PDF《一种背负式电动果枝修剪机的设计与试验》

第3 8卷第4期2019年 7月华中农业大学学报JournalofH u a z h o n gA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y V o l .

3 8 N o .

4 J u l y2

0 1 9,

1 2 7~1

3 3 收稿日期:

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1 8 G

0 8 G

0 1 基金项目: 现代农业( 柑橘) 产业技术体系建设专项(CARSG26) ;

中央高校基本科研业务费专项(2662015PY144) ;

国家重点研发计划(2017YFD

0202001、

2 0

1 7 Y F D

0 7

0 1

4 0

0 ) ;

公益性行业( 农业) 科研专项(

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1 4

0 3

0 3

6 ) 马攀宇, 硕士研究生. 研究方向: 现代农业装备技术. E G m a i l :

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3 9@q q . c o m 通信作者:李善军, 博士, 副教授. 研究方向:柑橘生产机械化装备. E G m a i l : s h a n j u n l e e @m a i l . h z a u . e d u . c n 一种背负式电动果枝修剪机的设计与试验 马攀宇 李善军 张衍林 谷月张朝宇 刘辉张池李杰华中农业大学工学院, 武汉

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0 0

7 0 摘要 设计一种背负式电动修剪机, 对锯切过程进行动力学和运动学分析, 建立基于功率和扭矩的函数模 型.以修剪功率、 扭矩和切口质量为指标, 利用理论分析选出主要影响因素, 进行混合正交试验, 采用极差分析 和方差分析, 对最优组合参数进行预测.通过锯盘台架试验, 得出修剪机工作时的最佳组合参数为, 锯盘齿数为

4

0、 直径为1

8 0mm、 转速为20

0 0r / m i n .利用优化后试制的修剪机对直径为3 0mm 的柑橘树枝进行验证性试 验, 结果表明, 平均切口质量降低2. 8%、 扭矩降低0. 3%、 功率上升2. 6%, 变化均较小, 验证了台架试验的合理性 和有效性, 此参数组合能有效降低修剪功率, 满足修剪要求. 关键词 果枝;

齐切;

电动修剪机;

台架试验;

锯盘参数 中图分类号 S2

2 4.

1 文献标识码 A 文章编号

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0 7 我国是柑橘生产大国, 柑橘产量和种植面积均 居世界首位[

1 ] .近些年来, 随着市场对柑橘需求的 不断增加, 柑橘产业已成为我国南方农村经济的一 大支柱产业[

2 G 3] .加强对柑橘果园的机械化设备及 其配套设施的研制, 对提高柑橘果园护理水平和增 加水果产量具有非常重要的意义.果枝修剪是维护 果树和水果增产的重要措施之一, 既能改善树种活 性和促使提前结果, 还可以延长结果年限, 解决果树 结果大小年问题, 提高果园整体生产能力, 增加果农 收入[

4 G 7] .长期以来, 小户分散的果树种植方式在我 国处于主导地位, 且多种植于丘陵山地[ 8] , 由于地形 地貌、 经营规模、 种植制度和机械适用性等 因素限 制, 现有的大型修剪机械难以使用, 果枝修剪仍然以 手工操作为主, 费工费时[ 9] , 工作效率很低, 果农迫 切需要适用且便于操作的修剪机. 国外对修剪机的研究起步较早, 主要围绕标准 化果园展开, 研制的机型大、 自动化程度高, 成本也 相对较高[

1 0 ] .近年来, 国内也开展了大型修剪机的 研究[

1 1] .基于我国国情, 未来一段时间国内果园修 剪仍以小型修剪机为主.国内研制的小型修剪机主 要有手动、 气动、 液动、 电动及圆盘动力锯, 考虑到柑 橘树修剪时主要是高枝修剪, 柑橘园一般使用电动 修剪机及圆盘动力锯[

1 2 G

1 3] .目前, 市售的部分背负 式果枝修剪机主要采用汽油发动机作为动力.汽油 发动机长时间工作导致温度上升很高, 容易伤人, 同 时在背负或者卸载修剪机过程中, 由于汽油机倾斜 或翻转, 容易造成机油倒流入汽油里面, 造成汽油机 难以启动.汽油发动机还存在尾气污染严重、 噪音 和振动大、 长时间工作对人体有很大损害等问题[