梳齿式辣椒采摘装置的设计研究

来源 :石河子大学 | 被引量 : 23次 | 上传用户:gongshan
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近几年新疆辣椒产业快速发展,新疆线辣椒种植规模在逐渐扩大。手工采收辣椒己不能适应新疆辣椒产业的需求,出于新疆劳动力紧缺、劳动成本上升,导致辣椒机械化收获需求迫切。目前我国对辣椒机械化采收的研究目前还处于起步阶段,没有成熟的机型满足辣椒的机械化采收。通过对现有国内辣椒收获机的田间试验,发现采摘后的果实中混入的辣椒茎秆较多,采收的茎秆上附着辣椒数量较多的现象也较为严重,存在采摘损失较大的情况。本文在分析辣椒收获机械国内外研究现状的情况下,借鉴国外成熟辣椒机型,根据新疆的辣椒种植特点,设计了梳齿式辣椒采摘装置,并进行采摘实验,为后续辣椒收获机械的研究提供一定的参考。本文的主要研究内容:通过实验测定了线辣椒的植物学特性和物理机械特性,根据线辣椒的物理机械特性及种植模式,设计了辣椒采摘装置,结合Solidworks建模软件建模、ADAMS分析软件、有限元分析软件对辣椒采摘装置进行了仿真优化,并进行了结构优化、参数优化。通过试验台的搭建、样机试制及进行了辣椒采摘实验,优选出较合理的结构参数、运动参数。本文采用虚拟样机技术与试验研究相结合的方法,对梳齿式辣椒采摘装置进行了研究,主要研究结论:1.对线辣椒物理机械特性进行了试验测定,测得辣椒的与茎秆的连结力平均为11.14N。2.对梳齿式辣椒采摘装置进行了总体设计,运用Solidworks软件对采摘装置总体进行了虚拟建模,并运用Solidworks simulation软件对采摘装置的机架、梳齿、主动轴进行了有限元分析,对机架的结构以及安装梳齿的固定板进行了结构优化分析,并对主动轴进行了频率分析。3.运用ADAMS软件仿真分析了梳齿与辣椒的作用过程,通过梳齿与辣椒的碰撞过程,确定了采摘带的速度范围为2.17m/s至2.89m/s;运用ADAMS模拟了采摘带的运动情况,分析了梳齿的位移、速度波动情况。4.辣椒采摘正交试验,确定了各因素的最佳水平,得到了采摘装置较优的结构参数、工作参数,采摘带速度为2.17m/s,梳齿间距为40mm,行走速度为1.2km/h。
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