手持式红枣振动收获机的设计研究
发布时间：2020-10-08 16:46
随着人们健康意识的逐渐增强,红枣近年来大受追捧。种植面枳和社会需求量的不断扩大,致使我国传统的手工采摘方式不能满足市场需求,开发红枣机械化收获成为必然趋势。目前,振动式红枣收获方式主要有:气力式、连续式、撞击式。连续式是当今田间应用较广的一类振动式收获方式。该方式是以一定频率的激振力作用于枣树枝上,使树枝受到强迫力的作用而往复运动,由于红枣具有一定的质量,当红枣与所在枝干有相对运动时,红枣惯性力大于枣柄与所在枝干的结合力时,红枣被甩落,完成与所在枝干的振动收获。本文所进行的工作就是为了研发适合国内矮化密植种植模式下使用的红枣收获机而做的研究,首先在分析国内外研究现状的情况下,结合新疆矮化密植红枣的种植模式,对红枣的物理机械特性进行了试验测定,测量并总结红枣振动收获力与红枣大小的关系,确定出了红枣的振动收获力范围。其次,对手持式红枣振动收获机进行了整体设计,并运用Slidworks软件对整机进行了三维建模,完成了整机的虚拟装配;运用Adams软件对收获轨迹进行仿真,运用Slidworks simulation对偏心连杆强度以及偏心连杆模态进行了分析;得出连杆工作时其最大应力发生在端部,但其最大应力远小于其屈服强度;通过Solidworks三维软件附带的Simulation插件对手持式红枣振动收获机的传动杆的模态进行了分析,传动杆的工作频率远离其前6阶固有频率,因此偏心振动机构正常工作时不会和传动杆产生共振。最后,结合机械设计理论和机构学分析设计了一种手持式红枣振动收获机,并制作了样机,并多次进行田间试验。利用计算机虚拟仿真技术与试验结果相结合的方法,对该机的收获性能进行了定量的系统研究,通过对试验数据的分析,完成对收获机构的结构和性能参数的优化。手持式红枣振动收获机的设计结合了当前枣树发展的特点,在设计内容上主要将振动原理运用到红枣收获机上,提高了收获效率,减轻了农民劳动强度,同时大大降低了收获作业成本。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S225.93
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 中国枣产业基本情况
1.1.2 兵团红枣产业的现状
1.1.3 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本论文研究的内容及研究方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第二章 红枣物料特性的研究
2.1 新疆红枣田间分布情况
2.1.1 种植模式
2.1.2 枣树的控冠
2.2 红枣果秆振动收获力的研究
2.2.1 测量仪器与材料
2.2.2 测量方法
2.2.3 测量结果
2.2.4 结果分析
2.2.5 红枣破坏静载荷的测量
2.3 本章小结
第三章 手持式红枣振动收获机的总体设计
3.1 红枣果枝惯性振动收获机理研究
3.1.1 红枣在茎叶中状态分析
3.1.2 红枣果秆振动分析
3.2 整机设计
3.2.1 基本结构及工作原理
3.2.2 工作程序
3.2.3 技术特点
3.2.4 偏心振动机构的设计
3.2.5 偏心振动机构运动分析
3.2.6 振动收获机构摆振振幅的确定
3.2.7 夹紧力的计算
3.3 本章小结
第四章 整机装置的建模与仿真分析
4.1 模态分析及SolidWorks Simulation简介
4.2 主要零部件三维模型
4.3 有限元分析
4.3.1 建立几何模型
4.3.2 传动杆模态分析
4.3.3 建立Simulation算例
4.4 本章小结
第五章 果枝振动收获机构的试验研究
5.1 样机制造与主要指标
5.1.1 样机试制
5.1.2 样机主要指标
5.2 振动收获试验试验方案
5.3 振动收获试验试验因素与指标的确定
5.3.1 试验因素
5.3.2 试验指标
5.4 果枝振动收获单因素试验
5.4.1 试验材料与仪器
5.4.2 试验方法
5.4.3 试验结果与分析
5.5 田间试验
5.5.1 试验条件
5.5.2 试验要求
5.5.3 田间性能试验
5.5.4 整理汇总及结果分析
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本论文主要工作
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1.个人简介
2.硕士期间作为主要成员参与的与本论文相关的研究研究
3.硕士期间主要发表的文章
本文编号：2832489
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S225.93
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 中国枣产业基本情况
1.1.2 兵团红枣产业的现状
1.1.3 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本论文研究的内容及研究方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
1.4 本章小结
第二章 红枣物料特性的研究
2.1 新疆红枣田间分布情况
2.1.1 种植模式
2.1.2 枣树的控冠
2.2 红枣果秆振动收获力的研究
2.2.1 测量仪器与材料
2.2.2 测量方法
2.2.3 测量结果
2.2.4 结果分析
2.2.5 红枣破坏静载荷的测量
2.3 本章小结
第三章 手持式红枣振动收获机的总体设计
3.1 红枣果枝惯性振动收获机理研究
3.1.1 红枣在茎叶中状态分析
3.1.2 红枣果秆振动分析
3.2 整机设计
3.2.1 基本结构及工作原理
3.2.2 工作程序
3.2.3 技术特点
3.2.4 偏心振动机构的设计
3.2.5 偏心振动机构运动分析
3.2.6 振动收获机构摆振振幅的确定
3.2.7 夹紧力的计算
3.3 本章小结
第四章 整机装置的建模与仿真分析
4.1 模态分析及SolidWorks Simulation简介
4.2 主要零部件三维模型
4.3 有限元分析
4.3.1 建立几何模型
4.3.2 传动杆模态分析
4.3.3 建立Simulation算例
4.4 本章小结
第五章 果枝振动收获机构的试验研究
5.1 样机制造与主要指标
5.1.1 样机试制
5.1.2 样机主要指标
5.2 振动收获试验试验方案
5.3 振动收获试验试验因素与指标的确定
5.3.1 试验因素
5.3.2 试验指标
5.4 果枝振动收获单因素试验
5.4.1 试验材料与仪器
5.4.2 试验方法
5.4.3 试验结果与分析
5.5 田间试验
5.5.1 试验条件
5.5.2 试验要求
5.5.3 田间性能试验
5.5.4 整理汇总及结果分析
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 本论文主要工作
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
1.个人简介
2.硕士期间作为主要成员参与的与本论文相关的研究研究
3.硕士期间主要发表的文章
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 薛渊;陆念力;凌贤长;;工程振动机构研究应用进展[J];中国工程机械学报;2008年02期
2 沈瑞珍;俞国胜;陈劭;王喜平;;樟子松球果采集机具的研究[J];北京林业大学学报;1990年S2期
3 丁志祥;国外果园的机械采收[J];世界农业;1995年09期
本文编号：2832489
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