[发明专利]一种局部激励的振动控制方法

说明书

本发明公开了一种局部激励的振动控制方法，振动控制方法用于三点可调夹持式振动采摘装置，三点可调夹持式振动采摘装置包括底座以及设于底座上方的左夹持机构、右夹持机构和中夹持振动机构；中夹持振动机构位于左夹持机构和右夹持机构之间，左夹持机构固定在底座上，右夹持机构和中夹持振动机构均能分别在底座上发生水平移动；左夹持机构和右夹持机构均用于夹持果枝；中夹持振动机构用于夹持果枝并对果枝施加振动，中夹持振动机构的振动力通过零刚度减震器隔绝在左夹持机构和右夹持机构上的传递；本发明用于三点可调夹持式振动采摘装置，自动化程度高，且该方法可以计算出不同枝条的具体夹持参数l，x₁，可以精准激励，可靠地保证了采摘的精准性。

技术领域

本发明涉及振动控制方法，具体涉及一种局部激励的振动控制方法。

背景技术

目前，小浆果如蓝莓的采摘主要通过人工或者机械，人工采摘具有劳动强度大、费用高等缺点，现有的机械采摘存在无法精准激励导致未成熟的果实被采摘的情况。而无法精准激励采收会导致质量和产量会受到较大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种局部激励的振动控制方法，本局部激励的振动控制方法用于三点可调夹持式振动采摘装置，自动化程度高，且该方法可以计算出不同枝条的具体夹持参数l，x₁，可以精准激励，可靠地保证了采摘的精准性。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种局部激励的振动控制方法，所述振动控制方法用于三点可调夹持式振动采摘装置，所述三点可调夹持式振动采摘装置包括底座以及设于底座上方的左夹持机构、右夹持机构和中夹持振动机构；中夹持振动机构位于左夹持机构和右夹持机构之间，左夹持机构固定在底座上，右夹持机构和中夹持振动机构均能分别在底座上发生水平移动；左夹持机构和右夹持机构均用于夹持果枝；中夹持振动机构用于夹持果枝并对果枝施加振动，所述中夹持振动机构的振动力通过零刚度减震器隔绝在左夹持机构和右夹持机构上的传递；

所述振动控制方法包括以下步骤：

(1)确定左夹持机构所夹持果枝处的振动响应Y_A：

故角频率为振幅为

其中E为所夹持果枝的弹性模量，A为所夹持果枝的横截面积，I为所夹持果枝的横截面对中性轴的惯性矩，ρ为所夹持果枝的密度，k为三点可调夹持式振动采摘装置的胡克系数，F为中夹持振动机构中激振器的额定激振力，ω为中夹持振动机构中激振器的振动角频率，t为振动时间；l为左夹持机构和右夹持机构之间的间距，x₁为左夹持机构和中夹持振动机构之间的间距；

(2)通过查询木材学确定所夹持果枝的弹性模量E、所夹持果枝的横截面积A、所夹持果枝的横截面对中性轴的惯性矩I和所夹持果枝的密度ρ，查询激振器的额定激振力F和振动角频率ω；

(3)通过胡克定律实验获取三点可调夹持式振动采摘装置的k值；

(4)确定振动采收条件：将步骤(1)中的角频率ω₀(Y_A)和振幅A₀(Y_A)代入振动采收条件内，得到l和x₁的关系式一；其中L为果柄长度，f为果柄结合力，m为果实质量；

(5)根据需要激励果枝的最小长度U和所激励果枝上的成熟果与青果之间的距离b，得：l≥U+2b，结合步骤(4)中的关系式一且且要去除果枝上左夹持机构、右夹持机构和中夹持振动机构不可夹持的点来确定l和x₁的值，其中取值在(0,1)之间。