采用刨削加工作为脱壳手段,设计了专用气动推压手爪,以环形推压手爪阵列为核心,构成多通道气动刨削式油茶果破壳机。根据运动原理,分析了推压手爪的运动力学性能及果实在刀条上的运动轨迹。通过切削力监测,证明推压手爪提供了刨削加工所需的切削力。采用试制的原型机配套通用色选机进行脱壳清选试验,加工未经摊晒的油茶果,脱壳率超过99%、破子率小于2%、子中含壳率小于2%。

为实现油茶果采摘机械化,文中自主研发了一款推摇式油茶果采摘机。介绍了该油茶果采摘机构的结构和工作原理,设计了油茶果采摘机构的液压系统原理图,并以采摘机构液压系统中的振动回路为研究对象建立数学模型并进行参数计算,采用AMESim软件进行建模仿真。结果表明:振动回路系统稳定流量为100 L/min,对应马达稳定转速为1700 r/min,振动马达工作压力为6.5 MPa,输出转矩为60 N·m,满足推摇式油茶果采摘机构的作业要求,且当原动机转速在1500~2500 r/min范围时,转速越高,振动马达振荡环节波动幅值越小,其超调量也越小,系统更加稳定,最小超调量为0.75%。

园艺化栽培的油茶株间行距一般为3m×4m或者4m×4m,成林后的茶树枝条纵横交错,现有的油茶果采摘机械难以在油茶林中穿行和采摘。为此,设计了一种轻便电动液压油茶果采收机,长宽为1.5m×1m,能在园艺化栽培油茶林中行走和采摘。运用Creo软件对整机进行三维建模,对关键部件和液压系统进行了设计,并以胶辊间隙和胶辊转速为试验因素,以油茶果漏采率和花苞损伤率为评价指标,在江西省林业科学院油茶种植基地进行了试验。结果表明:电动液压油茶果采收机的油茶果漏采率为18.90%,花苞损伤率为25.11%,当胶辊直径为32mm时胶辊间隙对油茶果漏采率影响显著。