农业机械学报

作者：杨欣，姜尊豪，李建平，谢金燕，顾浩源，边永亮

单位：河北农业大学,河北农业大学,河北农业大学,河北农业大学,河北农业大学,浙江大学,

关键词：加工型苹果;振动采摘;参数优化;有限元仿真

基金：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系项目(CARS-27）和河北省现代农业产业技术体系苹果建设专项资金项目(HBCT2024150202）

为探究不同振动参数组合对苹果采摘效果的影响，建立苹果树二级树枝振动力学模型，解析分析得到影响苹果脱落的主要因素为振动频率、振幅及夹持位置。测量苹果树形态特征并基于矮砧密植整形原理建立纺锤形苹果树三维模型，利用ANSYS软件对苹果树模型进行有限元仿真分析，仿真结果表明，振动频率4~8Hz、振幅20~30mm、夹持位置0.35l~0.65l（l为二级树枝长度）时，对果树损伤较小且苹果易脱落。设计四因素三水平振动采摘试验，以确定苹果树不同位置树枝最佳的振动参数组合，利用Design-Expert软件对试验数据进行分析和响应面优化，参数优化结果为：采摘苹果树上层苹果时，振动频率为5Hz，振幅为28mm，夹持位置为0.40l；采摘苹果树中层苹果时，振动频率为4Hz，振幅为30mm，夹持位置为0.43l；采摘苹果树下层苹果时，振动频率为8Hz，振幅为20mm，夹持位置为0.65l；通过验证试验得到苹果树上层、中层、下层摘净率为96.4%、94.8%、93.2%，与优化值相近，表明优化模型可靠。

来源：2024年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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