毕业答辩-浆果采收机喂入收集装置的设计

浆果采收机喂入收集装置的设计学院：XX班级：XX学号：XXX答辩人：XX目录CONTENTS1前言2总体方案设计3喂入收集装置的设计4液压传动系统的设计5结论与展望6致谢浆果采收机喂入收集装置的设计1前言

（1）研究背景

我国是浆果种植大国，黑龙江省野生蓝莓资源占世界的30%以上，其鲜果及其加工制品已受到国内外市场的欢迎。蓝莓产量据不完全调查，总储量约为20多万吨，是真正的寒地、原产、野生、黑土、保健、无污染的有机产品，已成为全世界的稀缺资源。受交通、劳动力、采摘手段等因素的影响，每年的实际采摘量仅为7000吨左右。凭借其具有良好的营养价值及药用价值，需求量在全球持续增长，浆果的种植面积也在不断增加。1前言

浆果采摘方式包括人工采收和机械化采收。人工采收方式工作效率低、劳动强度大，制约了浆果种植业及其相关产业的发展。解决浆果的机械收获问题对扩大其栽培面积及减轻劳动强度有重要现实意义。人工采收机械化采收

（2）研究目的与意义1前言

欧美等发达国家浆果采收机发展早，浆果采收机械应用比较普遍，目前美国的浆果机械化采收技术非常成熟，具有一定自动化程度的采收机生产制造已有较大规模。比较大的生产厂商有Korvan、Littau、BEI和Oxbo等公司。近年来研制的采收机主要分为自走式和牵引式浆果采收机。

（3）国外研究现状牵引式浆果采收机的结构示意图1前言Oxbo公司牵引式浆果采收机BEI公司自走式浆果采收机BEI公司牵引式浆果采收机Littau公司自走式浆果采收机1前言01020304传统收获模式以人工采摘为主，利用简易的采摘装置进行浆果的采摘，效率低，工作强度大。新疆农垦科学院机械装备研究所研制的机械振动式林果采摘机，适用于采收核桃、红枣等稀疏种植的林果，但不适用采收小浆果。东北林业大学研制的手推式矮丛浆果采收机，植株与果实的损伤率较高且不利于运输。东北林业大学研制的牵引式浆果采收机，由于整机占据空间大，行驶过程中容易与果树刮蹭，影响采收效果。（4）国内研究现状1前言浆果采收机工作原理浆果采收机喂入收集装置的设计液压传动系统的设计三维建模理论分析研究内容研究方法2总体方案设计该采收机由行走底盘系统、液压传动系统、导向喂入系统、采收系统、筛选收集系统等部件构成。工作时，柴油机产生的动力通过变速箱、前轮带动浆果采收机在田间行走，每次田间行走可以完成半行灌木丛浆果的收获作业；液压传动系统采用各马达串联来传递柴油机动力，采用节流阀与惯性激振器液压马达并联的方式调节液压马达转速，进而调节激振频率。在前进过程中，倒伏植株扶起部件把倒伏、贴地的植株扶起，导向装置将1行株丛分为２个半行，一个半行的浆果植株通过星形拨禾轮的转动强制喂入到采收系统中。（1）浆果采收机工作原理2总体方案设计浆果枝干通过主轴的旋转依次进入到各采摘指之间。在惯性激振装置的带动下，采收指绕主轴进行往复高频振动，当浆果的惯性力大于枝干与浆果连接强度时，浆果脱离果枝，完成采收过程。脱离的浆果与叶片等掉落到收集装置中，在传送带的作用下被收集到输送装置中。然后浆果与叶片等输送到筛选装置中，叶片等杂物在鼓风机的作用下经风道返回到田间，剩下的浆果下落到收集箱中，完成筛选收集工作。2总体方案设计（2）浆果振动采摘原理分析

根据牛顿第二定律可知作用在浆果枝干上的最大惯性力为式中：A—振动幅值ω—振动频率φ—初始相位角ξ—阻尼比

采摘指一次拍打浆果枝条，对浆果枝条上果实所产生的振动响应为

求二阶导数可得式中：—浆果果实的质量当惯性力大于采摘力时，便可使浆果果实脱落，实现浆果的采摘。实际上，浆果植株质量是连续分布的，属于多自由度振动系统，最后作用于果实所形成的振动响应为因此作用在浆果果实上的最大惯性力为当实际的惯性力大于采摘力时，即可实现浆果的采摘。2总体方案设计（3）主要的技术参数车架整体尺寸车体长度L=3500mm车体宽度B=1900mm车体高度H=1800mm质量1150kg油缸型号HSGL0140/dE发动机型号东方红480配套动力29.41kw液压马达型号ZJM-02-2-W行驶速度0-11km/h

浆果采收机主要技术参数3喂入收集装置的设计（1）机体框架截面弯曲扭转形状面积/许用弯矩/N·m相对强度相对刚度许用扭矩/N·m相对强度相对刚度

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机体框架具有连接和支撑各部件的作用，是浆果采收机的关键零部件之一。根据各项数据对比可知，在相同横截面积下空心矩形方管比其他截面形状梁的性能抗弯曲、扭转能力强，此外空心矩形方管来源广泛、易加工，搭建车架及焊接工艺比较方便，所以选择空心矩形方管进行车架搭建。3喂入收集装置的设计梁与梁之间通过焊接刚性连接，对其强度和刚度的要求较高，故选用截面尺寸为60mm×40mm×5mm（长×宽×高）的方管制造，材料为市面上常见的Q235材料，该材料具有良好的塑性和焊接性能，成形能力好，价格也相对便宜。3喂入收集装置的设计（2）喂入装置的设计工作时，导向装置将一行浆果灌木丛分为两个半行，一个半行的浆果植株通过强制喂入装置星形拨禾轮的转动，带动浆果植株被强制喂入到采收系统中，减少了无功功率，进而提升了浆果采收机的工作效率。喂入装置主要由转轴、链轮、星形拨禾轮、保护壳、轴承等零部件组成。轴径3喂入收集装置的设计轴基本参数确定功率转速故确定星形拨禾轮轴的直径为34mm，长度为500mm。轴的校核查《机械设计手册》可知=1.6，S≥满足疲劳强度校核。3喂入收集装置的设计（3）链轮的设计链轮的结构选择整体式，材料选择符合强度要求的45钢。热处理方式选用淬火、回火，链轮齿面硬度约40—50HBC。主要结构尺寸如图：3喂入收集装置的设计（4）收集装置的设计

收集装置主要包括：传送带、转动轴、收集箱等零部件。浆果和叶片等被采摘指的高频往复振动从植株上打掉，脱离的浆果与叶片等自由落体掉落到传送带上，在传送带的将其传送到收集装置途中，浆果与叶片等经过筛选装置，叶片等多余杂物在鼓风机的作用下经风道返回到浆果田间，剩下的浆果随传送带下落到收集箱中，完成浆果的筛选收集工作。收集装置工作简图4液压传动系统的设计（2）工作压力（3）液压缸的主要结构尺寸内径D长度S50mm145mm（5）液压缸的安装方式（4）液压缸的工作流量

液压缸的两端均采用单耳环式安装方式，且带衬套，固定安装距为484mm。（1）技术要求

着手设计时，必须从实际出发，有机地结合传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。5结论与展望展望（1）对浆果采收机的采收系统进行智能化优化设计，使得采收浆果时更有针对性；（2）浆果采收机知识基于理论和三维模型阶段，并没有进行田间的实地试验，有待通过实地的试验进一步验证。

（1）对浆果的采摘过程进行了浆果的采摘分析和蓝莓果实的振动分析；

（2）