基于振动采摘的苹果树枝干动力学特性研究

摘要：基于小变形理论，在欧拉-伯努利梁理论基础上，采用基于地面的三维激光扫描仪和基于标靶球的KD-trees-ICP算法，建立了果树的动力学模型。应用有限元方法，建立了苹果树枝干更精确的有限元模型并进行了仿真分析，得到了苹果树固有频率及不同振动频率下不同直径枝条的频率响应曲线。研究表明：苹果树前12阶固有频率为1.92-5.35Hz；激振力作用下，枝条的振动具有一定的不相关性，且随着激振率频率的增加，振动动能的传输更有效；Φ5-Φ11mm和Φ12-Φ15mm两种直径范围的大枝条的最佳激振力频率分别为2.08Hz和4.48Hz。研究结果为苹果振动采摘以及采摘设备的研发提供了理论基础，具有一定的指导意义。

关键字：振动；苹果树枝干；动力学特性；直径范围；固有频率