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。     

油茶果采摘装置关键部件的设计与试验

为解决目前我国油茶果采摘效率低,劳动强度大,采摘成本高等问题,设计了一款油茶果采摘装置,并对其关键部件进行了详细设计.通过建立油茶果采摘力学模型和求解,得到影响油茶果的采摘因素.运用ADAMS仿真分析得到激振器最大输出加速度为124.7 m·s-2,激振器产生的最大惯性力为10.03 kN;结合油荼果采柄分离力试验结果,确定了采摘装置参数设计的合理性.正交试验表明:影响油荼果采摘率主次因素依次为激振频率、激振时间和激振幅值;影响花苞损伤率主次因素依次为激振频率、激振幅值和激振时间.采用综合评分法得到了油茶果采摘最佳参数组合,即激振时间为10s、激振频率为15 Hz、激振幅值为150 mm时,此时油茶果的采摘率为85.36％,花苞损伤率为14.35％.     

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。     

油茶果采摘机冲击组件的设计与仿真

【目的】设计冲击式油茶果采摘机及冲击组件,采用数值模拟方法研究油茶果采摘过程,为油茶果采摘设备的研发提供依据。【方法】测量油茶果和花苞的物理特征参数,利用Creo软件对冲击式油茶果采摘机进行整机及冲击组件设计,通过Abaqus软件分别建立油茶果-果柄-果枝和花苞-花枝动力学模型,以油茶果和花苞的应力与形变量作为试验指标,仿真分析有套筒和无套筒冲击组件在机械采摘过程中对油茶果和花苞损伤的影响。【结果】在采摘作业中,有套筒和无套筒冲击组件使油茶果脱落的最大临界转速分别为399和372 r/min,最大应力分别为36.87和51.34 MPa,最大形变量分别为0.73和1.04 mm;花苞所受最大应力分别为0.86和1.34 MPa,最大形变量分别为0.86和1.74 mm。增设套筒的冲击组件使油茶果最大应力与最大形变量分别减少了28.2%和29.8%,使花苞最大应力与最大形变量分别减少了35.8%和50.6%。【结论】所设计的冲击式油茶果采摘机可有效降低油茶果和花苞损伤。     

油茶品种及采摘时间对出油率的影响研究

[目的]研究油茶不同品种、采摘时间与出油率的关系。[方法]在各个林班采摘下来的鲜果中,红果果实、青果果实分别按品种、大小挑选果实,研究不同品种、采摘时间与出油率的关系。[结果]在油茶挂果初期,品种和采摘时间与出油率有较大关系。油茶采收时间越早出油率越低。[结论]该结果可为油茶出油率与品种、采摘时间关系试验研究提供参考。     

油茶采摘何时宜

油茶丰产要丰收,适时采摘是关键。“七胀球,八胀油”。“没过霜降节,油在树上歇”。“霜降节后多一日,茶油上树多一滴”。这些谚语足以说明,油茶果的油分转化和积累是从8月上旬开始,并逐渐进行到霜降前后才基本使果仁达到充分成熟。所以到霜降期间油茶果的油脂含量才达到最高值     

便携式枸杞采摘机采摘性能研究

探讨了采摘机采摘对枸杞树体生长的影响,阐述了影响采摘机采摘效果的栽培及生理因素等.     

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.     

苹果自动采摘机的设计

针对传统采摘作业中劳动强度大,人员雇佣多等问题,研制了一款新型采摘机,由四轮驱动移动平台、柔性辅助机械臂及新型采摘机构组成。文章阐述了该机器的整体方案和工作原理,为苹果采摘机的应用与推广提供设计参考。     

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。     

香蕉采摘机械的研究现状与发展趋势

采取文献综述与经验总结相结合的方法,对国内外香蕉采摘机械的现状进行研究;从香蕉采摘机械手与自动化采摘机械2个方面对文献知识进行梳理与归纳。结果表明:1)国内外出现众多的香蕉采摘机械手,包括采摘机械夹持装置、支撑装置、切割装置等,可以实现替代人工,降低果实损伤的目的。2)目前集采摘、运动于一体的自动化香蕉采摘机械,极大的提高了香蕉采摘的效率,促进香蕉产业快速发展。3)多功能、智能化香蕉采摘机械仍然是当前香蕉采摘机械的研究重点。针对香蕉采摘机械发展过程中存在的不足,提出如下的发展方向:深入研究香蕉采摘机械的行走装置,实现快速运动与灵活转向;在当前自动化采摘机械的基础之上,全面研究香蕉果实视觉识别系统与计算机决策系统;进一步研究移动小车与机械臂,增强香蕉采摘机械的抗倾覆能力;香蕉采摘、落梳与包装一体机或可更换机械手的多功能化果实采摘机是未来香蕉采摘机械的研究热点。     

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。     

机采特等茶青下树率试验初报

为了探索现行成熟采茶机采摘一芽一叶及其以上嫩度的特等茶青的采摘效果,针对不同茶树品种,利用单人采荼机在不同试验茶园中进行了以特等茶青为采摘目标的机采试验。结果表明：在现行茶园的基础上,特等茶青下树率可以高达34．40％,其中独芽下树率为9．09％,一芽一叶初展下树率为7．28％,一芽一叶开展下树率为18．03％,充分说明结合机采特等茶青新型加工工艺技术,利用现行成熟采茶机采摘特等茶青是完全可行的。     

全液压振动式红枣采摘设备的设计和研究

红枣采摘作业是林果业生产中非常重要的环节。红枣采摘机械的使用可以解决人工采摘红枣时所出现的劳动强度大、效率低、成本高等不足。将液压技术应用到红枣采摘机械设备中,可使设备具有传递功率大、结构简单、传动平稳等优点。设计出一种全液压振动式红枣采摘设备,依靠液压系统驱动偏心装置使其产生振动来完成红枣的采摘,该设备结构简单、设计合理、操作方便,可为同类型林果类采摘设备的设计和研发提供一定的参考价值。     

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%。     

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。     

旋转剪刀式荔枝采摘机采摘机理分析与结构设计

为减少荔枝采摘的劳动强度,结合荔枝果实分布特点及保鲜特性,对荔枝采摘机理进行了分析,并设计一种旋转剪刀式荔枝采摘机。在总体设计的基础上,对剪切部件中切割刀片的结构进行了优化。分析采摘过程中切割刀片的受力情况,结果显示安装座传递至切割刀片的转矩为238.75Nm,枝条对切割刀片的最大反向作用力为3851N,切割刀片在剪切过程中受到的最大切应力为23.02Mpa,由此得出切割刀片的安全系数为8.99。分析结果验证了切割刀片结构设计的可靠性和采摘机理的可行性,为其结构的进一步优化及采摘机理的研究提供了依据。