基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构研究

为进一步提高果品振动采收效率,降低振动损伤,针对振动式果品采收机构的工作方式,提出了理想果树激振形式假设,并通过ANSYS软件仿真研究不同形式位移载荷对果树模型的影响。根据仿真结果,设计了基于外旋轮线轨迹的果品振动采收机构,分析了该机构的结构特点和工作原理,并建立其运动学模型,推导了机构振幅和加速度方程。在满足激振振幅和加速度的前提下,采用'参数导引'优化方法对外旋轮线机构进行尺寸优化。根据仿真结果与理论分析,加工试验样机,利用高速摄影系统捕捉样机的实际运动轨迹,并与理论轨迹、虚拟仿真轨迹对比,从而验证了外旋轮线机构设计的准确性。进行室内活立木动力学响应试验,并统计各测试点的最大合成加速度平均值和标准差,由此验证了外旋轮线机构可实现对果树的有效激振。

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。