【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于核桃采摘机，具体涉及一种基于高速吹风的核桃采摘装置及设计方法。
技术介绍
1、世界核桃品种丰富，栽培面积及分布广，产量多。全世界约有23种核桃属植物，成为许多国家的重要栽培树种。通过查询相关资料可知，核桃总产量在快速增长。
2、云南、广西、贵州是我国核桃生产的主要产区之一，栽培历史悠久，适宜种植面积广，品质优良，在国内外享有较高声誉，且种植条件相对接近，具有一定的参考价值。广西核桃仍以农户分散种植为主。这种状况制约了核桃产业集约化管理以及机械化生产工作的开展，可以采用一些小型核桃采摘机械减轻农户作业压力。
3、目前，核桃采摘机按照采摘技术可以分为气流冲击振动采摘技术、树枝振动采摘技术、树冠振动采摘技术和树干振动采摘技术四种，其中，树枝振动主要由激振装置、夹持装置以及动力源组成，夹持装置夹紧树干后，激振装置将振动传递到树干，使树枝振动，完成采摘过程。这种采摘方式虽然结构简单，但是操作复杂，需要对每根树枝进行操作，耗时较长；树冠振动采摘技术多用于植株较小，果实质量较小的果树，例如枸杞、枣、蓝莓等果树，树冠振动采摘机能够有效地提高水果的采净率，但是与此同时会产生一些损伤，尤其是对树冠结构的破坏；树干振动采摘方式适用于采摘落叶性水果和坚果，但不适用于柑橘类水果；气流冲击振动采摘技术是利用高速冲击气流对果树进行加载冲击，使树枝做加速度运动，进而促使果实掉落的采摘技术，采摘机械与果实之间不产生直接接触，在采摘过程中不会对果树造成损伤，而且可以进行连续的采摘工作，基于我国目前核桃种植区实际状况，设计一种便
4、在公开号为cn108271529a的中国专利中，提到了一种振动式核桃采摘机，属于农业机械装备
本采摘机包括振动采摘部件、中空的支撑连接杆、电源，振动采摘部件、电源分别设置在支撑连接杆的两端，支撑连接杆的中部空腔内设置导线，振动采摘部件的振动源通过导线与电源连接。本专利技术既能适应于不同环境条件又安全经济高效，本专利技术的振动式核桃采摘机的结构简单紧凑、性能安全可靠、操作方便易懂、携带方便和效率高等特点，且避免了人工爬树采摘掉落的危险。
5、本申请人在申请过程中发现，上述申请在使用过程中存在缺陷，该申请公开的核桃采摘机采用的振动式采摘技术，该核桃采摘机在采摘过程中，使用振动采摘部件带动树枝振动，进而使得树枝上的果实掉落，但是这种采摘方式需要使得振动采摘部件与核桃树枝接触，会造成核桃树枝损伤，不利于核桃树的长时间种植生产。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于高速吹风的核桃采摘装置及设计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于高速吹风的核桃采摘装置，包括：
4、高速吹风机，所述高速吹风机出风口端部固定连接有伸缩吹风管，所述伸缩吹风管端部固定连接有调节头；
5、电机，所述电机固定安装在调节头内壁，所述电机输出轴端部固定连接有调控叶轮；
6、汽油发电机，所述汽油发电机与高速吹风机之间固定连接有电线，所述电线上固定连接有过流保护器和控制器。
7、优选的，所述高速吹风机选用离心高速吹风机。
8、优选的，所述伸缩吹风管由两节管道组成，且每节管道长度为一点五米至两米，靠近高速吹风机的管道内径为五十毫米，壁厚为五毫米，远离高速吹风机的管道内径为四十毫米，壁厚为五毫米。
9、优选的，所述伸缩吹风管管道内通风道截面为圆形。
10、优选的，所述电机选用宽度小于伸缩吹风管内径的微型电机。
11、优选的，所述调控叶轮叶片数为六。
12、一种基于高速吹风的核桃采摘装置的设计方法，具体包括以下步骤：
13、s1、选择实验核桃样本采摘地，随机选取10个区域的核桃树，每个区域包含6棵核桃树，包括小树20棵、中树20棵和大树20棵，对这些试验核桃树样本进行参数测定，包括侧枝直径、侧枝高度、二级侧枝直径、二级侧枝高度和核桃树主干高度，并分析核桃树采集参数；
14、s2、选用细白线一端缠绕核桃、另一端与拉力计相连，通过拉力计和细白线拉拽核桃直到核桃脱落，分析脱落核桃参数，包括核桃平均纵径、核桃平均横径、核桃脱落受力大小、核桃果柄与侧枝连接面积和连接强度；
15、s3、根据测量得到的核桃树整体、各级枝干和核桃果实的几何尺寸数据，构建主干型核桃树树型结构，建立核桃树的solidworks三维实体模型；
16、s4、将核桃树的solidworks三维实体模型导入ansys workbench中，在设置界面中选择analysis settings设置为十二阶模态、对核桃树树体进行模态分析并求解各阶固有频率的模态图，根据模态图分析核桃树树体的各阶固有频率值及主要振型特征；
17、s5、设计一种基于高速吹风的核桃采摘装置，包括高速吹风机、固定安装在高速吹风机出风口端部的伸缩吹风管和设置在伸缩吹风管端部的调控叶轮；
18、s6、对核桃采摘装置的关键部位进行选型、结构设计和受力分析；
19、s7、利用设计的核桃采摘装置进行气吹落果装置仿真实验和验证，确定风速、风压对果实采摘的影响，同时根据调控叶轮转速和出风频率分析核桃树枝瞬态动力，确定调控叶轮转速和出风频率与核桃果实共振频率的关系。
20、优选的，在所述s2中，试验采摘核桃按照核桃果实裂口开裂程度将核桃果实成熟度平均分为十等分，建立核桃果实成熟度与果实分离力之间的关系。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术通过设计一种基于高速吹风的核桃采摘装置，包括高速吹风机、伸缩吹风管、调节头、电机、调控叶轮、汽油发电机、过流保护器、控制器，实现了依据核桃结果树枝固有振动频率，调控高速吹风气流的脉动频率与之相一致，通过振动耦合实现快速采摘核桃，并利用仿真对核桃采摘机关键部件，例如出风口和分流器的风场进行研究，并设计试验验证，保证采摘机风场适用于核桃采摘，通过构建有限元仿真分析模型，确定多种核桃脱落条件，首先使用fluent进行高速吹风的仿真研究达到指导实物设计的目的，并根据仿真实验优化核桃采摘装置的设计，通过对采摘机管道出口喷射而出的高速吹风对核桃果柄处的仿真，进一步研究采摘机对核桃的分离情况，确定高速吹风采摘质量与采摘机管口到果柄连接处的距离、独立风扇转速等因素的关系，达到气力式核桃采摘机采摘效率优化的目的，本专利技术公开的核桃采摘方式和核桃采摘装置，便于种植散户携带核桃采摘机进行使用，有助于提升农户采摘核桃果实的效率。
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1.一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述高速吹风机(1)选用离心高速吹风机。
3.根据权利要求2所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述伸缩吹风管(2)由两节管道组成，且每节管道长度为一点五米至两米，靠近高速吹风机(1)的管道内径为五十毫米，壁厚为五毫米，远离高速吹风机(1)的管道内径为四十毫米，壁厚为五毫米。
4.根据权利要求3所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述伸缩吹风管(2)管道内通风道截面为圆形。
5.根据权利要求4所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述电机(4)选用宽度小于伸缩吹风管(2)内径的微型电机。
6.根据权利要求5所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述调控叶轮(5)叶片数为六。
7.一种基于高速吹风的核桃采摘装置的设计方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置的设计方法，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述高速吹风机(1)选用离心高速吹风机。
3.根据权利要求2所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述伸缩吹风管(2)由两节管道组成，且每节管道长度为一点五米至两米，靠近高速吹风机(1)的管道内径为五十毫米，壁厚为五毫米，远离高速吹风机(1)的管道内径为四十毫米，壁厚为五毫米。
4.根据权利要求3所述的一种基于高速吹风的核桃采摘装置，其特征在于：所述伸缩吹风管(2)管道内通风道截面为圆形...
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