短、人工采摘勞動強度大、效率低等特點，其產(chǎn)量和質(zhì)量的提升受到限制。因此機械化收獲小漿果成為小

2、漿果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然途徑。目前我國的小漿果收獲機械多以振動式為主，因其存在容易破壞果樹母枝、易混入雜質(zhì)的缺點，應(yīng)用較少;而氣吸式收獲小漿果具有效率高、破果率低的優(yōu)點，可有效克服振動式采收小漿果的不足。為了擴大小漿果相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，研究氣吸式小漿果收獲機具有重要意義。
　　采摘頭是氣吸式小漿果收獲機采收作業(yè)的關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)形式和尺寸參數(shù)直接影響整機的作業(yè)效率。本文綜合分析了國內(nèi)外氣力收獲技術(shù)研究現(xiàn)狀，并對氣吸式小漿果收獲機的工作介質(zhì)

3、特性以及小漿果的物理特性和輸送過程中的運動、受力進行分析，完成了氣吸式小漿果收獲機采摘頭的設(shè)計、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和試驗研究。通過理論分析設(shè)計并加工了5種吸口直徑的圓形吸口采摘頭，選取黑加侖果實為試驗對象，在工作流量為21、27和33(10-3m3/s)下，對其進行采摘效率試驗，分析采摘效率與吸口直徑和工作流量之間的關(guān)系;再根據(jù)試驗結(jié)果對圓形吸口采摘頭的參數(shù)進行優(yōu)化和試驗，得到圓形吸口采摘頭的最優(yōu)工作參數(shù)。進一步分別將3種圓形吸口壓縮為3組扁

4、圓形吸口，并對其進行采摘效率試驗，得到扁圓形吸口采摘頭的最優(yōu)工作參數(shù)，最后將扁圓形量化為扁圓形的寬長比T,采用Levenberg-Marquardt法建立扁圓形吸口寬長比T值與采摘效率之間的二次曲線回歸方程。本研究取得以下成果:
　　(1)6種圓形吸口采摘頭采摘效率隨著工作流量的增大呈逐漸增加的趨勢;其中，最優(yōu)吸口直徑為φ28;圓形吸口采摘頭容易產(chǎn)生小漿果樹葉堵塞采摘頭吸口的問題。
　　(2)φ28、φ30和φ35系列9種扁

5、圓形吸口采摘頭中最優(yōu)尺寸分別為φ28-h25、φ30-h20和φ35-h20，在工作流量為21、27和33(10-3m3/s)下的采摘效率均高于對應(yīng)圓形吸口采摘頭的采摘效率;其中，φ28-h25扁圓形吸口采摘頭的采摘效率最高，其采摘效率相當于人工采收效率的3倍;扁圓形吸口采摘頭可以有效避免小漿果樹樹葉堵塞采摘頭吸口而影響采摘效率的問題;
　　(3)φ28和φ30系列的扁圓形吸口采摘頭在工作流量為21、27和33（10-3m3/s）