论文部分内容阅读
我国的蓝莓采收作业主要采用人工采摘方式,劳动强度大、效率低、费用高。蓝莓采收机械化是蓝莓产业发展的必然趋势,而蓝莓采摘装置的工作参数是合理设计新型采摘机械的重要根据,但目前对蓝莓采摘装置工作参数的研究较少,国内蓝莓采摘机械及其技术还未成熟,存在采收效果差、对蓝莓果实和树干损伤较大等问题。因此,蓝莓采摘装置工作参数的研究十分必要,可为合理设计蓝莓采摘机械提供技术依据。本文建立了质量—弹簧—阻尼振动系统的果树—采收机振动采收简化模型,通过对模型的求解与分析得出:果实在振动采收过程中的位移、速度和加速度均呈周期性变化,激振频率和振幅是影响果实惯性力和振动脱落的主要参数。测试分析了成熟期蓝莓果实与果柄间的结合力特性及其变化规律,结果表明:成熟期内蓝莓的结合力在0.48~0.84N之间变化,且随着时间的增加而减小;蓝莓果实表而变成蓝色约5d后结合力明显减小,范围为0.48~0.57N,其平均值为0.53N;抗拉力、结合力与时间极强相关,与气温和相对湿度相关性不显著;抗剪力与时间强相关,与气温和相对湿度中等程度相关;抗拉力与抗剪力的比值随着时间增大有逐渐收敛于2.04的趋势;经主成分提取和训练调试后的BP神经网络,可用于对蓝莓结合力的预测与分析。对蓝莓采摘试验装置进行了总体结构设计和控制系统设计以及制作,本试验装置结构简单,适应范围广,不仅适用于对蓝莓的振动采摘试验,同时也适用于其他小浆果的采摘作业。利用蓝莓采摘试验装置进行了振动采收试验,结果表明:影响熟果率的主次顺序依次为激振频率、振幅和作用时间;激振频率对生果率影响显著,振幅和作用时间对生果率影响不显著;得出了在试验水平范围内的最优参数组合:激振频率为1240r/min、振幅为10.3mm和作用时间为8.4s:增大激振频率能显著增大熟果率的同时也会使生果率增大;增大振幅和作用时间能增大熟果率,而对生果率的影响较小。基于高速摄像技术分析了蓝莓果实在振动采收过程中的运动规律,结果表明:蓝莓果实在脱落过程中主要受扭弯力矩作用;瞬时速度较大的熟果易于脱落,熟果比生果易脱落;距振源越近的果实易于脱落;蓝莓果实与所在侧枝有相对运动;脱落惯性力大于结合力时蓝莓果实脱落。本论文研究成果可为设计研发蓝莓采摘装置提供技术依据,对机械化采收蓝莓具有一定的指导作用和实际意义。