液压式核桃采摘机的设计与试验研究

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1、2015年8月农机化研究第8期液压式核桃采摘机的设计与试验研究111112牛硕雅，郑甲红，梁金生，张浩，吴东泽，安碾粮(1．陕西科技大学机电工程学院，西安710021;2．西北有色地质勘查局七一二总队，陕西咸阳712000)摘要:针对传统的树冠较大、树干直径较粗的核桃树人工采摘劳动强度大、成产效率低等问题，设计了一种液压式核桃采摘机，实现了由液压系统控制偏心振动装置来完成核桃的采摘作业。试验表明:所研制的液压式核桃采摘机具有结构简单、操作简便、工作平稳安全、采净率高且无伤树体等特点，达到了预期效果。关键词:核桃采摘;液压控制;偏心振动中图

2、分类号:S225．93文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)08－0124－04DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.08.0280引言2结构设计与工作原理核桃不仅味美，而且营养价值及药用价值都很2．1基本结构高，中医应用广泛。祖国医学认为，核桃性温、味甘、核桃采摘机结构如图1所示。无毒，有健胃、补血、润肺、养神等功效。然而，在核桃的整个种植生产过程中，核桃的采收作业一直是最关键也是最令人头疼的环节。因为随着核桃种植面积的增加、产量的提高及农村劳动力的减少，传统的人工敲打、摇树等方式的采摘，劳动强度大

3、、效率低，制约了核桃的产业化及规模化发展，所以对核桃的机械式采摘的需求显得尤为紧迫。针对传统的主干粗、树形大的核桃树，本课题研究出了一种液压式的核桃采摘机，以满足采摘过程的农艺要求，从而降低劳动力、提高生产率，为核桃的持续健康发展提供有效动力。1设计要求1)采收对象:适用于可机采的且对采摘质量要求不高、外壳较坚实不易摔坏的干果或坚果，如核桃、红1．油箱2．夹持头3．小车支架4．振动机构枣等。5．悬挂绳索6．悬挂支架7．液压控制及电机8．车轮图1整体结构装配图2)适合采收的树径约为13～30cm。液压式核桃采摘机主要由果树振摇装置、液压控3

4、)采摘设备为偏心振动式落果机，由电机带动液制系统、油箱、液压泵、电机和小推车组成。整个采摘压泵驱动液压控制系统，通过液压传递动力，带动偏设备都安装在手推车上，以方便设备的移动。心装置转动产生离心惯性力式树振摇，即可将成熟的2．2工作原理果实摇落。液压式核桃采摘机主要针对传统品种的干粗、树4)采摘生产率不小于25棵/h，采净率不小于高、采收难的问题而设计的，其主要原理是通过振摇90%(成熟较好时)。主干的方式来实现核桃的采收。工作过程如下:通过收稿日期:2014－09－24操作液压控制阀控制3个液压缸及1个液压马达动基金项目:陕西省教育厅产

5、业化项目(14JF003)作。首先，通过电机带动液压泵，将液压油从油箱抽作者简介:牛硕雅(1990－)，女，陕西定边人，硕士研究生，(E－mail)1191459644@qq．com。出，传递到液压系统中;然后，通过液压系统先将振摇通讯作者:郑甲红(1963－)，男，陕西武功人，教授，硕士。装置夹持在树干上，再由液压马达驱动振摇装置内的·124·2015年8月农机化研究第8期偏心振动机构，使振动头振动;振动头产生的机械振油液流向;控制阀2为一个三位四通O型换向阀，控动传递给树干，使果树也获得一定的振动频率和振制着使整个振动机构升降的油缸;

6、控制阀3是一个三幅;同时，树上的果实也以某种形式的振动而加速运位四通Y型换向阀，同时驱动振动头的两个夹持臂动动，加速运动的果实具有一定的惯性力，当惯性力大作的液压缸;控制阀4是一个三位四通Y型换向阀，于果实与果梗的结合力时，果实即可掉落。用来控制驱动马达转动的油路。溢流阀用来调整整液压式核桃采摘机作业程序如下:个系统的压力，使系统具有较为稳定的压力。1)接果准备。在果树下铺设收集网或其他形式液压传动系统的优势有很多，如与机械传动和电的果实收集器，准备接果实。气传动比较，在相同输出功率下，体积和质量均较小，2)夹持树干。调整小推车的位置，使

7、振动夹头正且工作平稳、响应速度快。当采用并联油路的多位换对树干;打开开关，操作液压系统中的提升控制阀调向控制阀时，即可控制执行元件单动，又可实现复合整振动头的夹持高度，一般高度不小于80cm，避免损运动。复合运动时，若各执行元件负载相差很大，则伤树根;调整夹持头的水平方向位置，当树干处于夹应使负载小的元件先动，复合动作成为顺序动作。头的中心位置时，操作液压夹持控制阀，合拢夹持臂使振动头紧紧夹住树干。3)振摇果树。先降低伸缩臂，使悬挂绳索处于松弛状态，检查振动头是否夹紧树干;然后打开马达液压控制阀，驱动偏心机构振动，将成熟的果实摇下。4)收

8、回装置。打开提升液压控制阀，拉紧绳索;然后操作夹持液压控制阀，松开夹持臂，准备下一棵树的落果。5)收集果实。3主要结构的方案设计3．1振动机构的设计振动机构是将动力源的运动和动力进行转换并图2