国内液压式水果采摘机械的发展现状

水果采摘作业是林果业生产中非常重要的环节.水果采摘机械的使用可以解决人工采摘水果时所出现劳动强度大、效率低、成本高等不足.将液压技术应用到水果采摘机械设备中,可使设备具有传递功率大、结构简单、传动平稳等优点.该文对国内现有的液压式采摘机械的研究现状进行了分析,指出了不同液压式采摘设备的不足,并给出了相关的改进建议.提出了要将液压传动技术与液压控制技术紧密结合起来,实现水果采摘设备的自动化和精确化,并研发功能更强大、更合理、更容易操作的液压系统.     

棒杆式红枣采摘机的设计与计算

南疆地区的红枣种植已经规模化、产业化,依靠人工采收已不能满足实际生产的需要,本文设计了一种新型的模拟人工敲打的棒杆式红枣采摘机。该机主要有机架、传动装置、工作轴、聚氨酯弹性棒杆等部分组成。通过调节装置可以实现采摘高度的调整,调整幅度为0—500mm,调整工作杆的长度可实现对枣树树冠的仿形。根据田间试验和理论计算得到了棒杆式红枣采摘机工作杆的转速最小值为54r／min。     

可充电便携式水果采摘机的设计

针对当前我国果园采摘作业效率低、劳动量大、机械化程度低等问题,设计了一种可充电便携式水果采摘机。该采摘机利用点动开关控制电机运转,通过四连杆机构和曲柄滑块结构,将旋转运动转化为往复性剪切运动,实现果柄剪切,具有质量小、成本低廉、操作简单、人工劳动量低、工作效率高等优点。     

梳夹式红花收获机液压传动系统的设计与仿真

针对目前红花采摘的机械化水平低下、主要依靠人工采摘的问题,设计了一种梳夹式红花收获机,采用梳夹式的夹拔原理对红花丝进行采收。结合红花株高的不同,设计了一种可调整采摘高度的装置,并可调节采摘头转速,采摘头转速的调节范围为70～120 r/min,可根据植株生长的高度适时调节高度。通过综合计算,对梳夹式红花收获机液压传功系统的主要元件进行选择,液压元件有液压马达、液压缸、比例电磁换向阀、电磁换向阀、叠加平衡阀、液控单向阀等。通过对液压系统的性能验算和仿真分析可知,该液压传动系统能满足动力要求,验证了理论分析的合理性;通过仿真分析可知,该系统能够满足采摘工作要求,为梳夹式红花收获机提供了新的发展方向。     

芒果采摘机构的设计

我国的海南岛分布许多不同种类的芒果,由于各种品种的芒果结果高度不一,不利于现有的水果采摘机器芒果的采摘。笔者设计了一种可伸缩灵活多用的采摘机构,可用于芒果以及木瓜的采摘。该设计对传统采摘机构的集果装置进行了改进,采用滚轮式机架,利用伸缩式采摘杆通过调节其长度来实现对不同高度芒果的采摘。结果表明该设计不仅大大降低水果采摘过程中的水果擦伤率,并且可大幅降低果农的工作负荷,使采摘过程变得轻松。因此,设计的该采摘机结构简单,使用方便,能完成大部分品种的芒果、木瓜等水果的采摘工作,大大提高工作效率。     

一种振摇式红枣采收设备设计与仿真

根据新疆红枣采收困难的特点,设计一种振摇式红枣采收设备；本设备由可调摇杆、圆形网、束紧绳机构组成.工作原理是通过固定四个长杆提起圆形网式结构,用圆形网把整棵枣树枝干从上往下包住,松开长杆,圆形网自由下落,利用圆形网下端收拢机构收紧圆形网,并通过束紧机构固定在树干上,利用四根长杆带动圆形网摇动,圆形网带动树枝振动,使树上红枣落入网的底部,振摇结束,打开红枣漏枣口,通过漏枣口将红枣倒入框中,完成一颗树的红枣收获,并运用三维软件进行实体结构仿真.     

基于AMESim和Simcenter 3D的齿梳式油茶果采摘机联合仿真

为了检验齿梳式油茶果采摘机与液压系统的设计是否满足工作要求,运用AMESim和Simcenter 3D软件建立采摘机与液压系统的联合仿真模型,通过彼此的软件接口以AMESim为主要平台进行联合仿真,得到作为执行机构的3个液压缸的压力、流量、负载、速度、位移参数随时间变化的曲线图,并进行分析。结果表明,齿梳式油茶果采摘机可以正常工作,设计满足工作要求。     

一种刚柔混联欠驱动草莓采摘机械手设计

我国大面积种植草莓多采用垄作栽培方式,加之草莓果实不定期成熟的生长特点,使得人工采摘草莓劳动强度和作业量非常大,因此开发一种代替人工作业的草莓采摘机构成为亟待解决的问题。本研究针对温室内地垄式栽培草莓实现自动化低损采摘的需求,创新设计出多指式刚柔混联欠驱动草莓采摘机械手,并利用气动肌腱实现驱动。该机械手设置欠驱动关节,具有结构简单、低能耗的特点;同时在手指单元中加入柔顺构件,利用其柔性变形可减小采摘中对果实的损坏。通过动力学仿真分析结果表明,该机械手能够实现采摘中对草莓果实的抓取包络动作。     

手持式电动水果采摘机设计

针对果园采摘作业占有劳动力多,采摘效率低、机械化采摘困难等问题设计了一款操作简便且通用性强的手持式电动水果采摘机.该采摘机由切割刀片、刀片驱动电机、载果框、伸长杆、手柄、切割按键及控制器组成.采摘时,按动切割键,刀片驱动电机带动切割刀片旋转割断果柄,控制器同时检测刀片的起始位置和电机驱动电流,保护电机及控制器.该采摘机结构简单,成本低廉,能减轻劳动强度,能完成多种水果的采摘,提高了采摘效率.     

菠萝采摘机械手结构设计与试验

为解决菠萝采摘劳动强度大,效率低等问题,本研究基于菠萝的物性特征和生长特点,提出一种先抓取后掰断菠萝果柄的菠萝采摘方案,进而对机械手关键结构展开设计。在完成机械爪、拉杆部件和推杆部件结构尺寸设计和受力分析的基础上,探讨了各结构设计的合理性,并确定抓取菠萝的拉力和掰断菠萝果柄的推力分别为31.7 N和23.4 N,远小于成人手握力,满足设计要求。由田间试验结果表明:在单人操作采摘的情况下,机械手可实现抓取并掰断菠萝果柄的采摘动作,抓取成功率为100%,采摘成功率超过80%,平均采摘时间最短为13.5 s,验证了采摘方案可行性和机械结构设计的可靠性,研究结果为全自动菠萝采摘装备关键结构和动力参数设计提供参考依据。     

红枣去核机的设计与研发

[目的]实现红枣输送、定位、冲核和分离过程完全自动化,提高红枣去核加工工艺自动化水平。[方法]分析红枣去核生产工艺技术要求对关键技术构件进行革新设计,对主要技术参数进行计算与选择,最后给出一整套设计方案。[结果]根据红枣及其加工工艺特点增加了红枣存储机构,实现了红枣的存储及往输送带上输送;采用凸轮机构作为冲核杆的导向机构,减少了冲杆在刚进入导向机构时的冲击力,降低了红枣破损率。[结论]该机的设计实现了红枣去核工艺全自动化。该机具有结构紧凑、操作方便、生产效率高、破坏率低等特点。     

基于SA-PSO算法采摘机械臂参数优化

当前油茶果的采摘方式为人工采摘,采摘方式落后,采摘效率低,导致生产成本高,严重制约油茶产业的健康发展。为解决这一问题,实现油茶果机械化和自动化采摘,设计了一款振动式油茶果采摘机。油茶果采摘机工作过程中采摘机械臂的结构尺寸将会限制其工作的范围。为确保采摘机能高效率的采摘油茶果,对采摘机械臂进行参数优化,寻找最优参数。结合实地考察的结果,确定优化设计的变量为举升液压缸行程Sj、伸缩液压缸行程Ss、俯仰液压缸行程Sf,建立目标函数,确定约束条件。基于SA-PSO算法,对油茶果采摘机械臂进行结构参数优化,得到最优参数解:举升液压缸行程为Sj=154mm,伸缩液压缸行程为Ss=320mm,俯仰液压缸形成为Sf=166mm,为采摘机的优化设计了提供了理论数据支持。     

手自一体式山核桃采摘机的设计与试验

为提高山核桃采摘效率,降低采摘成本,针对目前我国山核桃高空作业机械化程度低等特点,设计并研制了一款手自一体式山核桃采摘机。文章阐述了该机关键部件的设计,并对偏心轮机构进行数学建模与分析计算。应用ANSYS对果树进行自由模态响应分析,初步确定山核桃树采摘的频率范围为7~20 Hz。根据山核桃采摘试验,结果表明:振动频率对果树的采摘率具有显著影响(P=0.05),果实采摘率随振动频率的增大而增大,当振动频率为22 Hz时,采摘率为95.1%;为了提高采摘率且尽可能减小芽枝和果树的损伤,建议控制采收频率为16~18 Hz,此时果实的平均采摘率为83.9%~88.0%。未采摘的果实通过人工或机械二次采摘。     

菠萝自动采摘机的结构设计

提出了对菠萝实现自动采摘的总体结构方案,主要由机架部分、采摘部分、刀具升降部分、动力传动部分、果实输送部分等组成,并对各部分结构设计作了进一步阐述。为便于进行结构上的干涉检查以及动力学特性研究,建立了基于SolidWorks的菠萝采摘机主体结构三维模型,主要研究了导果槽细部结构对采摘后菠萝运动轨迹的影响规律,优化了导果槽的结构参数。     

振动式蓝莓采摘机对果实收获的影响试验

以‘蓝丰’蓝莓为研究对象,建立了蓝莓果实振动模型和果树振动系统模型。以蓝莓与母枝的结合力作为采摘力对模型求解,确定果实适宜收获的振动频率约为24 rad/s时,可提高采摘效率,降低青果脱落率。利用该振动频率,使用东北林业大学自主研发的GYL062型牵引振动式蓝莓采摘机在蓝莓集中成熟的季节进行采摘试验,得到适宜振动频率下机械采摘的工作效率为7.17 kg/min,是人工采摘效率的10倍,青果脱落率约为5.6%,果实损伤率约为8.0%,树枝总体损伤率约为30%。     

基于ADAMS啤酒花清选机振动分选装置的虚拟设计及仿真研究

基于ADAMS软件,提出了一种对啤酒花清选机振动分离装置进行虚拟设计的方法,建立了啤酒花清选机振动分选装置的模型,并进行了动态仿真分析.结果表明:振动板沿垂直方向的振幅逐渐减小,有利于花的滚落和叶片向上的抛离;振动板水平速度逐渐增大,有利于降低花的破损率以及提高叶片向前的抛离.在模型中添加了物料元及作用力,测试了物料元的运动轨迹、速度及加速度,结果表明该装置可分离酒花和叶片.     

一种新型油茶果摘果机研制及动态特性试验研究

为改善现有油茶果摘果机工作效率低以及需要人工辅助采摘等技术难点，设计了一种基于多连杆机构的油茶果采摘机，通过液压系统驱动执行机构进行往复运动，实现了振动式自动采摘油茶果。本研究首先介绍了基于多连杆机构的油茶果摘果机工作原理，确定了曲柄滑块机构关键部件的结构参数并完成了可调速液压系统设计。然后，开展了油茶果摘果机关键部位加速度和动态应力测试，评估了运动特性及强度指标。结果表明，整机能够正常运转，但是，滑块最大加速度为90 m·s^-2，上底盘最大应力为541 MPa，安全系数<1，需要开展优化设计。