杏果实振动采收速度规律的研究

研究了杏果实在振动采收过程的运动规律、果实振动脱落时的速度变化规律。运用果树振动装置进行了杏果实振动采收试验,借助高速摄像仪对振动采收过程进行了跟踪拍摄,通过Phantom软件对图像进行捕捉、跟踪、分析和计算。结果发现:杏果实完全脱落前6~10 ms时刻,由于惯性力的作用使得果柄沿径向出现裂痕,表现出脱落的迹象;杏果实与枝干的相对瞬时速度出现峰值,果柄横截面出现裂纹,发生断裂。应用高速摄像技术对振动落果时的速度进行研究,可以较好地反映落果的运动规律,直观地了解整个落果过程。     

受迫振动下杏果实树枝能量传递初探

【目的】研究果树在外激励载荷作用下树枝能量的传递过程,揭示振动采收果实的落果机理,为机械振动式采收技术的应用提供理论依据。【方法】由机械式激振器为果实树枝提供振源进行振动采收,通过高速摄像仪对整个采收过程进行记录,再用高速摄像仪的Phantom控制软件对整个试验过程进行详细的分析研究,获得树枝能量传递的一般规律。【结果】果实距离树枝分叉近的地方先脱落;各采样点以距离激振源远近依次达到能量的最大值且峰值依次降低,能量峰值大约损失了15%;树枝Ⅰ与主枝的夹角为42°时获得的峰值动能较树枝Ⅱ与主枝的夹角为80°的峰值动能大40%,且角度小果实也先脱落。【结论】能量以能量波的模式在树枝中传递,在传递过程中具有滞后性和能量的损失;果枝粗细对动能的传递有较大影响,细枝上的果实脱落所需时间较长;树枝与树干的夹角越小,各采样点在摆动方向获得的动能越大,越有利于果实脱落。     

果树力学性能的试验研究

研究果树的力学性能可为振动式果品采收机的设计提供必要的理论依据。本研究通过阻尼振动试验得到果树振动曲线,分析研究曲线的对数衰减率、树木的阻尼系数以及振动规律;借助于电子万能材料试验机测得载荷－位移曲线图,求得果树在不同直径下的弯曲弹性模量和刚度。结果显示：当果树的平均含水率为31．25％,果树的直径从16 mm增加到37 mm 时,果树的阻尼系数从164 m／N 增加到2379 m／N,弯曲弹性模量从5．7 GPa 增加到18．4 GPa,刚度值从230 N／mm增加到734 N／mm,树干阻尼振动周期为0．3 s。结果表明,随着果树直径的减小,即沿着树木高度方向,阻尼逐渐减小,振动幅度逐渐增大,弹性模量逐渐减小,果树的刚度变小;在果树的近地端,树木材质偏向于线弹性材料,在远地端,偏向于柔性材料。