手持冲击梳刷式油茶果采摘装置设计与试验 |
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引用本文: | 闫锋欣,李许杰,杨永霞,黄国庆,张玉,杨福增.手持冲击梳刷式油茶果采摘装置设计与试验[J].农业机械学报,2023,54(12):129-140. |
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作者姓名: | 闫锋欣 李许杰 杨永霞 黄国庆 张玉 杨福增 |
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作者单位: | 西北农林科技大学 |
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基金项目: | 国家重点研发计划项目(2019YFD1002401) |
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摘 要: | 针对丘陵山地油茶果人工采摘效率低、大型机械采收难且花苞损伤大等问题,设计了一种手持冲击梳刷式油茶果采摘装置,通过冲击指的碰撞作用和指间梳刷作用采摘油茶果,可有效降低花苞损伤率。以采摘装置质量最小化为目标,利用Ansys Workbench拓扑优化模块进行轻量化设计,机架减轻近30.59%;建立“冲击指-油茶果”碰撞模型和“主枝-细枝-茶果”三摆动力学模型,明确影响油茶果采摘效果的主要因素为油茶果的质量和压入变形量、冲击指质量和转速、枝条长度和质量;进而以冲击指转速和指间夹角、装置梳刷次数为试验因素,以采摘速率、采净率和花苞损伤率为评价指标,开展油茶果采摘试验并采用响应面分析法处理试验数据。结果表明,冲击指转速对采摘效果的影响最为显著,且当冲击指转速为409.8 r/min、指间夹角为4.1°、装置梳刷4.5次时,装置的采摘性能最佳;此时,油茶果采摘速率为43.67 kg/h、采净率为86.42%,花苞损伤率低于8.89%,满足高油茶果采净率和低花苞损伤率的工作要求。
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关 键 词: | 手持式 冲击梳刷 油茶果采摘装置 三摆动力学模型 拓扑优化 |
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