氣吸式小漿果收獲機(jī)采摘頭參數(shù)優(yōu)化與試驗(yàn)研究.pdf

1、小漿果是指藍(lán)莓、黑加侖、沙棘、醋栗、歐洲花楸、沙棘、蔓越橘、藍(lán)靛果忍冬等果實(shí)較小、果肉呈漿狀的漿果類果樹，其營(yíng)養(yǎng)成分十分豐富，具有抗癌、抗氧化、保護(hù)視力、預(yù)防心臟病、增強(qiáng)抵抗力、延緩神經(jīng)衰老等功能，被譽(yù)為“第三代黃金水果”。近年來(lái)，小漿果需求量急速增加、市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，其相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也隨之提高。但我國(guó)小漿果收獲多為人工作業(yè)，由于小漿果存在成熟期短、人工采摘?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度大、效率低等特點(diǎn)，其產(chǎn)量和質(zhì)量的提升受到限制。因此機(jī)械化收獲小漿果成為小

2、漿果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然途徑。目前我國(guó)的小漿果收獲機(jī)械多以振動(dòng)式為主，因其存在容易破壞果樹母枝、易混入雜質(zhì)的缺點(diǎn)，應(yīng)用較少;而氣吸式收獲小漿果具有效率高、破果率低的優(yōu)點(diǎn)，可有效克服振動(dòng)式采收小漿果的不足。為了擴(kuò)大小漿果相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，研究氣吸式小漿果收獲機(jī)具有重要意義。
　　采摘頭是氣吸式小漿果收獲機(jī)采收作業(yè)的關(guān)鍵部分，其結(jié)構(gòu)形式和尺寸參數(shù)直接影響整機(jī)的作業(yè)效率。本文綜合分析了國(guó)內(nèi)外氣力收獲技術(shù)研究現(xiàn)狀，并對(duì)氣吸式小漿果收獲機(jī)的工作介質(zhì)

3、特性以及小漿果的物理特性和輸送過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)、受力進(jìn)行分析，完成了氣吸式小漿果收獲機(jī)采摘頭的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化和試驗(yàn)研究。通過(guò)理論分析設(shè)計(jì)并加工了5種吸口直徑的圓形吸口采摘頭，選取黑加侖果實(shí)為試驗(yàn)對(duì)象，在工作流量為21、27和33(10-3m3/s)下，對(duì)其進(jìn)行采摘效率試驗(yàn)，分析采摘效率與吸口直徑和工作流量之間的關(guān)系;再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)圓形吸口采摘頭的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和試驗(yàn)，得到圓形吸口采摘頭的最優(yōu)工作參數(shù)。進(jìn)一步分別將3種圓形吸口壓縮為3組扁

4、圓形吸口，并對(duì)其進(jìn)行采摘效率試驗(yàn)，得到扁圓形吸口采摘頭的最優(yōu)工作參數(shù)，最后將扁圓形量化為扁圓形的寬長(zhǎng)比T,采用Levenberg-Marquardt法建立扁圓形吸口寬長(zhǎng)比T值與采摘效率之間的二次曲線回歸方程。本研究取得以下成果:
　　(1)6種圓形吸口采摘頭采摘效率隨著工作流量的增大呈逐漸增加的趨勢(shì);其中，最優(yōu)吸口直徑為φ28;圓形吸口采摘頭容易產(chǎn)生小漿果樹葉堵塞采摘頭吸口的問題。
　　(2)φ28、φ30和φ35系列9種扁

5、圓形吸口采摘頭中最優(yōu)尺寸分別為φ28-h25、φ30-h20和φ35-h20，在工作流量為21、27和33(10-3m3/s)下的采摘效率均高于對(duì)應(yīng)圓形吸口采摘頭的采摘效率;其中，φ28-h25扁圓形吸口采摘頭的采摘效率最高，其采摘效率相當(dāng)于人工采收效率的3倍;扁圓形吸口采摘頭可以有效避免小漿果樹樹葉堵塞采摘頭吸口而影響采摘效率的問題;
　　(3)φ28和φ30系列的扁圓形吸口采摘頭在工作流量為21、27和33（10-3m3/s）