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《农业机械学报》2017,(Z1)
目前,苹果最新的栽培模式是将果树整形为树枝水平生长的多层棚架结构,这种结构可以将机械收获控制在局部化的树枝水平,以实现鲜苹果的机械化采收。为此,提出一种实用的局部对靶振动收获方法,激振树枝并采用尽量接近方式收集果实。基于单自由度粘弹性阻尼系统,设计了树枝激振器,并设计了一套计算机测控系统,用于实时监控树枝的受迫振动频率。设计了与激振树枝方式相对应的水平型和倾斜型果实收集平台。最后,在美国华盛顿州普罗瑟附近的商业果园,以"墙形"结构的"爵士"苹果为例,开展了局部对靶振动收获试验,对比分析了4种收集方式(有无缓冲隔离带、水平或倾斜接收)对果实质量的影响。依据美国农业部鲜苹果质量等级标准,利用满足市场分级要求的果实所占的百分率对收获的果实质量进行评估。结果显示,满足市场分级要求的果实所占的百分率为89.5%~96.3%,且在这4种方式中并无显著差异。这表明,针对苹果最新的栽培模式,采用局部对靶振动收获方法是可行的。 相似文献
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为解决高酸苹果收获过程中的效率低、果实摘净率低、损伤率高等问题,根据我国青岛地区高酸苹果实际收获需要,设计了一种液压控制的高酸苹果振动式采摘机。基于振动式采摘机工作原理,完成振动采摘装置、激振装置、液压控制系统的结构设计,计算分析夹持钳对树干的夹持力为7 254 N,夹持钳夹持高度范围为12～103 cm。建立高酸苹果果实-树枝单摆动力学模型,分析果实脱落条件,得到果实振动微分方程,确定振动频率、振幅、夹持高度为采摘效果主要影响因素;利用ANSYS软件对果树模型进行自由模态响应与谐响应仿真分析,结果表明：振动频率9～12 Hz、振幅1～2 cm、夹持高度40～70 cm时,三级、最次级树枝位移最明显。为确定采摘机最优工作参数,进行三因素三水平组合田间试验,得到果实摘净率、果实损伤率的回归模型,利用Design-Expert软件对试验数据和回归模型响应曲面进行分析优化,当振动频率为10.0 Hz、振幅为1.6 cm、夹持高度为58.7 cm时,果实摘净率为95.9%、果实损伤率为1.3%,满足高酸苹果采收的质量要求。 相似文献
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为解决杏果实机械振动式采收的问题,根据新疆实地果品采收要求,介绍了激振式收获过程能量传递试验的基本原理,并通过在果树不同位置外加激振力进行振动试验,利用应变数据采集系统进行数据采集输出,借助高速摄像对果树振动过程进行实时图像捕捉记录。通过对采集应变数据及图像进行运动分析处理可知:在振动式采收过程中,能量传递与夹持位置有关。当选取树枝上激振点距夹持点的最佳位置为27.5mm时,树枝上达到共振频率,获得的能量最大;能量在树枝传递的过程中存在能量的损失;分支与主枝干夹角越小,获得的能量越大,越有利于果实振动脱落。该研究可以为水果机械振动式的进一步研究提供理论基础和技术指导。 相似文献
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为深入研究枸杞果实-果柄振动分离特性,确定成熟枸杞果实-果柄分离用时最短的激振振幅与频率组合,研究了枸杞果实振动脱落机理,并通过仿真试验得到了最佳振幅和频率、枸杞脱落数量与时间的关系曲线、振动杆加速度和枸杞果实的加速度。搭建了枸杞振动试验台,以脱落所需时间为指标,分别对成熟和未成熟枸杞进行了振动脱落正交试验,获得了不同激振组合参数下振动杆的加速度及枸杞的脱落情况,最终确定了试验因素的最佳组合为:激振振幅12mm,激振频率16Hz。该条件下成熟枸杞脱落用时为1. 39 s,激振方向最大加速度为162. 81m/s2。本研究可为振动式枸杞机械收获装置的设计提供理论依据与数据支撑。 相似文献
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为提高油橄榄的振动收获效率，针对油橄榄密植果园的种植环境，设计一种单偏心块悬挂式油橄榄采收机。通过对果实进行受力分析得到果实脱落加速度可简化为果实果柄结合力与果实质量的比值，测量得到脱落加速度的90%分位数为1 113.35 m/s2。通过正交试验仿真研究果树树形参数(主干直径、主干高度、主枝夹角)和激振参数(激振频率、激振力)之间关系，并对仿真与试验相关性进行分析，表明仿真与试验的平均相关系数为0.73,平均相对误差为26.5%,主干直径和主干高度对激振参数有显著影响。使用采收样机对油橄榄(莱星)进行了试验，结果表明：夹持点振幅与激振频率呈正相关关系；果树侧枝3个监测点的共振频率为22.5 Hz,与响应面试验结果的21.8 Hz相近；油橄榄树的平均采净率约为91.22%,且无果实损伤。 相似文献
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油茶作为中国特有的木本油料作物,在空间上具有复杂的分枝结构,不同品种树体的形态结构和力学性能差异明显。为了研究油茶树在冠层振动采摘油茶果过程中能量传递规律以及获得最佳激振参数,本文建立5自由度油茶树的质量-弹性-阻尼动力学模型并测量和计算等效参数;以不同激振参数为输入,通过Matlab软件对动力学模型进行仿真,并设计二次旋转正交组合试验,仿真结果表明,油茶树各级枝之间能量传递过程中损失严重,从激振力所作用的枝条传递到路径末枝时能量剩余不到20%;且油茶树各级枝的动能峰值出现的时间具有滞后性,越靠近激振点的动能峰值出现越早。由于油茶树各级枝间能量传递损失严重,将一棵树进行2~3次振动采摘。利用Design-Expert 11.0.4软件的优化模块对激振参数进行优化求解,以一部分侧枝动能最大,主干动能最小为目标函数时,最佳振动参数组合为振动时间7.14s、振动频率7.18Hz、振幅52.41mm;通过田间试验对油茶树能量传递规律进一步研究发现,能量沿着树枝内部传递时与各级枝之间的传递规律相同,即动能与传递距离成反比,传递的距离越远动能越小。并对仿真结果进行验证：田间试验结果与仿真结果的相对误差在10%以内,说明该动力学模型具有较高的可靠性;振动采摘部分的油茶果实和花苞平均脱落率分别为90.53%、14.39%,采摘效果较好,证明了从能量传递角度对激振参数优化的可行性。本文建立的动力学模型和预测的最佳振动参数组合可以为油茶果机械化采摘作业的工作参数设置提供参考。 相似文献
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振动参数对果树采收影响的试验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
从乔木类果品采收实际要求出发,旨在解决乔木类果树的连续机械振动采收问题。为此,进行了连续激振式采收过程中影响果树振动效果的试验。通过电动振动试验系统对果树主干不同位置进行夹持,施加不同类型激振力进行振动试验,利用动态信号测试分析系统进行数据采集和输出,获得不同振动频率、振幅下果树不同位置的加速度数据及曲线,并进行分析和对比。结果表明:当夹持主干的位置距离果树固定端为60cm、振动测试系统输出振动频率为25Hz、激振位移为5mm时,果树获得加速度较大;树枝和果实之间的相对加速度也较大。该试验为振动采收装置的研究提供必要的理论依据。 相似文献
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油菜机械化收获方式的选择 总被引：6，自引：0，他引：6
我国油菜机械化收获主要有两种方式-分段收获和联合收获,两种收获方式的选择恰当与否是影响油菜机械化生产的重要因素.而收获方式的选择,受到油菜种植方式、气候条件、适宜的收获期等条件的影响.为此,在全面考虑收获条件及适应性、经济性、作业质量等影响因素的基础上,对两种收获方式进行了优、缺点比较,进而对我国南、北方油菜产区机械化收获方式进行了选择.分析表明:我国油菜机械化收获需要因地制宜地采取适当的收获方式,而不应是全部采用联合收获;分段收获方式具有适应性强等多种优势,应加强研究,开发相应的机械装备. 相似文献
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分析了目前新疆生产建设兵团机械化采收番茄的推广条件、番茄产业市场前景及番茄机械采收存在的问题。根据实际情况提出了解决体制的问题、试验模式推广和提高农业基础条件的建议。 相似文献
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针对贵州喀斯特山区降水时空分布不均,蓄水设施缺乏,工程性缺水等问题,研发雨水集蓄利用系统的共性技术,探讨利用集雨装置集蓄雨水解决居民生活及灌溉用水的可行性。通过集雨装置把天然雨水收集、过滤消毒、储存以及利用,实现对水质进一步净化,收集的雨水水质满足生活用水的相关标准,达到喀斯特区在干旱缺水期有水可以用,同时解决了农作物生长发育期缺水的补灌,提高作物产量,形成了低成本、高效益、干净卫生的人畜饮水安全的雨水利用技术系统。雨水集蓄利用是解决喀斯特缺水山区饮水困难和农业补充灌溉,实现喀斯特山区水资源可持续发展不可替代的选择,是解决水资源短缺的有效方法和重要途径,对喀斯特山区水资源的循环利用具有重要意义。 相似文献
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4UMS-1型木薯收获机的设计 总被引：3，自引：0，他引：3
针对目前木薯人工收获劳动强度大、生产效率低的现状,设计了4UMS-1型木薯收获机.该机以拖拉机作为动力,采用三点后悬挂方式,以三角形凸面挖掘铲作为起土部件,利用拖拉机输出的动力,经过锥齿轮和带轮传动装置将动力向后传递到夹持输送装置的带轮上,带动夹持轮一边拔起木薯块根,一边将其抬起向后输送一定高度,达到提升和分离土壤的目的.当薯块提升到薯根分离部位时,可通过机器后部的分离刀具实现薯根分离,整机可同时完成木薯挖掘和分离作业,以取代人工收获,提高生产效率. 相似文献
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温室采摘机器人技术研究进展分析 总被引：17，自引：0，他引：17
采摘是温室作物生产中劳动力耗费最大且最难以实现机械化作业的关键环节,近几十年来采摘机器人技术得到了迅速发展,特别是日本以番茄、草莓等主要作物为对象的机器人采摘研究得到了持续和深入的开展。这些年中国温室的采摘机器人技术发展迅猛,已成为全球研发最为活跃的国家。本文按作物品种对日本、中国、欧盟、韩国等的温室采摘机器人技术研究的发展进程进行分析,梳理出了全球该领域的主要研发主体、技术特征、发展水平和演进脉络。在此基础上总结了温室采摘机器人技术发展的复杂非结构环境的适应能力、复杂机器人系统的融合能力两大技术关键,认为环境工厂化、结构标准化、多机共融化和人机共融化将成为其发展的未来趋势。 相似文献