林业科学

作者：茹煜1,2,范高鸣1,许林云1,2,张海锋1,周宏平1,2,*,施明宏1,王艳艳1,崔王斌1,徐国鹏1

单位：1. 南京林业大学机械电子工程学院　南京 2100372. 南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心　南京 210037

关键词：柔性摇臂,振动采收,结构设计,振动响应

基金：“十四五”国家重点研发计划项目（2022YFD2202105-2）。

目的: 针对核桃采收效率和果实采净率低等问题，设计一种柔性摇臂振动式核桃采收机，采用树干振动采收方式，研究不同振动参数对采收机振动性能的影响，通过响应面曲线获得两两交互作用下的振动加速度响应情况，优化设计结构和作业参数。方法: 对采收机关键零部件进行结构设计和应力分析，确定最佳参数；对核桃树夹持处和树干处的加速度响应效果进行仿真分析和振动作业试验，应用Design-Expert 13.0软件，以振动频率、树干直径和振动时间为主要因素，以振动加速度为评价指标，通过响应曲面探究3个参数对振动加速度的影响程度。结果: 通过ADAMS动力学分析软件得出柔性摇臂最佳直径为15 cm、最佳夹持力为2 800 N，对比仿真结果与田间采收试验结果，核桃树夹持处、树干处不同频率时的振动加速度误差在5%之内；振动频率、树干直径和振动时间对振动加速度的贡献率分别为2.317 8、1.649 2和1.489 4，当振动频率为14 Hz、树干直径为15 cm时，振动加速度达到最大值63.417 m·s?2，三因素对振动加速度的影响程度由大到小依次为振动频率、树干直径、振动时间。结论: 设计柔性摇臂振动式核桃采收机，剖析该装备结构特征和作业参数对能量传递的影响，可为大规模标准果园的高效核桃采收提供作业参数依据，有效提高核桃采收效率和果实采净率。

来源：2025年第4期

《林业科学》期刊编辑部

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