荔枝群体振动脱离特性的研究集群
前言：荔枝是一种亚热带水果，广泛种植于印度、越南、澳大利亚、南非、中国南方等地。中国是全球荔枝种植面积最大、产量最高的国家。
2020年，中国总产量达到255.35万吨荔枝采摘期短至一周，避免过熟。中国几乎所有的荔枝都是人工采摘的，所以在采摘季节需要大量的劳动力。
迫切需要高效率的收获机械来代替人力。研究的关键问题是开发能够提高采收效率和减少果实损伤的收获机。振动收获是水果机械收获的主要方法之一。
前期研究开发了荔枝振动收获机，并对振动分离过程中的分离模式和机理进行了探索，表明该方法用于荔枝采收是可行的。关于果实脱落及其影响特性的系统研究却很少。
荔枝是脆弱的水果，容易受损，研究表明，在人工采摘过程中，7.6%的水果因机械损伤而损失.科比发现撞击会导致荔枝果皮褐变或开裂。最近的研究表明，撞击次数和撞击速度影响荔枝果实的损伤程度。
对荔枝和其他水果的研究表明，低振动频率和振幅可能导致低去除率.徐等发现机械振动对蓝莓的品质有很大影响，增加了蓝莓的腐烂率，降低了酶的活性。陆等发现振动显著增加了苹果果实的乙烯释放和呼吸速率，导致苹果损伤更快，贮藏时间更短。
根据树体特征和果实特性选择合适的振动技术，包括振动器类型、振幅、频率和夹具位置，以提高坚果收获效率。塞尔吉奥等人通过选择适宜的频率范围，获得了较高的收获质量，收获效率接近85%16利用有限元法和响应面法对枸杞收获机进行了优化。
获得了最佳转速和振幅范围，提高了收获效率，减少了损伤。因此，选择合适的振动参数对提高果实去除率和降低损伤程度至关重要。
振动收获广泛应用于甜樱桃、柑橘、橄榄等水果，许多研究集中在振动参数对振动效率的影响。在适当的振动参数下，树冠振动筛系统可以实现90%以上的水果去除率.使用合适的振动频率和振动时间可以提高甜樱桃的去除率和去除效率.
以适当的参数和持续时间摇动柑橘树也可以使果实脱离更有效.对于不同的成熟阶段，使用合适的振动频率和振幅可以提高橄榄振动筛的收获效率.布兰科等人研究了摇干器的持续时间和重复次数对橄榄收获效率的影响。
索拉-吉拉多等人的研究表明，当振动参数选择适当时，可以在不损伤果树的情况下提高果实收获效率。珊瑚等人降低频率并增加振幅，以实现柑橘的最佳机械收获。卡洛斯等人在他们的实验中确定了分离高度成熟的咖啡果实的最佳频率范围。摇动位置对果实脱落也有重要影响。
将手持摇动器应用到甜樱桃树的树枝上。结果表明，激发位置与结果区的距离影响果实脱离效率。何等引入了包含结果枝和兴奋枝几何尺寸的果实位置指数。
这些指标与果实的加速度之间有很强的相关性。水果在摇动过程中的脱离时间非常重要，这是提高摇动机器行进速度的主要限制之一确定荔枝果穗的有效摇动位置是一个亟待解决的问题。
表面冲击是导致果实损伤的主要原因。对于成串生长的水果，如荔枝和甜樱桃，在振动收割过程中，水果之间的碰撞是不可避免的.周等发现这种影响也可能发生在果实和树枝之间，并且这些影响的数量少于果实对果实的影响。
由于荔枝串的结果枝又长又细，摇动位置必须靠近果实以获得足够的脱离能量水果和振动筛之间的碰撞也可能发生，这还没有被研究过。
以前的研究主要集中在振动参数对收获效率、去除率和果实损伤的影响上。一些研究也观察到了形态特征对收获效果的影响。
对于成串生长的果实，群体效应对果实脱落的影响仍然不清楚。本文利用直线往复振动机构收获荔枝果穗，研究了以下课题。
在不同的振动频率和振幅下，水果位置对分离时间和水果间碰撞的影响。引入综合考虑果实总质量和晃动位置信息的荔枝聚类指数，研究其对脱离时间的影响。还观察了摇动位置对水果-摇动器冲击的影响。
计算了离体荔枝果实的水平抛掷距离。本文将机器视觉和目标振动采摘相结合，对荔枝果实进行采摘。机器视觉技术可以分析荔枝果串的形态特征，指导振动筛在合适的位置以合适的振动参数激励荔枝果串。
结论：总体趋势显示，脱离时间随着水果到摇动器的距离和聚集指数而增加。聚集指数与脱离时间有更强的相关性。说明摇动位置和果实总质量影响脱离速度。分离时间可以用聚类指数来预测。
在大于果实到摇床距离的基础上，通过进一步研究集群指数和集群内果实数量，可以确定荔枝集群的最佳振动位置。
