油茶果采摘机的关键部件设计与试验

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:yanjinghai
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近年来,茶油由于其优越的综合利用价值,受到市场的青睐。但是作为茶油原材料的油茶果,其采收环节仍处于极度原始的状态(采摘基本依靠人工),具有劳动强度大、采摘效率低、人工成本高等缺点,严重的限制了油茶产业的发展。因此油茶产业想要实现产业化发展,采收机械化是必行之事,而其中重中之重就是采摘关键部件的研制。本文针对舒城县河棚镇油茶果园中的油茶树种,设计研制了一种油茶果采摘关键部件。论文的主要研究内容如下:(1)本文首先基于LabVIEW虚拟仪器技术设计了一款油茶果-果柄分离力测量试验台,针对性的探究了油茶果-果柄分离力与其三大因素(果柄直径、拉力角和成熟度)之间的相关性。同时通过控制变量法进行多次的试验,发现其中不同拉力角对油茶果-果柄分离力的大小影响较大,基于此点,确定了采摘关键部件的设计原理。(2)基于第二章测试试验中拉力角在90o附近时果柄分离力最小这一结果,本文采用横向树冠振动作为采摘机构的基本原理,并用Pro/E对油茶果试验采摘装置进行三维设计。同时利用ANSYS对采摘机构的支撑部件立轴进行了静力学分析、模态分析,计算出立轴的在预应力下的应力应变、前六级固有频率,并进行模态试验进一步确保结果的可靠性。为立轴的结构设计和加工材料选取提供了科学的理论依据,避免试验装置在作业中损坏。最后通过计算完成了传动系统的相关设计。(3)将采摘试验采摘装置的三维模型,导入ADAMS软件中进行运动学仿真。在仿真过程中,调节振幅、拍打棒材质和工作频率等参数,通过后处理模块绘制出不同参数下拍打棒上惯性拍打力数值变化情况的仿真曲线图,直观的展现力值的变化情况。从而给田间试验减少了任务量,提供了明确的试验方向。(4)设计田间试验,确定采摘性能判定标准,进行正交试验,单因素分析试验。最终试验得到最佳的因素组合,即作业时间为60s、作业频率为20.8Hz、振幅为110mm、拍打棒材质采用尼龙。
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