摘要: 在我国葡萄种植业中，葡萄修剪技术落后，仍以人工操作为主，生产效率低。国内尚未开展葡萄修剪作业机械的研究，针对这一现状，本文在借鉴国内外修剪机械研究现状的基础上，研制了一款小型葡萄剪稍机，并对其关键技术进行了理论分析和试验研究。 ... 展开 在我国葡萄种植业中，葡萄修剪技术落后，仍以人工操作为主，生产效率低。国内尚未开展葡萄修剪作业机械的研究，针对这一现状，本文在借鉴国内外修剪机械研究现状的基础上，研制了一款小型葡萄剪稍机，并对其关键技术进行了理论分析和试验研究。 该葡萄修剪机能在快速完成对葡萄的修剪的同时，不仅节省大量人力、提高劳动生产率，降低劳动强度，而且能够实现连续、高效、机械化作业。整机主要有机架、切割系统、割刀的驱动机构、液压系统、方位调节系统等构成。通过理论计算完成各个部件的选型，主要包括割刀、曲柄滑块机构、液压马达、油缸等。为了提高作业效率，机架增加了伸缩臂的自动伸展和收缩功能，同时该修剪机设计了幅宽和角度调节装置，能调节作业的幅宽和角度，使其更好的完成修剪作业。本课题研究的主要内容包括： (1)本文对葡萄修剪期茎秆的力学特性进行了试验研究。分析了茎秆抗弯弹性模量随葡萄茎秆含水率的变化规律，并对数据曲线进行了拟合，建立了葡萄茎秆弹性模量--含水率的数学模型；对葡萄茎秆进行了切割试验，分析了葡萄茎秆直径、刀片安装角、切割速度对最大切割力和单位切割力的影响。 (2)利用有限元分析软件ANSYS，并针对伸缩臂全伸及全缩两工位进行了动力学模态分析，分析了低阶振动模态对伸缩臂结构的影响，得到了其振动模态特性，对伸缩臂进行了结构拓扑优化设计，并结合工艺性与经济性提出了结构改进的方案，为伸缩臂结构的可靠性及合理性设计提供了参考。 (3)对曲柄滑块机构的运动过程进行了基于Pro/E软件中的机构运动仿真模块Mechanism的数值模拟，并作出了运功仿真曲线，该曲线直观、形象地反映了曲柄滑块机构的运动规律。得出的分析结果为后续的理论计算提供可靠的依据。可大大减少样机的制造和试验成本，缩短了开发周期。使用同样方法可对其他类似机构进行运动仿真分析。 (4)由于机器涉及零件较多，计算较复杂，故采用Pro/E自带的质量特性功能实现零件的质量计算，可大大减少样机的制造和试验成本，缩短了开发周期，为实现产品的快速上市提供了保障。 收起