蘋果多工位低損收獲系統(tǒng)仿真研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-02 11:05
果園多工位收獲系統(tǒng)主要應(yīng)用于現(xiàn)代矮砧密植蘋果園,輔助采摘者完成蘋果的自動(dòng)收集輸送和自動(dòng)裝箱作業(yè)。針對(duì)收獲系統(tǒng)在蘋果輸送裝箱過程中果實(shí)碰撞風(fēng)險(xiǎn)高、損傷大等關(guān)鍵問題,研究蘋果多工位采摘、多級(jí)輸送和自動(dòng)裝箱機(jī)理,求解蘋果低損收獲動(dòng)力學(xué)參數(shù)十分必要。通過綜述分析國(guó)內(nèi)外果園收獲機(jī)械研究現(xiàn)狀,實(shí)地調(diào)研現(xiàn)代矮砧密植蘋果園果樹栽培特征,基于人機(jī)工程學(xué)原理和蘋果碰撞損傷機(jī)理,利用Inventor軟件建立了“兩側(cè)、三高度、六工位”的收獲系統(tǒng)數(shù)字樣機(jī),對(duì)主輸送裝置支撐結(jié)構(gòu)、果箱旋轉(zhuǎn)承載盤、U型支撐架等關(guān)鍵部件進(jìn)行了有限元分析,確保其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足工作要求,搭建了樣機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架,為仿真試驗(yàn)對(duì)標(biāo)和驗(yàn)證提供基礎(chǔ)。通過子-主輸送系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn)可知,子輸送帶速度小于等于0.060 m/s時(shí),蘋果表面無(wú)碰撞損傷,利用ADAMS軟件建立了子-主輸送系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明:蘋果側(cè)置于輸送帶時(shí),蘋果間碰撞力最大;當(dāng)?shù)、中及高工位子輸送帶速度范圍分別為0.018~0.040 m/s、0.018~0.040 m/s及0.018~0.035 m/s時(shí),蘋果處于無(wú)損輸送狀態(tài)。此條件下進(jìn)行子-主輸送系統(tǒng)臺(tái)架試驗(yàn),結(jié)果顯示蘋...
【文章來(lái)源】:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1_12蘋果收獲機(jī)器人?圖M3蘋果自動(dòng)采摘機(jī)器人??Fig.?1-12?Apple?harvesting?robot?I'ig.?1-13?Apple?automatic?picking?robot??
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?河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位(畢業(yè))論文???2蘋果多工位采收與輸送原理分析??2.1蘋果矮砧密植特征??我國(guó)傳統(tǒng)蘋果園(圖2-1)內(nèi)栽植的多為喬化果樹,雖然果樹的行距和株距較大,??但因其側(cè)枝長(zhǎng)且數(shù)量多導(dǎo)致單棵果樹冠幅大,不僅造成果樹覆蓋面積大、蘋果掛果位??置雜亂和果園郁閉等果樹生長(zhǎng)問題,而且導(dǎo)致行間可通過間距孝果園工人各項(xiàng)作業(yè)??不便和大型果園機(jī)械無(wú)法通過等生產(chǎn)作業(yè)問題[43];趩袒麍@研發(fā)蘋果收獲機(jī)械比??較困難,其收獲作業(yè)的機(jī)械化難以實(shí)現(xiàn),果實(shí)收獲作業(yè)完全由人工完成,采摘效率低、??勞動(dòng)強(qiáng)度大[44]。??為了方便果園工人進(jìn)行各項(xiàng)生產(chǎn)作業(yè)并創(chuàng)造果園機(jī)械的作業(yè)條件,園藝研宄者經(jīng)??過多年的研宄與實(shí)踐,應(yīng)用矮化砧木和配套的整形修剪技術(shù)將果樹的樹體和冠幅分別??進(jìn)行矮化和縮小,探索出現(xiàn)代化蘋果園矮砧密植栽植模式(圖2-2),為果園機(jī)械的??研發(fā)應(yīng)用提供了農(nóng)藝基礎(chǔ)[45]。與喬化果樹相比,矮化蘋果樹的樹體變瘦,主干粗壯且??直,掛果側(cè)枝細(xì)、多、短且直接生長(zhǎng)于主干上,不僅保證了掛果數(shù)量、利于蘋果的生??長(zhǎng)與采光,也便于工人進(jìn)行剪枝整形、疏花疏果和采摘等作業(yè),側(cè)枝變短使果樹冠幅??變小,園區(qū)可通過行距變寬,為果園機(jī)械的作業(yè)創(chuàng)造了條件[46]。圖2-2所示為現(xiàn)代化??矮砧密植型果園的栽植模式,通常果樹株距為0.8?1.5?m,行距為3.5?4.0?m[47]。??圖2-1傳統(tǒng)喬化蘋果園?圖2-2現(xiàn)代矮砧密植果園??Fig.2-1?Traditional?Joe-ization?apple?orchard?Fig.2-2?Modern?dwarf?rootstock?and?dense?planting?orchard
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)果園生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 秦喜田,劉學(xué)峰,任冬梅,張德學(xué). 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2019(S1)
[2]2017年我國(guó)主要水果生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析[J]. 張放. 中國(guó)果業(yè)信息. 2019(10)
[3]蘋果矮化密植栽培技術(shù)要點(diǎn)[J]. 劉佳. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù). 2019(26)
[4]蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器恒力柔順機(jī)構(gòu)研制[J]. 苗玉彬,鄭家豐. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(10)
[5]北方林果機(jī)械化采收技術(shù)研究及進(jìn)展(以蘋果為主)[J]. 張宏偉. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備. 2019(03)
[6]3GP-160自走式果園作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 何建華,楊欣,王鵬飛,劉俊峰. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(16)
[7]淺析果實(shí)采收裝備技術(shù)進(jìn)展[J]. 范曉文,李建平,王鵬飛,楊欣. 南方農(nóng)機(jī). 2018(15)
[8]2017/2018年世界蘋果、梨、葡萄、桃及櫻桃產(chǎn)量、市場(chǎng)與貿(mào)易情況[J]. 孫平平,王文輝. 中國(guó)果樹. 2018(02)
[9]蘋果臨界跌落高度和損傷脆值的試驗(yàn)研究[J]. 孔真. 包裝工程. 2017(11)
[10]基于離散單元分析與物場(chǎng)分析的盆花移栽手爪優(yōu)化[J]. 高國(guó)華,馬帥. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
碩士論文
[1]“三優(yōu)”蘋果矮砧密植栽培模式的經(jīng)濟(jì)效益分析[D]. 耿艷先.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]果園采摘平臺(tái)傳送裝箱系統(tǒng)研究[D]. 楊貞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]牽引式果園采摘作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究[D]. 王亞龍.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[4]2CM-2馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的研制與試驗(yàn)[D]. 朱利元.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[5]現(xiàn)代化蘋果園的技術(shù)構(gòu)成與效益分析[D]. 趙鵬飛.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[6]基于近紅外光譜便攜式水果糖度無(wú)損檢測(cè)裝置模塊化設(shè)計(jì)[D]. 周延睿.華東交通大學(xué) 2014
本文編號(hào):3115160
【文章來(lái)源】:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1_12蘋果收獲機(jī)器人?圖M3蘋果自動(dòng)采摘機(jī)器人??Fig.?1-12?Apple?harvesting?robot?I'ig.?1-13?Apple?automatic?picking?robot??
??蘋果多工位低損收獲系統(tǒng)仿真研究???仿真分析,確定其較優(yōu)的作業(yè)參數(shù)。然后通過試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行蘋果實(shí)際輸送裝箱試驗(yàn),??以驗(yàn)證仿真結(jié)果是否可靠,最終獲得蘋果多工位低損收獲系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)和動(dòng)力??學(xué)參數(shù)。??^果園收獲機(jī)械 ̄?|矮砧密植果園 ̄?|果園收獲作??國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀?果樹栽植特征?實(shí)地調(diào)研??I?I?I???^???確定蘋果收獲方案??^ ̄ ̄???人機(jī)工程字原埋H繼聽ggf?|?蘋麵■機(jī)理|??-?I??Inventor^#?收獲系統(tǒng)零部^設(shè)計(jì)、建模I??r?|機(jī)械設(shè)計(jì)墓5出及??三維建模及有眼元分析和數(shù)字樣機(jī)裝配?1材計(jì)理論???^???ADAMS運(yùn)動(dòng)字仿真EDEMAS!亓仿真分析|???i???收獲系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)架驗(yàn)證試驗(yàn)??X?N??足要???結(jié)束??圖1-14研究技術(shù)路線??Fig.?1?-14?Technical?route?of?study??9??
?河北農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位(畢業(yè))論文???2蘋果多工位采收與輸送原理分析??2.1蘋果矮砧密植特征??我國(guó)傳統(tǒng)蘋果園(圖2-1)內(nèi)栽植的多為喬化果樹,雖然果樹的行距和株距較大,??但因其側(cè)枝長(zhǎng)且數(shù)量多導(dǎo)致單棵果樹冠幅大,不僅造成果樹覆蓋面積大、蘋果掛果位??置雜亂和果園郁閉等果樹生長(zhǎng)問題,而且導(dǎo)致行間可通過間距孝果園工人各項(xiàng)作業(yè)??不便和大型果園機(jī)械無(wú)法通過等生產(chǎn)作業(yè)問題[43];趩袒麍@研發(fā)蘋果收獲機(jī)械比??較困難,其收獲作業(yè)的機(jī)械化難以實(shí)現(xiàn),果實(shí)收獲作業(yè)完全由人工完成,采摘效率低、??勞動(dòng)強(qiáng)度大[44]。??為了方便果園工人進(jìn)行各項(xiàng)生產(chǎn)作業(yè)并創(chuàng)造果園機(jī)械的作業(yè)條件,園藝研宄者經(jīng)??過多年的研宄與實(shí)踐,應(yīng)用矮化砧木和配套的整形修剪技術(shù)將果樹的樹體和冠幅分別??進(jìn)行矮化和縮小,探索出現(xiàn)代化蘋果園矮砧密植栽植模式(圖2-2),為果園機(jī)械的??研發(fā)應(yīng)用提供了農(nóng)藝基礎(chǔ)[45]。與喬化果樹相比,矮化蘋果樹的樹體變瘦,主干粗壯且??直,掛果側(cè)枝細(xì)、多、短且直接生長(zhǎng)于主干上,不僅保證了掛果數(shù)量、利于蘋果的生??長(zhǎng)與采光,也便于工人進(jìn)行剪枝整形、疏花疏果和采摘等作業(yè),側(cè)枝變短使果樹冠幅??變小,園區(qū)可通過行距變寬,為果園機(jī)械的作業(yè)創(chuàng)造了條件[46]。圖2-2所示為現(xiàn)代化??矮砧密植型果園的栽植模式,通常果樹株距為0.8?1.5?m,行距為3.5?4.0?m[47]。??圖2-1傳統(tǒng)喬化蘋果園?圖2-2現(xiàn)代矮砧密植果園??Fig.2-1?Traditional?Joe-ization?apple?orchard?Fig.2-2?Modern?dwarf?rootstock?and?dense?planting?orchard
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]我國(guó)果園生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 秦喜田,劉學(xué)峰,任冬梅,張德學(xué). 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2019(S1)
[2]2017年我國(guó)主要水果生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析[J]. 張放. 中國(guó)果業(yè)信息. 2019(10)
[3]蘋果矮化密植栽培技術(shù)要點(diǎn)[J]. 劉佳. 農(nóng)業(yè)工程技術(shù). 2019(26)
[4]蘋果采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器恒力柔順機(jī)構(gòu)研制[J]. 苗玉彬,鄭家豐. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(10)
[5]北方林果機(jī)械化采收技術(shù)研究及進(jìn)展(以蘋果為主)[J]. 張宏偉. 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備. 2019(03)
[6]3GP-160自走式果園作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 何建華,楊欣,王鵬飛,劉俊峰. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(16)
[7]淺析果實(shí)采收裝備技術(shù)進(jìn)展[J]. 范曉文,李建平,王鵬飛,楊欣. 南方農(nóng)機(jī). 2018(15)
[8]2017/2018年世界蘋果、梨、葡萄、桃及櫻桃產(chǎn)量、市場(chǎng)與貿(mào)易情況[J]. 孫平平,王文輝. 中國(guó)果樹. 2018(02)
[9]蘋果臨界跌落高度和損傷脆值的試驗(yàn)研究[J]. 孔真. 包裝工程. 2017(11)
[10]基于離散單元分析與物場(chǎng)分析的盆花移栽手爪優(yōu)化[J]. 高國(guó)華,馬帥. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(06)
碩士論文
[1]“三優(yōu)”蘋果矮砧密植栽培模式的經(jīng)濟(jì)效益分析[D]. 耿艷先.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]果園采摘平臺(tái)傳送裝箱系統(tǒng)研究[D]. 楊貞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018
[3]牽引式果園采摘作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究[D]. 王亞龍.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[4]2CM-2馬鈴薯起壟覆膜播種機(jī)的研制與試驗(yàn)[D]. 朱利元.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2017
[5]現(xiàn)代化蘋果園的技術(shù)構(gòu)成與效益分析[D]. 趙鵬飛.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[6]基于近紅外光譜便攜式水果糖度無(wú)損檢測(cè)裝置模塊化設(shè)計(jì)[D]. 周延睿.華東交通大學(xué) 2014
本文編號(hào):3115160
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