紅棗具有良好的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,在我國(guó)種植歷史久遠(yuǎn),品種豐富多樣,種植面積和產(chǎn)量均為世界第一。石河子大學(xué)自主研發(fā)了一種矮化密植紅棗收獲機(jī),其中激振裝置是整機(jī)的核心部件,為提高收獲機(jī)在田間作業(yè)時(shí)紅棗采凈率,本文對(duì)激振裝置的激振頻率、振幅和結(jié)構(gòu)等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,主要研究結(jié)果如下:(1)參考國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)資料,了解目前國(guó)內(nèi)外振動(dòng)式林果收獲機(jī)械的振動(dòng)激勵(lì)產(chǎn)生方式主要由偏心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)兩種,振動(dòng)收獲時(shí)激振頻率、振幅和激振力在果樹(shù)上的施力位置影響紅棗采凈率和損傷率;同時(shí)在此過(guò)程中學(xué)習(xí)并掌握振動(dòng)式林果收獲機(jī)械較為經(jīng)典的理論模型建立、軟件仿真分析和田間試驗(yàn)等研究方式與方法,為本論文研究奠定基礎(chǔ)。(2)通過(guò)調(diào)研選取適合矮化密植紅棗收獲機(jī)作業(yè)的棗園種植模式,測(cè)量三年生、五年生和八年生的棗樹(shù)樹(shù)高、樹(shù)冠直徑、主干高度和直徑等棗樹(shù)生長(zhǎng)形態(tài)特征參數(shù);結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、激振裝置結(jié)構(gòu)、工作原理和田間調(diào)研結(jié)果等,提出激振裝置參數(shù)優(yōu)化目標(biāo)及要求。(3)利用三維建模軟件Solid works分別建立三年生、五年生和八年生的棗樹(shù)三維模型,應(yīng)用ANSYS有限元仿真分析軟件對(duì)建立的棗樹(shù)模型進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析,得出紅棗振動(dòng)收獲最佳激振頻率范圍為12~18 Hz;選取一棵五年生的棗樹(shù)利用電動(dòng)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證,試驗(yàn)結(jié)果與棗樹(shù)三維模型ANASY仿真分析結(jié)果基本相一致,說(shuō)明棗樹(shù)模型ANSYS仿真分析所得結(jié)論可為本論文激振裝置的激振頻率參數(shù)選取提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。(4)根據(jù)激振裝置結(jié)構(gòu)組成和工作原理,建立曲柄滑塊激振機(jī)構(gòu)與棗樹(shù)振動(dòng)系統(tǒng)模型,求得系統(tǒng)振動(dòng)微分方程,結(jié)合棗樹(shù)三維模型ANSYS仿真分析結(jié)論及已知參考條件求得激振裝置振幅為50 mm,將振幅改進(jìn)后的激振裝置用三維建模軟件Solid works的建立模型并導(dǎo)入ADAMS軟件環(huán)境中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,結(jié)果顯示激振裝置機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)滿足要求。(5)對(duì)激振裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)和頻率參數(shù)利用田間試驗(yàn)的方式進(jìn)行優(yōu)化。調(diào)節(jié)激振裝置激振圓盤(pán)的不同安裝組數(shù)和不同安裝位置進(jìn)行田間試驗(yàn),記錄紅棗采凈率和損傷率數(shù)據(jù),并對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行不同組試驗(yàn)之間和同一組試驗(yàn)不同處理之間單因素方差分析、Duncan氏差異顯著性分析和回歸分析,結(jié)果顯示激振圓盤(pán)最佳安裝組數(shù)為三組,最佳激振頻率為10 Hz~15 Hz,此時(shí)紅棗收獲機(jī)紅棗采凈率為86.15%~92.27%,紅棗損傷率為2.03%~6.14%。
【學(xué)位單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S225.93
【部分圖文】：

紅棗（jujube）據(jù)史料記載在我國(guó)種植歷史久遠(yuǎn)，品種資源豐富多樣，全國(guó)除東北和青藏高原部分地區(qū)以外都有栽植，其種植面積和產(chǎn)量均居世界第一[1-2]。棗樹(shù)能生長(zhǎng)在旱澇、鹽堿、寒熱等多種環(huán)境下，栽植管理成本較低，大面積栽植棗樹(shù)能有效改善惡劣的自然環(huán)境，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和生態(tài)價(jià)值[3-5]。同時(shí)紅棗含有大量的維生素和人體必須的 18 多種氨基酸，具有補(bǔ)氣養(yǎng)血、健脾養(yǎng)胃等多種作用，藥用價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高[6-8]。新疆維吾爾自治區(qū)（以下簡(jiǎn)稱新疆）地處 34°15′—49°10′N、73°20′—96°25′E，屬于溫帶大陸性干旱氣候，具有日照時(shí)間長(zhǎng)、晝夜溫差大等特點(diǎn)[9-11]。相比國(guó)內(nèi)其他棗樹(shù)栽植地區(qū)，新疆地理位置和自然條件有較大優(yōu)勢(shì)，所產(chǎn)紅棗含糖量較高，口感甘甜無(wú)澀滯感[12]。在新疆自治區(qū)政府和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱兵團(tuán)）大力扶持下[13]，新疆紅棗種植面積不斷增大[14]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前紅棗種植面積已經(jīng)達(dá)到 780 萬(wàn)畝，位居全國(guó)第一位[15]。隨著新疆紅棗種植面積迅速增大、品質(zhì)不斷改進(jìn)和棗園栽植管理水平的提升，已初步形成我國(guó)最具發(fā)展前景的紅棗主產(chǎn)區(qū)[10]。為保證新疆紅棗產(chǎn)業(yè)健康有序的發(fā)展，需加快傳統(tǒng)人工管理方式向機(jī)械化管理方式的轉(zhuǎn)變，棗園管理應(yīng)大力推廣機(jī)械化作業(yè)。

率和振幅的激振力施加至收獲期的果樹(shù)樹(shù)干或樹(shù)的果實(shí)迫使其振動(dòng)獲得慣性力，果實(shí)慣性力大于集，完成收獲作業(yè)[20-21]。出研發(fā)的自走式矮化密植紅棗收獲機(jī)采用連續(xù)式滑塊機(jī)構(gòu)產(chǎn)生。關(guān)于連續(xù)式機(jī)械振動(dòng)林果收獲機(jī)究，結(jié)論顯示振動(dòng)頻率、振幅和激振力在果樹(shù)上實(shí)損傷率及果樹(shù)損傷程度等均有著很大影響[22-23]。動(dòng)林果收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀代，國(guó)外少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始進(jìn)行林果業(yè)機(jī)械化收獲術(shù)在國(guó)外已經(jīng)達(dá)到先進(jìn)水平，應(yīng)用范圍極廣，主、開(kāi)心果等林果[24]。由于全世界紅棗栽植地域主研究較少。arakumar 等人設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種用于芒果采收的曲柄進(jìn)行田間振動(dòng)收獲試驗(yàn)（如圖 1-2所示），結(jié)果表隨著振動(dòng)頻率的增加，芒果樹(shù)整體振動(dòng)幅度降低加而增大，為了達(dá)到較高芒果采凈率和較小果樹(shù)損

76～102 mm和 11～13 r/s 以內(nèi)，采凈率可達(dá) 80～實(shí)驗(yàn)室內(nèi)研究了振動(dòng)頻率和振幅參數(shù)對(duì)不同品種和率的影響。試驗(yàn)將振動(dòng)頻率和振幅范圍分別設(shè)置為，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)振動(dòng)頻率和振幅分別為 26.67 Hz 和等人在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)研究成熟柑桔收獲最佳激振頻圍（如圖 1-3 所示）。試驗(yàn)結(jié)果表明頻率范圍在 1振動(dòng)采收，其中第一組振動(dòng)頻率范圍 1.5～2.5 Hz 90%以上的柑桔；第二組頻率范圍 4.5～5 Hz 成功區(qū)組頻率范圍7～8Hz振動(dòng)傳遞效果較差，傳遞分布
【參考文獻(xiàn)】

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3 周麗;王長(zhǎng)柱;李新崗;;新疆現(xiàn)代紅棗栽培模式研究[J];西北林學(xué)院學(xué)報(bào);2015年02期

4 喬園園;牛長(zhǎng)河;孟詳金;劉向東;楊會(huì)民;孫小麗;湯智輝;王學(xué)農(nóng);;牽引式林果振動(dòng)采收機(jī)的設(shè)計(jì)與田間試驗(yàn)[J];新疆農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年03期

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9 張琦;白團(tuán)輝;吳翠云;王合理;劉家材;黨學(xué)敏;;紅棗直播建園不同樹(shù)形產(chǎn)量與品質(zhì)調(diào)查研究[J];北方園藝;2013年14期

10 王海濱;郭艷玲;鮑玉冬;耿雷;;振動(dòng)式藍(lán)莓采摘的機(jī)理分析與仿真[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年12期

本文編號(hào)：2864806