側(cè)翼折展式小型林果收集裝置的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、林果多分布于亞熱帶、熱帶氣候區(qū)，多生長(zhǎng)于山地、丘陵地區(qū)。隨著人們對(duì)林果需求量的增大以及我國(guó)對(duì)林業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，林果的平地化種植得以推廣。隨著經(jīng)濟(jì)生活水平的提高，人力成本不斷增加，林果收集的人力化作業(yè)方式不斷向機(jī)械化作業(yè)方式轉(zhuǎn)變。本文以適應(yīng)小型林果的機(jī)械化收集為目標(biāo)，以國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有林果收集設(shè)備為基礎(chǔ)，以空間折展機(jī)構(gòu)為切入點(diǎn)，以山核桃樹(shù)體生長(zhǎng)環(huán)境為例，進(jìn)行了側(cè)翼折展式小型林果收集裝置的設(shè)計(jì)分析、參數(shù)優(yōu)化、樣機(jī)的加工制造、組裝調(diào)試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試環(huán)

2、節(jié)。期間具體工作內(nèi)容如下：
　　1.以浙江省臨安市山核桃種植基地為依托，對(duì)山核桃樹(shù)體種植發(fā)展趨勢(shì)及矮化山核桃樹(shù)體平地種植環(huán)境進(jìn)行深入的調(diào)查研究，分析不同樹(shù)齡的山核桃樹(shù)體生長(zhǎng)狀況，了解大多數(shù)山核桃樹(shù)體生長(zhǎng)高度及冠幅情況，確定側(cè)翼折展式小型林果收集裝置的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，分析其適用范圍。以山核桃種植趨勢(shì)為導(dǎo)向，將矮化山核桃樹(shù)體的平地種植作為重點(diǎn)研究對(duì)象，確定其樹(shù)體種植情況為：行間距為2m-2.5m，樹(shù)干直徑0.07m-0.24m，主要落果

3、枝條分布直徑1.5m-3.7m，樹(shù)冠距地面高度1.5m-2.8m。
　　2.根據(jù)對(duì)已有林果收獲機(jī)械的分析研究，并對(duì)空間折展機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出側(cè)翼折展式小型林果收集裝置，確定該裝置分為側(cè)翼折展機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、移動(dòng)合攏機(jī)構(gòu)三個(gè)部分。主要對(duì)其核心機(jī)構(gòu)——側(cè)翼折展機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，并對(duì)其桿件進(jìn)行尺寸優(yōu)化，運(yùn)用Matlab軟件進(jìn)行優(yōu)化程序的編寫。基于桿件尺寸的限定條件，得到桿件優(yōu)化尺寸。根據(jù)上述結(jié)果，完成側(cè)翼折展機(jī)構(gòu)三維

4、模型，運(yùn)用有限元分析軟件分析該結(jié)構(gòu)在山核桃下落撞擊過(guò)程中應(yīng)力變形情況，判斷其強(qiáng)度、變形量是否符合要求。運(yùn)用ADAMS軟件進(jìn)行該機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真，得到其仿真曲線及折展裝置的驅(qū)動(dòng)力矩為2.64N·m，并將其仿真曲線與理論曲線進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算確定整個(gè)機(jī)構(gòu)為雙半圓三分型機(jī)構(gòu)。
　　3.進(jìn)行樣機(jī)的加工、制造、調(diào)試，并對(duì)其進(jìn)行折展性能測(cè)試及承接率測(cè)試。利用Phantom v5.1高速攝影機(jī)捕捉側(cè)翼折展機(jī)構(gòu)末端點(diǎn)的折展軌跡，將其與理論軌跡、仿真軌跡