为分析曲柄摇杆式红枣捡拾机构的作业过程,建立了挑果杆与机具前进复合而成的类余摆线轨迹运动学模型,研究了曲柄摇杆机构参数、捡拾前进速度对类余摆线轨迹的影响规律。同时建立了曲柄摇杆机构参数优化数学模型,以挑果杆能产生后抛作用的有效工作行程越长,且水平分速度越大对红枣的后抛作用越大为优化目标,利用MATLAB软件对捡拾机构进行了两次参数优化,获得了一组结构和工作参数较优值。结果表明,优化获得曲柄摇杆式红枣捡拾机构,当曲柄转速为60r/min、机具前进速度为150mm/s时,能实现红枣捡拾的铲起和抛送条件,且能避免红枣漏检区和减少重复捡拾区。

红枣去核是干红枣产业深加工的关键技术,现有的红枣去核机普遍存在自动化程度低、人工辅助多、去核机构复杂等缺点。为解决现有的技术问题,该文研究设计了一种链式气动冲切自动化干红枣去核机,整机由单片机程序控制所有工序动作,包括辊轮输送链上料、摄像头拍照检测红枣排布情况、辊轮夹持链定位、间歇时间内气缸驱动旋转插杆去核机构去核和卸料输出。选择横径范围为20～30 mm,纵径范围为35～45 mm的干制红枣去核对象进行样机试验,结果为红枣定位率≥98.3%,去核率≥93.75%,平均破碎率为1.46%。该文设计的链式气动自动化干红枣去核机可实现个体自动定向排布上料、有效去核,同时采用图像检测和机械装置结合技术实现精确定位,降低无效的空冲概率。该研究为进一步完善机械装置的设计,实现机构连续性去核提供了参考。

通过电机带动气缸传输动力,由气缸推动冲核杆对红枣进行去核。红枣由料箱掉入夹持模具内,然后通过主要部件冲核管、退枣管和红枣旋转扶正器的运动进行去核工作,实现良好的去核效果,从而解决了红枣大小和形状的工艺,解决了红枣的定位问题。与现有单一红枣去核机相比,去核破碎少,漏冲少,一个行程可冲一排枣,大大提高了红枣的冲核效率,同时具有自动化程度高、冲核品质好、使用故障低等优点。

为简化红枣捡拾机机械动力传递,满足捡拾机的集果、卸料、自走等功能需求,设计清扫—气吸式红枣捡拾机的液压系统,完成集果清扫盘旋转、对置清扫盘位置调整、集果箱的举升、下降、翻转及回正、整机的行走与转向等动作;根据清扫装置、卸料装置、行走转向装置的布置,进行液压回路设计;通过理论分析计算,结合田间工况,确定液压系统的各项技术参数,并对关键液压元件进行选型。田间试验结果表明:清扫头转速调速明显,卸料举升、翻转平稳,同步度较好;当红枣捡拾机作业速度1.5 km/h时,其捡拾效率达0.29 hm^(2)/h,拾净率达到96.5%,设计的液压系统满足红枣捡拾作业的各项功能需求,运行稳定,适应不同复杂工况。