2265 棒桿式紅棗收獲裝置的設(shè)計(jì)

2265 棒桿式紅棗收獲裝置的設(shè)計(jì),棒桿式,紅棗,收獲,收成,裝置,設(shè)計(jì) 棒桿式紅棗收獲裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告1 課題研究的意義果園收獲作業(yè)是果園生產(chǎn)全過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)，林果采收勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工量多。傳統(tǒng)的人工采收方法，每公頃需要幾百個(gè)工時(shí)，占果園生產(chǎn)過(guò)程中用工量的 50%左右，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且成本高。目前，隨著特色林果，尤其是紅棗等林果的規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，依靠人工采收的方式已不能滿足紅棗等產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需要。針對(duì)我國(guó)尤其是林果采收機(jī)械的研究現(xiàn)狀和林果業(yè)機(jī)械化發(fā)展的新形式要求，研究設(shè)計(jì)機(jī)械振動(dòng)式林果采收機(jī)，對(duì)提高我國(guó)林果收獲機(jī)械化水平具有重要意義。2 現(xiàn)狀及分析2.1國(guó)外紅棗收獲機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀根據(jù)摘棗原理不同采棗機(jī)械主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是氣力振動(dòng)采收機(jī)；另一類(lèi)是機(jī)械振動(dòng)采收機(jī)。機(jī)械振動(dòng)采收機(jī)又可分為兩種，一是機(jī)械推搖采收機(jī)，另一種是機(jī)械撞擊采收機(jī)， 目前，國(guó)外用得最多的是推搖式采收機(jī)。氣力式振動(dòng)采收該機(jī)雖然功率消耗大，對(duì)樹(shù)葉有損傷，但摘棗效率較高，可達(dá)90%以上，收獲漿果可提高工效2～3倍。當(dāng)前，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家紅棗收獲基本上采用機(jī)械化，紅棗收獲多采用振動(dòng)采收機(jī)。目前，國(guó)外使用的振動(dòng)采收機(jī)的功率可達(dá) 26.7 kW，其振動(dòng)頻率一般為 900～1200 次，振幅為 18～45 mm，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 4～7 倍。主要用途采收棗等果樹(shù)。2.2 國(guó)內(nèi)紅棗收獲機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀目前，我國(guó)紅棗收獲主要靠人工手摘和借助簡(jiǎn)單工具輔助，如云梯和采果刀等紅棗，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，用工量很多。采收整體技術(shù)水平較低，在操作上都為手動(dòng)控制。采收機(jī)械的研究在我國(guó)仍處于起步階段，尚未見(jiàn)成熟先進(jìn)的實(shí)用機(jī)具報(bào)道。當(dāng)前,機(jī)械采收的方法主要有振搖法和梳刷法。其中,振搖法是應(yīng)用最多的一種方法, 適用于采收大多數(shù)干果、堅(jiān)果和部分鮮食水果；而梳刷法適用于采收草莓、葡萄等漿果。兵團(tuán)應(yīng)根據(jù)林果生產(chǎn)實(shí)際,從易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械采收的紅棗、核桃等特色干果的收獲入手, 研發(fā)基于振搖原理的干果收獲機(jī)具。農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)機(jī)研究所已首次從意大利引進(jìn)了一臺(tái)干果收獲機(jī)成套設(shè)備, 并于2007年9 月在哈密農(nóng)十三師火箭農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行了紅棗、核桃機(jī)械采收的適應(yīng)性試驗(yàn), 效果較好。自 2008 年開(kāi)始，農(nóng)墾科學(xué)院機(jī)械裝備研究所經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，終于成功研制出了“4YS-24 紅棗收獲機(jī) ”。該紅棗收獲機(jī)每小時(shí)可采摘 50 棵棗樹(shù)，采凈率達(dá)到 91.5% ，工效提高了 10 倍左右，而人工采摘紅棗每小時(shí)只能采摘 5 棵棗樹(shù)?？偟膩?lái)說(shuō),兵團(tuán)以及國(guó)內(nèi)林果業(yè)機(jī)械化發(fā)展步伐緩慢,林果業(yè)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化作業(yè)大部分尚處于空白階段。2.3 國(guó)內(nèi)外研究存在問(wèn)題（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、拆卸不方便，操作不便。（2）采用機(jī)械振動(dòng)的方式采收紅棗，其偏心振動(dòng)頻率高、振幅小，按要求正確操作，不會(huì)對(duì)果樹(shù)造成損傷。 （3）生產(chǎn)率較低，采凈率低，范圍不廣。2.4 研究的內(nèi)容與方法根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的紅棗收獲機(jī)研究現(xiàn)狀與矮化密植模式的特點(diǎn)急需開(kāi)發(fā)適于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采摘效果好，對(duì)紅棗損傷少棒桿式紅棗收獲裝置。該課題的主要研究?jī)?nèi)容有：依據(jù)棒桿式紅棗收獲裝置的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出棒桿式紅棗收獲機(jī)，并利用AutoCAD、Solidworks 等軟件進(jìn)行繪圖與實(shí)體繪制。設(shè)計(jì)出棒桿式紅棗收獲機(jī)整體結(jié)構(gòu)主要由動(dòng)力設(shè)備、機(jī)架、果樹(shù)振搖裝置、行走裝置、除雜與收集裝置等組成，動(dòng)力設(shè)備提供動(dòng)力，使整個(gè)收獲裝置向前行走，機(jī)架負(fù)責(zé)連接果樹(shù)振搖裝置，果樹(shù)振搖裝置夾住果樹(shù)以一定的頻率搖晃果樹(shù)，使果實(shí)下落，除雜與收集裝置負(fù)責(zé)收集與除雜工作。討論分析了收獲機(jī)的基礎(chǔ)參數(shù)，參考動(dòng)力設(shè)備參數(shù)，既要保證工作要求，又要盡量減小功率消耗。根據(jù)選定的有關(guān)參數(shù)，由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出收獲機(jī)移動(dòng)所需的功率，根據(jù)該功率選擇合適的動(dòng)力設(shè)備。該課題應(yīng)用的研究方法：理論設(shè)計(jì)、繪制模擬樣機(jī)圖并進(jìn)行仿真模擬。既要保證工作要求，又要盡量使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。2.5 預(yù)期目標(biāo)（1）整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、拆卸方便，機(jī)動(dòng)性好。（2）機(jī)器操作方便、工作穩(wěn)定可靠。（3）采用機(jī)械振動(dòng)的方式采收紅棗，其偏心振動(dòng)頻率高、振幅小，不會(huì)對(duì)果樹(shù)造成損傷。（5）采凈率較高，總損失率小，采收對(duì)象范圍可適當(dāng)延伸。3 重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的紅棗收獲機(jī)設(shè)計(jì)適用于矮化密植模式的棒桿式紅棗收獲裝置，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采摘效果好，對(duì)紅棗損傷少。（1）選擇合適配套動(dòng)力，設(shè)計(jì)工作裝置、收集除雜裝置和行走裝置。（2）運(yùn)用 AutoCAD 繪制二維裝配圖和零件圖。（3）利用 Solidworks 繪制三維圖。4 工作條件及解決方法塔里木大學(xué)位于南疆中心位置，區(qū)域優(yōu)勢(shì)明顯。生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)紅棗種植面積有 90萬(wàn)畝，為設(shè)計(jì)開(kāi)展提供了便利的外部條件。塔里木大學(xué)有良好的硬件與軟件設(shè)施，這些都為課題的實(shí)施提供了保障。5 工作方案及進(jìn)度第 1～2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第 3～4 周 根據(jù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的紅棗收獲機(jī)確定棒桿式紅棗收獲裝置的總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。第 5～6 周 根據(jù)工作要求，計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè)，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。第 7～9 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。第 10～11 周 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。第 12 周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)、校核、修正。第 13 周 完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第 14 周 整理材料，準(zhǔn)備答辯。參考文獻(xiàn)[1] 湯智輝 ,賈首星 ,沈從舉,孟祥金,周艷. 兵團(tuán)林果業(yè)機(jī)械化現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 農(nóng)機(jī)化研究,2008,(11). [2] 吐魯洪,阿依木妮莎,杜英．國(guó)外果樹(shù)振動(dòng)采收機(jī)[J]. 農(nóng)機(jī)化 ,2004(3):54-56. [3] 丁志祥．國(guó)外果園的機(jī)械采收[J]. 世界農(nóng)業(yè),1995,(9):21-22.[4] 湯智輝 ,沈從舉,孟祥金,賈首星,周艷,鄭炫. 4YS-24 型紅棗收獲機(jī)的研制[A].2010 國(guó)際農(nóng)業(yè)工程大會(huì)現(xiàn)代農(nóng)機(jī)新技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)分會(huì)場(chǎng)論文集[C], 2010.[5] 湯智輝,沈從舉,孟祥金,賈首星,周艷,鄭炫. 4YS-24 型紅棗收獲機(jī)的研制[J].農(nóng)機(jī)化,2010,(1).[6] 鄧玉珍. 4YS-24 型紅棗收獲機(jī)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械,2010,(3).[7] 湯智輝,賈首星,沈從舉,孟祥金,周艷. VIBROLIV 干果采收機(jī)的引進(jìn)與試驗(yàn)[J].農(nóng)機(jī)化,2009,(04).