[发明专利]一种用于果品振动收获测试的果实分离模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于果品振动收获测试的果实分离模拟装置及方法，包括机架、多个振动单元、多个吸盘单元、多个弹性单元、多个作动单元和控制单元，多个振动单元并列一排设置于机架上，多个吸盘单元呈多排多列的方式布置于机架上，每个吸盘单元分别通过的两个斜向上的弹性单元与机架连接，并通过两个水平的作动单元分别与两个振动单元连接，初始状态下，两个弹性单元的水平投影线与两个作动单元形成十字状结构；控制单元分别与多个吸盘单元和多个振动单元信号连接。本发明通过控制每个果实的振动频率、幅度、间隔和脱落时间，模拟出果品振动收获过程中果实振动脱落的过程，以便评估果品接载装置的减损效果，为果品采收环节的损伤研究提供帮助。

技术领域

本发明涉及林果采收机械的技术领域，尤其是指一种用于果品振动收获测试的果实分离模拟装置及方法。

背景技术

机械振动收获是目前条件下最容易、效果最明显的采收方式，适于大面积、规模化的果品。此类采摘方法虽然效率高，大大减轻劳动强度，但是由于果实间相互碰撞和果实冲击收集表面易对果实造成损伤，还需对果实接收减损装置不断优化改进。国内外的许多学者针对不同种类果实的振动采收过程进行了丰富的研究，其中果树模型构建及振动仿真实验对于果实接收减损装置的研发具有重要意义，但大多数对果树振动过程的研究中，除了对实际果树进行试验外，较多的都是建立数学模型、动力学模型，基于软件虚拟建模进行模拟仿真分析，而建立物理果树模型进行模拟仿真的鲜为少见。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于果品振动收获测试的果实分离模拟装置及方法，可利用真实果实模拟果实振动脱落的过程，从而能够更直接、更方便、更可靠的评估果品接载装置的减损效果，为果品采收环节的损伤研究提供帮助。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种用于果品振动收获测试的果实分离模拟装置，包括机架、振动单元、吸盘单元、弹性单元、作动单元和控制单元，所述振动单元有多个并列一排设置于机架上，所述吸盘单元有多个呈多排多列的方式布置于机架上，并位于并列一排设置的多个振动单元的两侧；每个吸盘单元分别通过的两个斜向上延伸的弹性单元与机架连接，并通过两个水平延伸的作动单元分别与两个振动单元连接，初始状态下，两个弹性单元互相正交，两个作动单元互相正交，且两个弹性单元的水平投影线与两个作动单元形成十字状结构，通过两个正交方向的振动单元带动吸盘单元底部吸附的果实做简谐振动，并通过弹性单元使吸盘单元带动果实振动后能够回到初始位置；所述控制单元分别与多个吸盘单元和多个振动单元信号连接，通过控制单元控制每个吸盘单元吸附或脱落果实，以及控制两个正交方向上的振动单元通过作动单元扯动吸盘单元，实现吸盘单元规律的振动，从而模拟出果品振动收获过程中果实从果树上振动脱落的过程。

进一步，所述吸盘单元包括真空吸盘、悬挂机构、电磁换向阀和微型真空泵，所述真空吸盘通过悬挂机构安装于机架上，并位于机架的下方，通过悬挂机构能够调节真空吸盘的高度，以适应不同种类果实的大小，保证果实振动不会受到干扰，所述真空吸盘通过两个相互正交的作动单元连接至两个振动单元上，并通过两个弹性单元连接至机架上，所述电磁换向阀通过硅胶气管与真空吸盘连接，所述微型真空泵通过硅胶气管与电磁换向阀连接，通过微型真空泵产生吸力形成负压，为真空吸盘提供真空环境，所述电磁换向阀与控制单元信号连接，通过控制单元控制电磁换向阀的通断，从而改变真空吸盘连通的气路。

进一步，位于同一列上的多个吸盘单元共用一个微型真空泵，所述微型真空泵和位于同一列上的多个吸盘单元的每个电磁换向阀之间通过气管接头和汇流排实现一对多连通。

进一步，依据所需模拟果实的直径大小选择真空吸盘的直径型号。