背负式林果采摘机的人机工程学评价

为了研究背负式林果采摘机的人机工程学特性, 通过林果采摘手臂疲劳实验, 建立了基于表面肌电信号的上肢肱二头肌疲劳评价模型, 并结合心率测试对比分析背负式林果采摘机和手持式采摘机的手臂疲劳特性。结果表明:操作背负式林果采摘机心率增加比小于手持式采摘机; 同时手臂疲劳程度也小于手持式采摘机。背负式林果采摘机较手持式采摘机更加省力, 能够有效地缓解肌肉疲劳。      

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。     

滚筒梳剪式荔枝采摘机齿形板的力学仿真分析

为了提高荔枝采摘效率,减轻劳动强度,降低生产成本,研发了一种滚筒梳剪式荔枝采摘机。根据荔枝果实尺寸和枝条物理特性,对采摘机的关键部件齿形板的结构进行了优化。基于ANSYS有限元分析平台对齿形板在剪切过程中刚度和应力变化进行仿真分析,结果表明：齿形板总位移由面板末端到齿顶逐渐增大,在齿顶附近达到最大值2.324 mm;齿形板齿面区域为低应力区且应力分布较均匀,安全系数为4.23;齿形板下端面螺栓连接处的附近等效应力最大,约为436.84 MPa。仿真数据验证了齿形板结构设计的可靠性,并为其局部结构的进一步优化提供了依据。     

荔枝单果采摘机设计

为实现荔枝单果采摘机械化,对其单果采摘机进行了设计。阐述了采摘机的各部件设计原理,确定各部件结构,并对主要受力部位进行了有限元分析,分析结果表明,伸缩杆的最大应力11.65MPa远小于屈服极限325MPa,最大合位移仅约为杆长的0.12%,伸缩杆的刚度满足工作要求。     

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。     

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。     

冬枣采摘机的设计

冬枣是我国特有的名优果品,在天津市,冬枣的种植面积大约在15万亩左右,由于冬枣是典型的晚熟鲜食品种,所以脆熟期是其采收的最佳时期,冬枣采摘机就是根据冬枣的生长情况及冬枣的性状特征,基于机械理论的基本知识,设计出适于冬枣的采摘机具,提高了工作效率。本文主要介绍了冬枣采摘机的设计。     

钙果收获装置的设计及有限元分析

[目的]为了探寻钙果的最佳采摘方式,并对不同形状采摘梳齿造成的钙果挤压损伤进行对比。[方法]利用运动学分析方法获得落果装置与集果装置的运动学关系,再利用ANSYS有限元仿真获得钙果的极限应力及钙果在不同形状梳齿挤压下的应力分布。[结果]同一个梳齿轴截面布置2个梳齿最为合理,并得到了集果装置位置相对于梳齿轴转动角度的时序图。仿真结果表明,钙果与三角形截面梳齿挤压接触产生的应力最小,其最大应力0.21MPa,而钙果破碎时大部分区域的应力超过0.4 MPa,最大应力达0.82 MPa。[结论]三角形是最合理的梳齿截面,整个收获装置满足设计要求。研究结果为连续型钙果收获装置的设计提供了一定的参考。     

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。     

仿生无损吸取式苹果采摘装置的设计与试验

为解决苹果在采摘过程中机械化程度低的问题,根据人手采摘苹果的机理,借鉴章鱼吸盘吸附猎物的方法,研制一种仿生无损吸取式苹果采摘装置。该装置主要由气吸式末端执行器、摆位支撑机构、送果机构、实时在线采摘监控系统以及计重系统等组成。对采摘装置的关键部件进行有限元静力学强度分析和动力学模态分析,以确保设计方案的合理性。模拟采摘和吸取损伤试验结果表明:1)该苹果采摘装置可以采摘3 m高度以下,直径60～90 mm、果梗直径3.3～4.8 mm的苹果。2)该苹果采摘装置采用3关节万向节的气吸式末端执行器便于调整转动,在苹果采摘过程中可以调整末端执行器的采摘位姿与果实的生长姿态保持一致,并避开树叶、树枝造成的障碍,从而以最优位置和最佳角度实现采摘。3)对同一批次大小、质量相近,表面完好的30个苹果进行吸取损伤试验,吸盘吸力不会对苹果表皮造成损伤;对放置了7 d的试验苹果削皮处理后也未发现其内部果肉组织有损伤情况。     

茶叶3种采摘方式的效益比较

为探索茶叶不同采摘方式的效益,在遵义市湄潭县东南茶场连片茶园进行了单人采茶机采、双人采茶机采、手工采3种采摘方式的对比试验.结果表明,贵州茶区春茶以手工采摘独芽效益最高,夏秋季采摘效率及单位面积茶园经济效益从高到低依次为双人采茶机采>单人采茶机采>手工采.表明,贵州茶区夏秋季茶适宜双人采茶机采摘.     

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。     

基于图像信息的茶叶二维采摘坐标的提取

茶叶嫩芽识别是实现智能采摘的前提,茶叶识别之后采摘位置参数的提取也是实现智能采摘的关键所在。文章首先分析了机械采茶的整体实现方案,并论证了由茶叶图像获取二维采摘位置的可行性。然后针对图像处理后获取的茶叶嫩芽的二值图像,根据图像中每株嫩芽的外形轮廓去提取最小外接矩形,并标记该矩形的中心点,以该点作为采摘坐标点。得到了茶叶采摘的二维位置参数,为后续茶叶的智能采摘提供依据。     

水果中型采摘器的机械结构设计与分析

目前,水果采摘多为人工作业,约占整个产业工作量的40%,人工成本过大,同时存在安全隐患。设计了一种水果中型采摘器,该采摘装置利用平台电机带动轮胎移动,抓手通过电机带动其旋转进行抓取。通过有限元分析零件力学结构的强度以及合理性,得出了可行的通道掉落式水果采摘装置设计方案。该设计符合相关规范、合理可行、操作简便、成本较低,有效降低了水果采摘的危险性,为实现辅助果农进行平地水果采摘奠定基础,并对降低果农劳动强度、保证果品及时采收、提升果品质量等具有非常重要的意义。     

椰果采摘机的电液比例控制系统设计

针对采用普通压力阀多级压力控制系统的椰果采摘机的操作复杂、自由度低、定位模糊和椰果损伤率较高等缺点,设计了一种采用电液比例控制系统的椰果采摘机。同时为了降低生产成本、便于操作,采用了计算机数字程序与电液比例调速阀进行开环控制。该机能够准确可靠地完成椰果采摘作业的各种动作,其动作稳定性好,定位准确,可达到较理想的操作效果。     

基于太阳能辅助人工采摘草莓装置设计

草莓是一种具有较高营养价值和经济价值的水果,在我国有非常大的种植面积。然而,目前草莓采摘主要靠人工完成,任务繁重,效率较低。再加上草莓属于浆果,水分含量很高,采摘时极易损坏。本文以辅助人工采摘草莓的装置为研究对象,设计出一款利用太阳能作为动力、便于携带、高效、高果实完整率采摘的基于太阳能辅助人工采摘草莓装置,极大减轻了采摘工人的劳动强度,提高了果实的完整度,节约了能源,为广大草莓种植户提供了很好的草莓采摘辅助,在现代农业应用上有很好的发展前景。     

基于太阳能辅助人工采摘草莓装置

草莓是一种具有较高营养价值和经济价值的水果,因而在人群中广受欢迎,草莓种植业也繁荣起来。我国有相当大的草莓种植面积,然而目前,草莓的采摘主要靠人工完成,任务繁重,效率较低。再加上草莓属于浆果,水分含量很高,采摘时极易损坏。文章以辅助人工采摘草莓的装置为研究对象,设计出一款利用太阳能作为动力,便于携带,高效高果实完整率采摘的基于太阳能辅助人工采摘草莓装置。大大减轻了采摘工人的劳动强度,提高了果实的完整度,节约了能源。为广大草莓种植户提供了很好的草莓采摘辅助,在现代农业应用上有很好的发展前景。     

花椒采摘机的选用与发展思路探究

针对当前国内花椒采用传统手工收获,严重影响了椒农的经济收益和产业发展的现状,文章梳理了国内三类花椒采摘机的工作原理和应用特点,包括自带动力和收集装置的全自动花椒采摘机,蓄电池带动无收集装置的半自动式和手动式花椒采摘机,研究表明,全自动式适合于道路条件良好的平、川地大面积收获;半自动式适用于山坡、丘陵和河沟等道路崎岖且能铺设收集料斗的地方;手动式应用于经济水平较低的山区小面积花椒收获。给广大椒农对花椒收获机的选择指明了方向。最后,为花椒收获机的进一步发展提供了几点思路,以供参考。     

基于BP-Adaboost算法的棉花采摘机预维修方法研究

[目的]尽早检测出棉花采摘机可能发生的故障,减少大型故障造成的巨大损失。[方法]提出了一种基于BPAdaboost算法的预维修方法用于检测棉花采摘机故障情况。首先采集棉花采摘机8个核心部件的工况参数信息作为故障特征参数,然后将故障特征参数作为BP神经网络的输入值,构造BP神经网络弱预测器,最后通过多个BP神经网络弱预测器构建Adaboost强预测器模型。[结果]用采集到的棉花采摘机实际工况数据验证Adaboost强预测器模型的性能,模型预测准确率达94.7%。[结论]该算法可以有效地对棉花采摘机的故障进行预测,而且与BP神经网络弱预测器相比,性能更好。     

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％.