【菠萝采摘机械研究现状文献综述2300字】

菠萝采摘机械研究现状文献综述1.1国外菠萝采摘机械研究国外自动化设备出现比较早，技术发展比较快，使用气力收割机收割柑橘类水果，测试了收割机的效率[3]。实验表明，气动联合收割机的效率直接关系到运行速度，空气流速和空气流动方向。Ploat等人测试不同的频率和振幅以研究振动时间对不同收获时间下收获对收获的影响[4]。结果表明，收获效率与橄榄的成熟度有关。Caprara和Pwzzi使用传感器检测了葡萄不同位置的动力接触，以及葡萄的接触头的特性，以收获葡萄用于接触收集实验（VL6060）[5]。由Rehkugler和Pacheco开发的苹果春天处理器当振动筛转速为5.16m/s时，输出能量为1151J，适用于中等大小的苹果收获[6]。许多国家，如日本、欧洲和美国，研究并首次使用了一个自动系统来收集水果和蔬菜，例如茄子，西瓜，黄瓜，葡萄，地瓜，蘑菇，苹果，柑橘类水果（如图1.3）。在1980年，NoboruKawamura等人在京都大学（京都大学）开发了一种用于采摘西红柿的五度机械手，在1990年，NaoshiKondo等人进一步研究了西红柿的物理与生理特性[7]。日本研究黄瓜采摘机器人，适用于摘取倾斜架子上生长的黄瓜如下图1.2[8]。Peterson发明了打击乐樱桃采摘器。这台联合收割机是由两台对称调谐的机器组装而成的。每台机器包括行走装置、控制台和收集装置，收获率可达1590kg/h，形状如下图1.1 图1.1自动菠萝采摘收集装置图1.2菠萝采摘机械手图1.3菠萝采摘机器人1.2国内菠萝采摘机械研究在中国，园艺技术的研究始于1970年，并且比外国起步晚。20世纪70年代以后，中国还开发了拖拉机驱动的振动采摘机。跨越式水果采摘机也有两种类型：安全气囊和手持式电动马达[9]。随着海外设备的引进，我们获得了不断的测试经验，并且在国内市场上，我们还制造了桑菊设备，劳动梯，振动器，水果采摘机以及水果的分选。1990年在中国进行果树的大规模种植时，果树的修剪和收获技术得到了发展，跨越式气动修剪机和辅助悬挂平台被广泛用于果树的修剪和收获[10]。该国成功的机器是ST-360气动修枝机，这是一种利用拖拉机的力量控制电梯的水果采摘机。最大高度为7米。国内研究人员郭辉、杨宛章和李凤鸣等在借鉴国外技术的基础上，已经开发出各种气动修枝剪，其主要功能是易于使用，灵活且广泛使用[11]。今天人们正在使用简单的辅助工具，如云梯和水果采摘刀，手工采摘果园。2009年，新疆农垦学院研制出一种采集菠萝的机械振动机，它主要用于收集红菠萝果酱，核桃和其他水果。机械振动筛在收获期间具有良好的测试效果，并且结构复杂，不适合在中收获。汤智辉等人在2010年开发了一种基于机械振动的葡萄收割机[12]。王业成等人在调查了黑加仑的收成并成功开发了一种收集黑加仑的设备后，该设备仅适用于收集小浆果[13]。中国农业大学分析了果树振动机的机理，对水果树的采摘收割建立了动力学的模型[14]。如图1.4。2012年，南京农业大学成功研制出由电控履带机构，伸缩举升机构，励磁机构和夹紧机构组成的偏心振动水果处理器。采收方法是一种机械振动，由于其复杂的结构。大型模型和高成本使其难以推广，不适合采收[15]。图1.4简易形式的机械手近年来，中国除了发展农业设备外，还对采摘机器人进行了研究。2001年，陆怀民教授研制出一种采集西瓜的机器人，机器人由三部分组成：机械手，控制系统和行走机构和行走装置是履带式拖拉机。该控制系统由一个具有6个自由度的机器人控制，以实现预定的捕获位置[16]。2009年，蔡建荣和江苏大学的其他研究人员研究了柑橘类水果机器人的障碍识别，并恢复了三维障碍信息。南京大学的王学林研究了开放式机械手捕捉力的控制系统，提出了果蔬捕捉力的外环算法。2010年，中国农业大学的刘兆祥使用3d视觉技术研究了一种机器人传感器，该传感器可以收获苹果，从而使机器人可以收获果实[17]。2011年，中国农业大学的冯庆春等人通过结合基于黄瓜视角的反馈定位方法解决了视觉定位误差大的问题[18]。2012年，华南农业大学研究了一种机器人采集器，该采集器可以准确，直观地识别自然环境处于混乱状态的荔枝。随着国外技术的发展，咋们国内的技术方面研究也取得了很不错的成就，但目前与实际结合起来还是有一定的不足[19]。图1.5华南农业大学研究的机器人采集器以上大部分都是实验基础研究，但没有优质的产品。至今国内对菠萝机构研究设计还是比较少，且由于用途有限，效率低下，对收获机的研究成果还不成熟，不能商业化。目前，在家里采摘菠萝主要是用人工收割方式。参考文献[1]Subcommittee,on,FRP,etal.STUDYONTHEMECHANICALPROPERTIESOFFRPMEMBERSFORSTRUCTURALAPPLICATIONSINCONSTRUCTION[J].JournalofJapanSocietyofCivilEngineers,Ser.A1(StructuralEngineering&EarthquakeEngineering(SE/EE)),2015,71(5):II_50-II_64.[2]TanJ,GaoF,XiangC.[MechanismsandMachineScience]AdvancesinMechanicalDesignVolume55||StudyonDynamicStabilityofaTorsionalIsolatorwithNegativeStiffnessStructures[J].2018,10.1007/978-981-10-6553-8(Chapter50):749-763.[3]Zhou,Ping,Li,etal.StudyontheOptimalDesignofSoccerRobotbasedontheMechanicalAnalysis[C]//2019.[4]SrpbA,AsB,MhA,etal.StudyonMechanicalandmicrostructuralcharacteristicsofFrictionStirWeldedAluminiumMatrixcomposite-ScienceDirect[J].Materialstoday:proceedings,2020.[5]StructuresS.STUDYONTHEMECHANICALPROPERTIESOFFRPMEMBERSFORSTRUCTURALAPPLICATIONSINCONSTRUCTION[J].JournalofJapanSocietyofCivilEngineers,Ser.A1(StructuralEngineering&EarthquakeEngineering(SE/EE)),2015,71.[6]DongL,ZhuX,YangD.Studyonmechanicalbehaviorsofdoubleshoulderdrillpipejointthread[J].Petroleum,2018:S2405656117301219.[7]DongL,ZhuX,YangD.Studyonmechanicalbehaviorsofdoubleshoulderdrillpipejointthread[J].油气（英文）,2019,5(1):11.[8]ZhuoB,ShengLI,ChuanHE,etal.StudyonMechanicalCharacteristicsandSectionDesignofTrenchTypeOpen-cutTunnelLiningStructurewithDeepCoveringSoilunderLoadReduction[J].ModernTunnellingTechnology,2019.[9]刘通,宋琦,梁甜甜,等.小型高效菠萝采摘机的机械结构设计[J].2022(11).[10]刘通,宋琦,梁甜甜,等.小型高效菠萝采摘机的机械结构设计[J].吉林化工学院学报,2019,36(11):3.[11]惠佳,王核心,许亚军.可伸缩式菠萝采摘机械装置的结构设计[J].装备制造技术,2019(2):4.[12]上海机械工程学会.机械设计与研究(1987年第3期)[M].上海交通大学出版社,1987.[13]燕晓红,刘芳.典型机械结构的分析与设计[M].化学工业出版社,2014.[14]孙开鸾.多功能果园行走机械的结构设计[J].技术与市场,2012(5):2.[15]蓝