摇枝式油茶果采摘机设计与试验

摘要

针对油茶果机械化采摘漏采率高、损伤率大的问题,设计了一款摇枝式油茶果采摘机.根据摇枝式采摘工作原理,完成了关键部件的结构设计,计算分析了采摘头夹持油茶枝的夹持力,对油茶枝和油茶果振动过程进行力学分析,建立力学方程并求解.结果 表明,夹持油茶枝时最大压力为2 826 N,振动对树枝产生的径向力约为57.5 N、法向力约为78.2 N,夹持和振动都不会对枝条造成损伤.为保证采摘机安全性,对横梁架进行了静力学分析,经计算其弯曲变形为0.000 5 mm,远小于最大许用弯曲挠度.设计了四因素三水平正交试验,结果表明,最佳作业参数组合为:采摘装置的采摘时间10s、电机输出频率35 Hz、采摘头的振幅5 cm及采摘爪的夹持位置(夹持油茶枝的夹持中心到油茶树冠层距离)10 ～ 20 cm,此时油茶果采净率为95.2％,花苞损伤率为17.2％.对摇枝式油茶果采摘机进行了田间试验,对枝条的损伤基本符合采摘要求.