振动式油茶果采收执行器设计与试验

摘要

【目的】为提高油茶果采净率和采收效率，针对我国南方丘陵地带规范栽植油茶林，设计一种振动式油茶果采收执行器。【方法】完成CZC40RY油茶果采收机采收执行器的采收头、采收臂和液压控制系统设计。建立振动装置-油茶树体振动系统力学模型、油茶果-油茶枝单摆动力学模型；运用COMSOL、ANSYS软件完成油茶树三维模型自由模态响应与谐响应分析；采用Box-Behnken试验方法，以振动频率、振幅、振动时间为试验因素，以采净率、落花率为试验指标，确定采收执行器最优作业参数。【结果】确定树体受简谐激振力时的振动频率和影响振幅的主要因素，得出油茶果脱落加速度为947.63 m/s²、振动装置频率为15～25 Hz。林间采收试验验证表明，振动频率为21 Hz、振幅为10 mm、振动时间为10 s时，采收执行器平均采净率为95.5%，落花率为2.1%。与现有振动式油茶果采收机采收参数对比分析得出，不同地区、不同品种乃至同株油茶树油茶果脱落频率、大小、成熟度存在明显的差异，提出了分阶振动采收方法，并给出振动频率-振动时间关系图。【结论】该采收执行器能够满足油茶果机械化采收需求。

关键词

油茶果 / 采收执行器 / 分阶振动 / 采收参数