發(fā)布時間：2020-11-14 19:16

　　 近年來,隨著市場對枸杞的需求量逐漸的增大,枸杞的種植面積也在不斷擴大。枸杞人工采摘方式效率低、費用高、對勞動力的需求大,目前枸杞采摘的成本已經(jīng)超過了枸杞總成本的50%。而枸杞的采摘周期大約只有7天左右,在枸杞收獲的季節(jié)需要雇用大量的勞動力來采摘,人工采摘方式嚴重制約了枸杞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。研發(fā)出能解決枸杞采摘問題的機械對我國枸杞產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有非常重大的意義。目前,許多學(xué)者研究出了一些枸杞采摘機械。這些機械都存在一些問題,使得枸杞采摘機僅停留在科學(xué)研究階段未能大范圍推向市場。我國對枸杞采摘機械的研究一般是以小型便攜式枸杞采摘機為主。但是小型便攜式枸杞采摘機對提高枸杞采摘效率的作用較為有限,無法切實的解決問題。今后我國枸杞采摘機械的研究方向?qū)⑹窍蛑�大型自走式枸杞采摘機械發(fā)展。本文針對我國枸杞采摘問題,采用了力學(xué)特性試驗、理論計算、有限元仿真等方法,利用Solidworks、Ansys等軟件設(shè)計了一種振動式枸杞采摘機的虛擬樣機。本文主要的研究有以下幾方面:(1)枸杞生物學(xué)、力學(xué)特性試驗使用卷尺、游標卡尺測量枸杞種植農(nóng)藝參數(shù)和枸杞自然生長情況參數(shù)。使用HP-2型數(shù)顯式推拉力計測量了枸杞熟果、青果和花朵的連接力,為振動采摘裝置的參數(shù)設(shè)計提供依據(jù)。使用微機控制電子拉力實驗機對枸杞果實、枸杞枝條進行壓縮力學(xué)特性試驗。通過計算得到枸杞果實、枸杞枝條的彈性模量和密度等參數(shù),為建立枸杞果實、枸杞枝條模型和仿真提供依據(jù)。(2)振動式枸杞采摘機設(shè)計選擇枸杞采摘機的動力類型、振動裝置的激振結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計要求,對枸杞采摘機整機結(jié)構(gòu)和振動采摘裝置、收集和輸送裝置以及采摘機的機架等關(guān)鍵部件進行設(shè)計,建立了枸杞采摘機的三維模型。(3)激振機構(gòu)理論分析對枸杞采摘機振動采收時枸杞的受力情況以及枸杞植株前十階模態(tài)固有頻率下枸杞植株的振型進行分析。分析曲柄滑塊機構(gòu)的運動,結(jié)合枸杞熟果和青果的連接力,確定了激振機構(gòu)的工作參數(shù)。該條件下,可滿足枸杞采摘的要求。(4)機架有限元分析利用Ansys Workbench軟件對枸杞采摘機機架進行有限元靜態(tài)分析和有限元模態(tài)分析。通過分析枸杞采摘機機架的應(yīng)力分布情況,得出最大應(yīng)力約為80MPa,枸杞采摘機機架強度合格。分析枸杞采摘機機架的前十階模態(tài)固有頻率,最低固有頻率約30Hz,與振動頻率10~13.5Hz相差較大,不會發(fā)生共振現(xiàn)象。
【學(xué)位單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S225
【文章目錄】：
摘要
Summary
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的與意義
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)外小林果采收機械研究現(xiàn)狀
        1.3.2 枸杞采摘機研究現(xiàn)狀
        1.3.3 枸杞采摘機研究方向
    1.4 研究的內(nèi)容與方法
    1.5 技術(shù)路線
第二章 枸杞生物力學(xué)特性試驗
    2.1 枸杞的農(nóng)藝要求與生長參數(shù)
    2.2 枸杞的力學(xué)性能
        2.2.1 枸杞熟果的果柄連接力
        2.2.2 枸杞青果以及花朵的連接力
        2.2.3 枸杞葉的連接力
    2.3 枸杞的壓縮試驗
        2.3.1 枸杞果實重量及尺寸參數(shù)
        2.3.2 枸杞熟果的壓縮試驗
    2.4 枸杞枝條的試驗
        2.4.1 枸杞植株尺寸
        2.4.2 枸杞枝條的密度計算
        2.4.3 枸杞枝條的壓縮試驗
    2.5 本章小結(jié)
第三章 振動式枸杞采摘機總體設(shè)計
    3.1 設(shè)計要求
    3.2 枸杞采摘機方案分析
        3.2.1 枸杞采摘機行走動力
        3.2.2 振動激振結(jié)構(gòu)
    3.3 枸杞采摘機的整機結(jié)構(gòu)及工作原理
        3.3.1 整體機構(gòu)
        3.3.2 工作原理
    3.4 枸杞采摘機關(guān)鍵部件
        3.4.1 振動采摘裝置
        3.4.2 收集和輸送裝置
    3.5 機架
    3.6 配套功率
        3.6.1 行走裝置功率
        3.6.2 振動采摘裝置功率
    3.7 本章小結(jié)
第四章 激振機構(gòu)理論分析
    4.1 枸杞果實的振動形式
    4.2 枸杞采摘力的分析
    4.3 枸杞植株的模態(tài)分析
        4.3.1 Solidworks三維建模
        4.3.2 模型導(dǎo)入和添加材料
        4.3.3 模型網(wǎng)格劃分
        4.3.4 添加約束條件
        4.3.5 求解及后處理
    4.4 曲柄滑塊機構(gòu)運動分析
    4.5 曲柄滑塊機構(gòu)尺寸參數(shù)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 枸杞采摘機機架有限元分析
    5.1 機架靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析
        5.1.1 Solidworks三維建模
        5.1.2 模型導(dǎo)入Workbench
        5.1.3 Workbench網(wǎng)格劃分
        5.1.4 模型的網(wǎng)格劃分
        5.1.5 添加約束和載荷
        5.1.6 求解和后處理
    5.2 機架的模態(tài)分析
        5.2.1 機架三維模型的導(dǎo)入
        5.2.2 機架模型的網(wǎng)格劃分
        5.2.3 添加約束條件
        5.2.4 求解及后處理
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
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