高酸苹果振动式采摘机设计与试验

作     者：尚书旗 李成鹏 何晓宁 王东伟 王海清 杨帅 SHANG Shuqi;LI Chengpeng;HE Xiaoning;WANG Dongwei;WANG Haiqing;YANG Shuai

作者机构：青岛农业大学机电工程学院青岛266109 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2023年第54卷第3期

页      面：115-125,168页

核心收录：

学科分类：0828[工学-农业工程] 08[工学] 

基　　金：山东省农业重大应用技术创新项目(SD2019NJ001) 

主　　题：高酸苹果 振动采收 液压控制 单摆模型 

摘      要：为解决高酸苹果收获过程中的效率低、果实摘净率低、损伤率高等问题,根据我国青岛地区高酸苹果实际收获需要,设计了一种液压控制的高酸苹果振动式采摘机。基于振动式采摘机工作原理,完成振动采摘装置、激振装置、液压控制系统的结构设计,计算分析夹持钳对树干的夹持力为7 254 N,夹持钳夹持高度范围为12~103 cm。建立高酸苹果果实-树枝单摆动力学模型,分析果实脱落条件,得到果实振动微分方程,确定振动频率、振幅、夹持高度为采摘效果主要影响因素;利用ANSYS软件对果树模型进行自由模态响应与谐响应仿真分析,结果表明:振动频率9~12 Hz、振幅1~2 cm、夹持高度40~70 cm时,三级、最次级树枝位移最明显。为确定采摘机最优工作参数,进行三因素三水平组合田间试验,得到果实摘净率、果实损伤率的回归模型,利用Design-Expert软件对试验数据和回归模型响应曲面进行分析优化,当振动频率为10.0 Hz、振幅为1.6 cm、夹持高度为58.7 cm时,果实摘净率为95.9%、果实损伤率为1.3%,满足高酸苹果采收的质量要求。