[發明專利]一種局部激勵的振動控制方法

有效

• 申請號: 201911027311.6
• 申請日: 2019-10-27
• 公開（公告）號: CN110603958B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 黃玉萍;王德鎮;李維林;劉英;唐敏;姜東;倪曉宇;緱斌麗;楊雨圖;劉陽
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: A01D46/26
• 分類號: A01D46/26;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 南京科闊知識產權代理事務所(普通合伙) 32400
• 代理人: 王清義

1.一種局部激勵的振動控制方法，其特征在于，所述振動控制方法用于三點可調夾持式振動采摘裝置，所述三點可調夾持式振動采摘裝置包括底座以及設于底座上方的左夾持機構、右夾持機構和中夾持振動機構；中夾持振動機構位于左夾持機構和右夾持機構之間，左夾持機構固定在底座上，右夾持機構和中夾持振動機構均能分別在底座上發生水平移動；左夾持機構和右夾持機構均用于夾持果枝；中夾持振動機構用于夾持果枝并對果枝施加振動，所述中夾持振動機構的振動力通過零剛度減震器隔絕在左夾持機構和右夾持機構上的傳遞；

所述振動控制方法包括以下步驟：

(1)確定左夾持機構所夾持果枝處的振動響應Y_A：

故角頻率為振幅為

其中E為所夾持果枝的彈性模量，A為所夾持果枝的橫截面積，I為所夾持果枝的橫截面對中性軸的慣性矩，ρ為所夾持果枝的密度，k為三點可調夾持式振動采摘裝置的胡克系數，F為中夾持振動機構中激振器的額定激振力，ω為中夾持振動機構中激振器的振動角頻率，t為振動時間；l為左夾持機構和右夾持機構之間的間距，x₁為左夾持機構和中夾持振動機構之間的間距；

(2)通過查詢木材學確定所夾持果枝的彈性模量E、所夾持果枝的橫截面積A、所夾持果枝的橫截面對中性軸的慣性矩I和所夾持果枝的密度ρ，查詢激振器的額定激振力F和振動角頻率ω；

(3)通過胡克定律實驗獲取三點可調夾持式振動采摘裝置的k值；

(4)確定振動采收條件：將步驟(1)中的角頻率ω₀(Y_A)和振幅A₀(Y_A)代入振動采收條件內，得到l和x₁的關系式一；其中L為果柄長度，f為果柄結合力，m為果實質量；

(5)根據需要激勵果枝的最小長度U和所激勵果枝上的成熟果與青果之間的距離b，得：l≥U+2b，結合步驟(4)中的關系式一且要去除果枝上左夾持機構、右夾持機構和中夾持振動機構不可夾持的點來確定l和x₁的值，其中取值在(0,1)之間。

2.根據權利要求1所述的局部激勵的振動控制方法，其特征在于，中夾持振動機構的底部通過直線傳動機構一與底座連接，所述直線傳動機構一用于驅動中夾持振動機構在底座上水平直線移動從而調節中夾持振動機構與左夾持機構之間的間距x₁，右夾持機構通過直線傳動機構二與底座連接，所述直線傳動機構二用于驅動右夾持機構在底座上水平直線移動從而調節右夾持機構與左夾持機構之間的間距l。

3.根據權利要求2所述的局部激勵的振動控制方法，其特征在于，所述中夾持振動機構包括第一機械手、激振器、第一旋轉電機、第一上移動臂、第一中移動臂、第一下移動臂和第一電動旋轉臺；

所述第一旋轉電機固定連接在第一上移動臂上，所述第一旋轉電機的輸出軸與第一機械手連接且第一旋轉電機用于驅動第一機械手旋轉；

所述第一上移動臂的底部與第一中移動臂的頂部旋轉連接，所述第一上移動臂固定連接有第一上驅動電機且第一上驅動電機用于驅動第一上移動臂與第一中移動臂之間發生旋轉運動，所述激振器與第一上旋轉臂連接；

所述第一中移動臂的底部與第一下移動臂的頂部旋轉連接，所述第一下移動臂固定連接有第一中驅動電機且第一中驅動電機用于驅動第一中移動臂與第一下移動臂之間發生旋轉運動；所述第一中移動臂包括上臂和下臂，所述上臂和下臂通過零剛度減振器連接；

所述第一電動旋轉臺的旋轉臺面上固定連接有第一支座和第一下驅動電機，所述第一下移動臂的底部與第一支座旋轉連接，所述第一下驅動電機用于驅動第一下移動臂與第一支座之間發生旋轉運動；所述第一電動旋轉臺的底部通過直線傳動機構一與底座連接。

4.根據權利要求3所述的局部激勵的振動控制方法，其特征在于，所述左夾持機構和右夾持機構的結構相同，均包括第二機械手、第二旋轉電機、第二上移動臂、第二中移動臂、第二下移動臂和第二電動旋轉臺；

所述第二旋轉電機固定連接在第二上移動臂上，所述第二旋轉電機的輸出軸與第二機械手連接且第二旋轉電機用于驅動第二機械手旋轉；所述第二上移動臂的底部與第二中移動臂的頂部旋轉連接，所述第二上移動臂固定連接有第二上驅動電機且第二上驅動電機用于驅動第二上移動臂與第二中移動臂之間發生旋轉運動；所述第二中移動臂的底部與第二下移動臂的頂部旋轉連接，所述第二下移動臂固定連接有第二中驅動電機且第二中驅動電機用于驅動第二中移動臂與第二下移動臂之間發生旋轉運動；第二電動旋轉臺的旋轉臺面上設有第二支座且該旋轉臺面上固定連接有第二下驅動電機，所述第二下移動臂的底部和第二支座旋轉連接，所述第二下驅動電機用于驅動第二下移動臂與第二支座之間發生旋轉運動；

所述左夾持機構的第二電動旋轉臺底部與底座固定連接，右夾持機構的第二電動旋轉臺底部通過直線傳動機構二與底座連接。