漿果采收機(jī)喂入收集裝置的設(shè)計(jì)學(xué)院：XX班級(jí)：XX學(xué)號(hào)：XXX答辯人：XX目錄CONTENTS1前言2總體方案設(shè)計(jì)3喂入收集裝置的設(shè)計(jì)4液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5結(jié)論與展望6致謝漿果采收機(jī)喂入收集裝置的設(shè)計(jì)1前言

（1）研究背景

我國(guó)是漿果種植大國(guó)，黑龍江省野生藍(lán)莓資源占世界的30%以上，其鮮果及其加工制品已受到國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的歡迎。藍(lán)莓產(chǎn)量據(jù)不完全調(diào)查，總儲(chǔ)量約為20多萬(wàn)噸，是真正的寒地、原產(chǎn)、野生、黑土、保健、無(wú)污染的有機(jī)產(chǎn)品，已成為全世界的稀缺資源。受交通、勞動(dòng)力、采摘手段等因素的影響，每年的實(shí)際采摘量?jī)H為7000噸左右。憑借其具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及藥用價(jià)值，需求量在全球持續(xù)增長(zhǎng)，漿果的種植面積也在不斷增加。1前言

漿果采摘方式包括人工采收和機(jī)械化采收。人工采收方式工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，制約了漿果種植業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。解決漿果的機(jī)械收獲問(wèn)題對(duì)擴(kuò)大其栽培面積及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度有重要現(xiàn)實(shí)意義。人工采收機(jī)械化采收

（2）研究目的與意義1前言

歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家漿果采收機(jī)發(fā)展早，漿果采收機(jī)械應(yīng)用比較普遍，目前美國(guó)的漿果機(jī)械化采收技術(shù)非常成熟，具有一定自動(dòng)化程度的采收機(jī)生產(chǎn)制造已有較大規(guī)模。比較大的生產(chǎn)廠商有Korvan、Littau、BEI和Oxbo等公司。近年來(lái)研制的采收機(jī)主要分為自走式和牽引式漿果采收機(jī)。

（3）國(guó)外研究現(xiàn)狀牽引式漿果采收機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1前言O(shè)xbo公司牽引式漿果采收機(jī)BEI公司自走式漿果采收機(jī)BEI公司牽引式漿果采收機(jī)Littau公司自走式漿果采收機(jī)1前言01020304傳統(tǒng)收獲模式以人工采摘為主，利用簡(jiǎn)易的采摘裝置進(jìn)行漿果的采摘，效率低，工作強(qiáng)度大。新疆農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所研制的機(jī)械振動(dòng)式林果采摘機(jī)，適用于采收核桃、紅棗等稀疏種植的林果，但不適用采收小漿果。東北林業(yè)大學(xué)研制的手推式矮叢漿果采收機(jī)，植株與果實(shí)的損傷率較高且不利于運(yùn)輸。東北林業(yè)大學(xué)研制的牽引式漿果采收機(jī)，由于整機(jī)占據(jù)空間大，行駛過(guò)程中容易與果樹(shù)刮蹭，影響采收效果。（4）國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀1前言漿果采收機(jī)工作原理漿果采收機(jī)喂入收集裝置的設(shè)計(jì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三維建模理論分析研究?jī)?nèi)容研究方法2總體方案設(shè)計(jì)該采收機(jī)由行走底盤系統(tǒng)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)向喂入系統(tǒng)、采收系統(tǒng)、篩選收集系統(tǒng)等部件構(gòu)成。工作時(shí)，柴油機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)變速箱、前輪帶動(dòng)漿果采收機(jī)在田間行走，每次田間行走可以完成半行灌木叢漿果的收獲作業(yè)；液壓傳動(dòng)系統(tǒng)采用各馬達(dá)串聯(lián)來(lái)傳遞柴油機(jī)動(dòng)力，采用節(jié)流閥與慣性激振器液壓馬達(dá)并聯(lián)的方式調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)激振頻率。在前進(jìn)過(guò)程中，倒伏植株扶起部件把倒伏、貼地的植株扶起，導(dǎo)向裝置將1行株叢分為２個(gè)半行，一個(gè)半行的漿果植株通過(guò)星形撥禾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)制喂入到采收系統(tǒng)中。（1）漿果采收機(jī)工作原理2總體方案設(shè)計(jì)漿果枝干通過(guò)主軸的旋轉(zhuǎn)依次進(jìn)入到各采摘指之間。在慣性激振裝置的帶動(dòng)下，采收指繞主軸進(jìn)行往復(fù)高頻振動(dòng)，當(dāng)漿果的慣性力大于枝干與漿果連接強(qiáng)度時(shí)，漿果脫離果枝，完成采收過(guò)程。脫離的漿果與葉片等掉落到收集裝置中，在傳送帶的作用下被收集到輸送裝置中。然后漿果與葉片等輸送到篩選裝置中，葉片等雜物在鼓風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)風(fēng)道返回到田間，剩下的漿果下落到收集箱中，完成篩選收集工作。2總體方案設(shè)計(jì)（2）漿果振動(dòng)采摘原理分析

根據(jù)牛頓第二定律可知作用在漿果枝干上的最大慣性力為式中：A—振動(dòng)幅值ω—振動(dòng)頻率φ—初始相位角ξ—阻尼比

采摘指一次拍打漿果枝條，對(duì)漿果枝條上果實(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)為

求二階導(dǎo)數(shù)可得式中：—漿果果實(shí)的質(zhì)量當(dāng)慣性力大于采摘力時(shí)，便可使?jié){果果實(shí)脫落，實(shí)現(xiàn)漿果的采摘。實(shí)際上，漿果植株質(zhì)量是連續(xù)分布的，屬于多自由度振動(dòng)系統(tǒng)，最后作用于果實(shí)所形成的振動(dòng)響應(yīng)為因此作用在漿果果實(shí)上的最大慣性力為當(dāng)實(shí)際的慣性力大于采摘力時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)漿果的采摘。2總體方案設(shè)計(jì)（3）主要的技術(shù)參數(shù)車架整體尺寸車體長(zhǎng)度L=3500mm車體寬度B=1900mm車體高度H=1800mm質(zhì)量1150kg油缸型號(hào)HSGL0140/dE發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)東方紅480配套動(dòng)力29.41kw液壓馬達(dá)型號(hào)ZJM-02-2-W行駛速度0-11km/h

漿果采收機(jī)主要技術(shù)參數(shù)3喂入收集裝置的設(shè)計(jì)（1）機(jī)體框架截面彎曲扭轉(zhuǎn)形狀面積/許用彎矩/N·m相對(duì)強(qiáng)度相對(duì)剛度許用扭矩/N·m相對(duì)強(qiáng)度相對(duì)剛度

28.35.81.21.211.6438.8

29.59.01.81.81.24.51.9

29.04.81.01.00.31.01.0

29.56.61.41.610.438.531機(jī)體框架具有連接和支撐各部件的作用，是漿果采收機(jī)的關(guān)鍵零部件之一。根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)比可知，在相同橫截面積下空心矩形方管比其他截面形狀梁的性能抗彎曲、扭轉(zhuǎn)能力強(qiáng)，此外空心矩形方管來(lái)源廣泛、易加工，搭建車架及焊接工藝比較方便，所以選擇空心矩形方管進(jìn)行車架搭建。3喂入收集裝置的設(shè)計(jì)梁與梁之間通過(guò)焊接剛性連接，對(duì)其強(qiáng)度和剛度的要求較高，故選用截面尺寸為60mm×40mm×5mm（長(zhǎng)×寬×高）的方管制造，材料為市面上常見(jiàn)的Q235材料，該材料具有良好的塑性和焊接性能，成形能力好，價(jià)格也相對(duì)便宜。3喂入收集裝置的設(shè)計(jì)（2）喂入裝置的設(shè)計(jì)工作時(shí)，導(dǎo)向裝置將一行漿果灌木叢分為兩個(gè)半行，一個(gè)半行的漿果植株通過(guò)強(qiáng)制喂入裝置星形撥禾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)漿果植株被強(qiáng)制喂入到采收系統(tǒng)中，減少了無(wú)功功率，進(jìn)而提升了漿果采收機(jī)的工作效率。喂入裝置主要由轉(zhuǎn)軸、鏈輪、星形撥禾輪、保護(hù)殼、軸承等零部件組成。軸徑3喂入收集裝置的設(shè)計(jì)軸基本參數(shù)確定功率轉(zhuǎn)速故確定星形撥禾輪軸的直徑為34mm，長(zhǎng)度為500mm。軸的校核查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知=1.6，S≥滿足疲勞強(qiáng)度校核。3喂入收集裝置的設(shè)計(jì)（3）鏈輪的設(shè)計(jì)鏈輪的結(jié)構(gòu)選擇整體式，材料選擇符合強(qiáng)度要求的45鋼。熱處理方式選用淬火、回火，鏈輪齒面硬度約40—50HBC。主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖：3喂入收集裝置的設(shè)計(jì)（4）收集裝置的設(shè)計(jì)

收集裝置主要包括：傳送帶、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、收集箱等零部件。漿果和葉片等被采摘指的高頻往復(fù)振動(dòng)從植株上打掉，脫離的漿果與葉片等自由落體掉落到傳送帶上，在傳送帶的將其傳送到收集裝置途中，漿果與葉片等經(jīng)過(guò)篩選裝置，葉片等多余雜物在鼓風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)風(fēng)道返回到漿果田間，剩下的漿果隨傳送帶下落到收集箱中，完成漿果的篩選收集工作。收集裝置工作簡(jiǎn)圖4液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（2）工作壓力（3）液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸內(nèi)徑D長(zhǎng)度S50mm145mm（5）液壓缸的安裝方式（4）液壓缸的工作流量

液壓缸的兩端均采用單耳環(huán)式安裝方式，且?guī)бr套，固定安裝距為484mm。（1）技術(shù)要求

著手設(shè)計(jì)時(shí)，必須從實(shí)際出發(fā)，有機(jī)地結(jié)合傳動(dòng)形式，充分發(fā)揮液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，力求設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡(jiǎn)單、維修方便的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。5結(jié)論與展望展望（1）對(duì)漿果采收機(jī)的采收系統(tǒng)進(jìn)行智能化優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得采收漿果時(shí)更有針對(duì)性；（2）漿果采收機(jī)知識(shí)基于理論和三維模型階段，并沒(méi)有進(jìn)行田間的實(shí)地試驗(yàn)，有待通過(guò)實(shí)地的試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

（1）對(duì)漿果的采摘過(guò)程進(jìn)行了漿果的采摘分析和藍(lán)莓果實(shí)的振動(dòng)分析；

（2）