基于TRIZ理论的圆柱波浪型刺梨采摘机设计与试验

为解决目前刺梨机械化采摘过程中损伤大、稳定性差、采摘效率受成熟度影响的问题,设计一种适应于山区作业环境的采摘机构。基于TRIZ理论对已设计出的耙型刺梨采摘机构进行功能组件系统分析,定位有害功能和过度功能,围绕采摘效率、运行稳定性、适应性三个指标,应用TRIZ理论标准解确定发明原理,再通过物场模型寻找问题的解决方案,设计圆柱波浪型采摘结构。应用ADAMS软件进行模拟仿真,验证设计的可行性,通过三个单体组合的背负式刺梨采摘机田间试验,结果表明:刺梨采净率为96.05%;采净率受到刺梨果成熟度影响不大;破损率为0.66%;采摘效率为11.22 kg/min,此设计可有效保证刺梨机械化采摘作业的有效性和可靠性,为新型高效低损采收机研究提供重要参考。

基于TRIZ和AD理论的刺梨采摘机设计研究

目前,刺梨生产采摘环节还没有刺梨采摘机。为此,围绕刺梨采摘机构设计问题,利用TRIZ理论的屏幕分析法对刺梨采摘进行系统分析,从中发现解决问题的竹耙方案原型,并对竹耙的工作原理进行分析,进行衍生迭代设计,提出了耙型结构采摘机的初步方案。应用AD公理设计理论对初步方案的采摘机制和保护机制进行分析,建立了设计方程,判断设计方程的耦合性。最后,利用TRIZ理论的物场模型进行解耦,让设计方程符合公理设计的独立性原则,从而保证了刺梨采摘机械结构设计的可靠性和可行性。

一种便捷的刺梨采摘机械设计

针对一些难以使用常规方法进行采摘的刺梨,课题组设计了一款单杆可伸缩的刺梨采摘器。该采摘器可通过调节杆的长度实现对刺梨的远距离采摘,杆旁设置固定塑料收集器,以实现对刺梨的收集。采摘器由采摘头、可伸缩杆及塑料收集管组成,其工作流程为采摘工人手持刺梨采摘器,调节杆长至合适位置,再将刀片对准刺梨,通过手柄处按键控制刀片剪切刺梨茎,随后刺梨顺着塑料管进入收集器,完成采摘。仿真结果表明,该装置能够有效提高采摘效率,在刺梨产业生产链中发挥了重要作用。