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题名无人机吊挂式毛竹去梢装置优化设计与试验
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作者
马锃宏
赵胤
王冠凯
陈洪立
蒋志
王进
杜小强
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机构
浙江理工大学机械工程学院
浙江省农业智能感知与机器人重点实验室
农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室(部省共建)
铖飞无人机科技(台州)有限公司
浙江省林业科学研究院
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出处
《农机化研究》
北大核心
2026年第6期130-139,共10页
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基金
国家林草装备科技创新园研发攻关项目(2024YG02,2023YG02)
“尖兵领雁+X”科技计划项目(2025C02202)
浙江省“领雁”研发攻关计划项目(2023C02053)。
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文摘
目前,毛竹去梢作业完全依赖于人工钩梢,劳动强度大,人身危险高,且面临人口老龄化与劳动力短缺困境,急需相应的机械化去梢装置。为此,优化设计了一种适用于无人机吊挂的毛竹去梢装置。首先,对竹梢的物理特性与切削特性进行了分析,以锯片转速和进给速度作为试验因素,分别对竹茎、竹节部位进行锯切试验,确定了锯片转速1550~2150 r/min、进给速度0.3~0.7 m/s为较佳工作参数区间;基于无人机作业特点与毛竹几何物理特性,确定了多圆盘去梢末端与多段式吊挂机构的关键设计参数;通过SolidWorks软件建立竹材锯切的仿真模型,并利用ANSYS/LS-DYNA仿真模块进行竹梢的切削仿真试验,选取对切削性能影响显著的锯片转速和进给速度两个关键因素,进行了二因素五水平二次正交旋转组合试验。通过对仿真试验结果分析优化,确定了去梢装置的最优参数组合为锯片转速1700 r/min、进给速度0.47 m/s。在上述基础上将毛竹去梢装置与无人机集成,并开展林间毛竹去梢试验,结果表明:当锯片转速为1700 r/min、飞行速度为0.47 m/s时,去梢成功率为93.3%,梢头平均长度为3.55m,满足毛竹去梢作业要求。
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关键词
毛竹去梢
吊挂机构
无人机
圆盘切割
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Keywords
moso bamboo tip removal
suspension mechanism
UAV
disc cutting
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分类号
S77.6274
[农业科学—森林工程]
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