液壓式核桃采摘樣機的設計與試驗研究.pdf

1、目前，國內對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，而且采摘勞動強度大、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村勞動力的短缺，核桃的采摘問題日益凸顯。針對上述問題，本課題在陜西省教育廳產業(yè)化項目（編號:14JF003）的支撐下，結合核桃采摘機理的理論研究，設計制造了一種液壓式核桃采摘試驗樣機，并對樣機進行了改進設計。本文主要進行了以下幾方面工作:
　　(1)通過建立樹體的動力學

2、模型和采摘系統(tǒng)動力學模型，分析并求解出核桃樹體在采摘過程的動態(tài)特性，探討影響核桃振動采摘主要因素。分析表明:核桃樹體在振動采摘過程中表現出穩(wěn)態(tài)響應，其中響應的位移、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)響應結果的主要因素有系統(tǒng)質量、偏心塊質量、樹體的彈性系數、阻尼系數、偏心塊偏心距及工作頻率。
　　(2)根據上述所得出的結論，并結合農機農藝及機械設計等相關知識，先對采摘機整體方案進行初步的確定。然后再對各個零部件進

3、行設計、計算及建模，最后將零部件進行裝配、出工程圖并試制樣機。
　　(3)運用樣機進行實地采摘試驗，對樣機的工作性能及采摘效果等重要指標進行評估，實驗發(fā)現:針對傳統(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的更為明顯，且其夾持更為緊湊穩(wěn)定。然后通過搭建動態(tài)測試實驗平臺，研究樹體振動過程的動態(tài)情況，總結振動頻率及夾持高度對樹體振動的影響，為后續(xù)的研究奠定理論基礎。
　　(4)針對樣機的不足之處進行合理改進

4、以及機器的整體設計，主要對機器在保證激振器的空間方位的確定機構上和牽引方式兩大方面進行了改進與設計。在對機構進行建模及裝配之后再運用Creo中的機構分析模塊對其進行動態(tài)仿真，驗證其機械臂的工作范圍是否能滿足預期的要求。分析得出:其夾持高度在500mm～1300mm范圍內，并且根據機構仿真得出的運動軌跡得出了改進后結構的合理性。
　　本文通過對核桃的機械化采摘進行理論研究及樣機的試制與試驗研究，驗證了液壓式振動核桃采摘方式對樹干較粗