农业机械学报

作者：闫锋欣，李许杰，杨永霞，黄国庆，张玉，杨福增

单位：西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,西北农林科技大学,

关键词：手持式;冲击梳刷;油茶果采摘装置;三摆动力学模型;拓扑优化

基金：国家重点研发计划项目（2019YFD1002401）

针对丘陵山地油茶果人工采摘效率低、大型机械采收难且花苞损伤大等问题，设计了一种手持冲击梳刷式油茶果采摘装置，通过冲击指的碰撞作用和指间梳刷作用采摘油茶果，可有效降低花苞损伤率。以采摘装置质量最小化为目标，利用Ansys Workbench拓扑优化模块进行轻量化设计，机架减轻近30.59%；建立“冲击指-油茶果”碰撞模型和“主枝-细枝-茶果”三摆动力学模型，明确影响油茶果采摘效果的主要因素为油茶果的质量和压入变形量、冲击指质量和转速、枝条长度和质量；进而以冲击指转速和指间夹角、装置梳刷次数为试验因素，以采摘速率、采净率和花苞损伤率为评价指标，开展油茶果采摘试验并采用响应面分析法处理试验数据。结果表明，冲击指转速对采摘效果的影响最为显著，且当冲击指转速为409.8r/min、指间夹角为4.1°、装置梳刷4.5次时，装置的采摘性能最佳；此时，油茶果采摘速率为43.67kg/h、采净率为86.42%，花苞损伤率低于8.89%，满足高油茶果采净率和低花苞损伤率的工作要求。

来源：2023年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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