扭梳式油茶果采摘末端执行器设计与试验

摘要

为了解决油茶果采摘过程中采净率低、花苞损伤率大的问题,通过研究不同品种油茶果结合力和油茶枝条特性,设计了一种扭梳式油茶果采摘末端执行器,在采摘作业时该执行器可以对油茶果产生多种作用力.阐述了该末端执行器的结构和工作原理,并对关键部件进行了设计,分析了末端执行器的作业过程和油茶果脱落的影响因素.对不同品种油茶果的结合力和枝条扭转进行测试,得出抗拉力主要集中在10 ～25 N之间、抗剪力主要集中在5～15N之间、抗扭力矩主要集中在0.015 ～0.030 N·m之间,不同品种油茶枝条扭转模量在2～7 MPa之间.单因素试验表明,在扭梳组件转速为25 ～ 35 r/min、梳辊转速为75 ～ 85 r/min、作业时间为8～12s工况下,采摘性能较优.试验表明,最优工作参数组合为扭梳组件转速35 r/min、梳辊转速85 r/min、作业时间12s,此时油茶果采净率平均值为93.37％,花苞损伤率平均值为13.16％.