1. 研究目的与意义
目前,对机械采摘的研宄主要有振动式采摘机械、剪切式采摘机械和采摘机器人等。振动式采摘机械是通过执行机构使果蔬植株产生一定频率和振幅的振动,从而使果实脱落的采摘方式。该类型机械一次作业可采摘整棵植株上的全部果实,采摘效率高,对操作人员的体能与技术要求较低,国外振动式采摘机械己在实际生产得到部分应用,而国内尚处于研发阶段;剪切式采摘机械主要是通过执行机构利用剪切力使果实与果梗实现分离,该类型机械具有操作简单、便于携带等优点,但每次只能采摘一颗果实采摘效率较低,便携式剪切采摘机械对操作人员的体能要求较高;采摘机器人是一种集果实定位、果实分离、果实收集等功能于一机的自动化采摘机械,但是受果蔬种植场地的复杂性,风、光线等自然因素的随机性,以及机器视觉、传感器等技术的限制,使得采摘机器人的研宄困难重重,距真正取代人工采摘还有很大的距离。
2. 研究内容和预期目标
目前枸杞以人工收获为主，采收速度慢，成为其产业发展的瓶颈。因此亟需专有采摘机械解决其收获难题。林果采摘机械化是提高作业效率和节本增效的有效途径。常见林果采摘技术有气流冲击采摘技术和振动采摘技术。气流冲击采摘技术是利用风机产生的高速气流冲击整个果树树冠，使果实从果枝脱落，此摘果方式功耗大且容易损伤果实和树枝。针对振动采摘技术，国内王长勤等建立了枸杞树-采收机振动系统动力学模型，设计了一种偏心式林果振动采收机。伍德林等建立了油茶“果实-枝条”双摆动力学模型，设计了一种树冠激振式油茶果采收机。由于枸杞果树与其他果树振动特性、果实坚硬程度等不同，现有机械应用在枸杞采摘时存在夹持钳夹紧力过大、夹持高度不合适、果实摘净率低、损伤率高等问题。
主要内容有：
1．查阅相关的文献和资料，了解大多数采摘机前的材料与结构；
3. 研究的方法与步骤
研究方法：
查阅相关资料分析国内枸杞种植园的特点,优选适合机械采摘的枸杞作为研究对象,对枸杞果实的物理特性(形态特征、果梗结合力等)、枸杞的物理特性(枝干参数、心边材密度、果实分布特征等)进行研宄,为枸杞树振动特性研究奠定基础。
根据枸杞果实和枸杞树物理特性的研究结果,合理确定振动式枸杞采摘机的主要性能参数;对现有振动采摘机械进行详细的对比分析,总结现有振动采摘机械的优缺点,结合枸杞树的物理特征,提出一款对枸杞树损伤低、不影响次年产量,可实现青熟果分批采摘的振动式枸杞采摘机设计方案。
4. 参考文献
[1] 方建军. 移动式采摘机器人研究现状与进展[J]. 农业工程学报, 2004, 20(2):6.
[2] 顾宝兴, 姬长英, 王海青,等. 智能移动水果采摘机器人设计与试验[J]. 农业机械学报, 2012, 43(6):153-160.
[3] 刘继展, 李萍萍, 李智国. 番茄采摘机器人末端执行器的硬件设计[J]. 农业机械学报, 2008, 39(3):4.
5. 计划与进度安排
2024.2.18-2024.3.10 收集资料，并完成英文文献翻译
2024.3.11-2024.3.29 撰写开题报告，完成开题工作
2024.3.30-2024.4.10 方案论证，确定工作原理以及结构分析
2024.4.11-2024.4.30 进行汽车前罩灯基本参数计算
2024.5.01-2024.5.10 完成落料拉伸、冲孔的复合成型模具设计
2024.5.11-2024.5.20 三维建模
2024.5.21-2024.5.31 完成装配图及零件图
2024.6.01-2024.6.10 撰写设计说明书
2024.6.11-2024.6.18 整理毕业设计材料、评阅、答辩
