樹(shù)莓基礎(chǔ)物理特性及振動(dòng)采收參數(shù)的試驗(yàn)研究.pdf

1、樹(shù)莓作為一種新興水果，即可鮮食又可用于水果加工，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和良好的發(fā)展前景。但樹(shù)莓樹(shù)型較矮，枝條柔軟，果實(shí)柔嫩多汁，果實(shí)主要以人工采摘為主，屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)隨著勞動(dòng)力成本的逐漸增加，樹(shù)莓機(jī)械化采收已成為阻礙樹(shù)莓規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化發(fā)展的難點(diǎn)。開(kāi)展對(duì)樹(shù)莓物理特性及振動(dòng)采收參數(shù)的試驗(yàn)研究，通過(guò)分析研究樹(shù)莓果實(shí)的抗壓極限可以為如何減少在果實(shí)采收、途中運(yùn)輸、鮮果存儲(chǔ)等過(guò)程中對(duì)樹(shù)莓果實(shí)的損壞提供理論依據(jù)和參考依據(jù);通過(guò)研究不同成熟度、不

2、同采收日期的樹(shù)莓果實(shí)果柄拉斷力的不同及振動(dòng)位置、振幅、頻率對(duì)樹(shù)莓采收率，采青率影響規(guī)律可以為樹(shù)莓機(jī)械采收系統(tǒng)的研制與設(shè)計(jì)提供理論和參考依據(jù)。本文在這樣的背景下，對(duì)樹(shù)莓基礎(chǔ)物理特性、振動(dòng)采收參數(shù)和懸浮速度展開(kāi)研究，主要工作如下:
　　(1)確定了樹(shù)莓果實(shí)的基礎(chǔ)物理參數(shù)，利用電子天平，游標(biāo)卡尺對(duì)兩品種樹(shù)莓的質(zhì)量及沿樹(shù)莓果柄方向（高度）及果柄垂直方向（直徑）的尺寸進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果表明:DNS-1和Revelie的質(zhì)量分別為(2.6±1.

3、5)g、(2.9±1.7)g，直徑分別為(17.8±4.6)mm、(19.1±5.1) mm，高度分別為(17.5±4.5) mm、(18.7±6.6) mm。
　　(2)確定樹(shù)莓果實(shí)的抗壓極限，利用質(zhì)構(gòu)儀在沿樹(shù)莓果柄方向（豎壓）及果柄垂直方向（側(cè)壓）進(jìn)行抗壓極限測(cè)定試驗(yàn)。通過(guò)分析壓力的變化曲線(xiàn)得到不同成熟度、不同采收日期的樹(shù)莓果實(shí)在兩個(gè)方向上的最大抗壓極限。其結(jié)果表明:DNS-1豎壓和側(cè)壓的抗壓極限分別為(1.04±0.58)N

4、、(0.71±0.40) N; Revelie豎壓和側(cè)壓的抗壓極限分別為(1.08±0.48)N、(0.73±0.42)N。在2014年7月16日-8月3日采收期內(nèi)，隨樹(shù)莓果實(shí)成熟度增大，兩品種樹(shù)莓豎壓和側(cè)壓的抗壓極限均呈現(xiàn)顯著減小的趨勢(shì)。隨采收日期的推遲兩品種樹(shù)莓每一個(gè)成熟度的果實(shí)豎壓和側(cè)壓的抗壓極限均大致呈減小趨勢(shì)。兩品種樹(shù)莓果實(shí)在2014年7月16日采收日期的豎壓和側(cè)壓抗壓極限均明顯高于其它四個(gè)采收日期，在后四個(gè)采收日期內(nèi)豎壓和側(cè)

5、壓抗壓極限的變化趨勢(shì)逐漸減緩。在同一采收日期、同一成熟度的樹(shù)莓果實(shí)豎壓的抗壓極限明顯高于側(cè)壓的抗壓極限。
　　(3)確定了不同成熟度樹(shù)莓果實(shí)果柄拉斷力的大小以及樹(shù)莓果實(shí)果柄拉斷力隨采收日期的變化規(guī)律。利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)不同成熟度及不同采收日期的樹(shù)莓果實(shí)進(jìn)行果柄拉斷力試驗(yàn)，通過(guò)分析果柄拉斷力曲線(xiàn)，得到不同成熟度和不同采收日期樹(shù)莓果實(shí)的果柄拉斷力。其結(jié)果表明:兩品種樹(shù)莓DNS-1和Revelie果柄抗拉力分別為(1.09±1.02)N、(1

6、.02±1.04)N。在2014年7月16日-8月3日采收期內(nèi)，兩品種的樹(shù)莓果柄抗拉力隨采收日期的推遲大致呈逐漸減小的趨勢(shì);其中在7月16日首次采摘的樹(shù)莓果柄抗拉力明顯高于其他四個(gè)采收日期，兩品種樹(shù)莓果實(shí)均呈現(xiàn)此趨勢(shì);在后四個(gè)采收日期中，果柄抗拉力的變化趨勢(shì)明顯減小。在采收期內(nèi)Ⅱ淺紅色、Ⅲ紅色、Ⅳ紫紅色和Ⅴ紫黑色四種成熟度中，Ⅱ不成熟果實(shí)果柄抗拉力明顯高于其它三種。對(duì)于成熟度Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ的樹(shù)莓果實(shí)，不同采收期的果柄抗拉力有一定差異，但差異

7、不大，DNS-1和Revelie兩品種之間果柄抗拉力的差異也不大。
　　(4)建立了振動(dòng)位置、振幅、頻率與樹(shù)莓采收率，采青率的數(shù)學(xué)模型，利用design-expert分析了三因素對(duì)樹(shù)莓采收率，采青率的影響規(guī)律。其結(jié)果表明:當(dāng)振動(dòng)頻率為15-19 Hz，振幅為21-26 mm，振動(dòng)夾持位置為0.5時(shí)，采收率大于70％，采青率小于16％。振動(dòng)采收部件工作時(shí)的最優(yōu)參數(shù)組合為振動(dòng)位置為0.48，振幅為23 mm，振動(dòng)頻率為18 Hz，此時(shí)

8、樹(shù)莓采收率和采青率分別為71.0％和15.6％。
　　(5)利用農(nóng)業(yè)物料懸浮速度測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行懸浮試驗(yàn)，建立了樹(shù)莓成熟果實(shí)、未成熟樹(shù)莓果實(shí)、樹(shù)莓果枝、樹(shù)莓果托、整葉和單葉的懸浮速度范圍，其結(jié)果表明:樹(shù)莓成熟果實(shí)、未成熟樹(shù)莓果實(shí)、樹(shù)莓果枝、樹(shù)莓果托、整葉和單葉的懸浮速度范圍分別為15.4-17.9 m/s，11.2-14.6 m/s，3.6-5.7 m/s，9.8-12.3 m/s，3.1-4.2 m/s，2.2-3.3 m/s。各