[发明专利]一种基于振动采收的果实振动响应模态的振动参数测试装置

说明书

本技术提供一种基于振动采收的果实振动响应模态的振动参数测试装置，它包括试验台架、变频电机、变速箱、曲柄滑块机构、旋转装置；曲柄滑块机构中的直线导轨水平安装时实现果实的摆动，直线导轨竖直安装时实现果实的垂直运动；旋转装置实现果实的扭转运动。本技术实现了果实的摆动、垂直运动，扭转运动三个主要振动响应模态，并实现调频调幅，可广泛适用于银杏、核桃、红枣、杏、柑橘等林果振动采收的果实振动响应模态，适用于各种水果及振动采收机，通用性强。通过试验可获得各种果实三种主要振动响应模态下振落的最佳振动参数，得出果实与果柄分离的最优条件，以及所对应的最优激振方式，从而为林果采摘机械的设计提供理论依据。

技术领域

本申请涉及水果振动采收技术，具体地说，是一种基于振动频率、振幅及果实脱落时间三个振动参数应用于果实振动采收时果实振动响应形成水平摆动、垂直振动或跳动、水平扭转运动三种主要振动响应模态最终导致果实脱落的测试装置。

背景技术

目前，我国果品总种植面积和产量均占世界第1位，已成为种植业中位列粮食、蔬菜之后的第三大产业。截止2013年底，我国林果种植总面积已突破1237万hm²，水果总产量已超过2.5亿t，林果产业的迅猛发展提升了果园机械的市场需求。

林果收获作业是林果生产全过程中最重要的环节，季节性强，劳动密集，所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的35％～45％。成熟果实如不能及时采收，果实品质将会受到直接的影响，并造成严重的经济损失。林果机械化收获主要是依靠不同的振动方式使果实从果树上分离，并收集，林果机械化收获可提高工作效率及保障品质。对于规模化大面积种植的果园来说这种收获方式收获速度快效率高，并且能够有效降低生产成本。因此林果机械的研究与应用，对于我国林果业有着重要的意义。

果园采摘机械的理论研究和设计首先要确定采摘机械的工作参数，合适的工作参数对采收效果起着决定性的作用。通过对果树动态特性的研究选择采摘机械工作参数，一般采用动力学建模分析和实验两种方式获得，果树动态特性研究对振动工作参数的选择具有重要意义。

因为各种激振装置所引起的果实振动响应模态是不同的，果实脱落条件也不唯一。研究果实与果柄分离的最优条件，以及所对应的最优激振方式的可重复性试验的组合式果实振动实验台还未有人研制出来。为了给研究不同果实的动态果柄结合力与分离力提供一种实验方法和装置，设计出符合振动响应模态的果实振动实验台显得尤为重要。

发明内容

本技术的目的是提供一种能够结构简单、重复性好，能够实现水果振动采收时水平摆动、垂直运动、水平旋转或扭转运动三种振动响应模态的振动参数测试装置。

本技术所述的基于振动采收的果实振动响应模态的振动参数测试装置，包括试验台架、变频电机、变速箱、曲柄滑块机构；曲柄滑块机构包括连接在变速箱的输出轴上的曲柄、滑动设置直线导轨上的滑块、两端分别与滑块和曲柄铰接的连杆，直线导轨既能够水平安装于实验台架上，也可以竖直安装于试验台架上；在滑块上设置水平状态夹紧机构和竖直状态夹紧机构；当直线导轨水平安装时，水平状态夹紧机构能够把连接有果实的果枝夹紧并沿水平方向振动果实；当直线导轨竖直安装时，竖直状态夹紧机构能够把连接有果实的果枝夹紧并沿垂直方向振动果实。

本申请的有益效果：当曲柄滑块机构的直线导轨水平安装时，通过水平状态夹紧机构把果枝夹紧，变频电机通过变速箱驱动滑块水平直线往复运动，带动果实摆动；当曲柄滑块机构的直线导轨竖直安装时，通过竖直状态夹紧机构把果枝夹紧，滑块竖直直线往复运动，带动果实垂直运动。也就是说，本技术是只需一个机构，调整安装位置即可实现了果实的两个运动模式。