牽引式疏花機設(shè)計與試驗*

周艷，潘云飛，何磊，宋龍，宋振帥，王強

(1. 新疆農(nóng)墾科學(xué)院機械裝備研究所，新疆石河子，832000； 2. 石河子大學(xué)，新疆石河子，832003)

0 引言

隨著人們生活質(zhì)量的提高，對水果的需求增大[1]，我國果園面積呈遞增趨勢[2]，其中疏花是果園管理階段一個重要的環(huán)節(jié)[3]，需要大量的勞動力，尤其體現(xiàn)在蘋果、桃園和梨園[4]。而疏花方式有傳統(tǒng)人工作業(yè)、化學(xué)、機械式[3]，其中以手工作業(yè)為主[5]，半自動機械為輔?，F(xiàn)階段由于機械裝置作業(yè)效率高、成本低且適合大面積作業(yè)等優(yōu)勢，已成為該階段作業(yè)的重要發(fā)展方向[6]。如國外Martin-Gorriz等[7]設(shè)計了一種輕巧、操作簡單的手持式樹冠振動疏花器，在減少作業(yè)的同時也將成本節(jié)約了88%；Mcclure等[8]研發(fā)了一種，利用噴霧進行疏花裝置，可以有效減少花朵數(shù)，顯著降低坐果率，增加果園產(chǎn)量；美國設(shè)計了一種拖拉機車載式梳棒疏花機，通過振動樹冠進行工作，可減少花朵數(shù)目，降低養(yǎng)分消耗[9]。德國Assirelli等[10]設(shè)計了一種車載柔性疏花機，利用轉(zhuǎn)軸帶動塑料條旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力擊打樹冠進行疏花作業(yè)；國內(nèi)學(xué)者結(jié)合國外機械，針對我國果園種植模式設(shè)計了一系列疏花裝置，包括手持式、單頭式疏花裝置等，如楊洲等[11]設(shè)計了一種手持式機械柔性疏花器，該機通過調(diào)節(jié)高度和角度可以實現(xiàn)不同樹形的疏除作業(yè)；李君團隊[12]設(shè)計了一種懸掛式電動柔性疏花機，該機試驗結(jié)果表明，該機可以滿足仿形作業(yè)要求；汪強[13]研發(fā)了一種針對矮密蘋果栽培模式與主干形密植桃樹栽培模式的疏花裝置，確定了疏刷元件安裝組合下，疏花效果滿足農(nóng)藝要求；雷嘵輝等[14]設(shè)計了一種三節(jié)臂機載式疏花機，可降低梨樹的絕對坐果率。

綜上所述，我國機械化疏花裝置現(xiàn)階段仍存在許多問題：缺少可靠的疏花工作參考資料[15]、缺少參考標(biāo)準(zhǔn)、缺少實地田間試驗、缺少工作標(biāo)準(zhǔn)，機械化疏花裝置少、穩(wěn)定性低、作業(yè)內(nèi)容單一、應(yīng)用性低，無法滿足規(guī)?；芄麍@的作業(yè)需求，導(dǎo)致我國在自動化與人工智能化果園疏花裝備領(lǐng)域尚處于空白。本文針對國內(nèi)現(xiàn)代果園生產(chǎn)管理環(huán)節(jié)，設(shè)計了牽引式疏花機及關(guān)鍵部件，以期為我國果園生產(chǎn)機械化技術(shù)的推廣應(yīng)用提供參考與借鑒。

1 牽引式疏花機結(jié)構(gòu)和工作原理

疏花裝置整機機構(gòu)如圖1所示，該機由牽引機構(gòu)和疏花裝置組成。

圖1 疏花裝置整機結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)現(xiàn)代果園種植模式的行間距、株距、果樹種類、樹齡并結(jié)合疏花農(nóng)藝要求，確定整機長×寬×高為3 710 mm×2 242 mm×2 607 mm。

1.1 整機結(jié)構(gòu)

牽引式疏花機(圖2)由牽引機構(gòu)、傳動機構(gòu)、連桿機構(gòu)、液壓缸、機架、液壓馬達、導(dǎo)向滑軌、轉(zhuǎn)動軸、膠條、液壓控制系統(tǒng)組成。

圖2 疏花機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

牽引機構(gòu)與疏花機構(gòu)可拆卸連接；疏花機構(gòu)包括支撐架、底部安裝架，支撐架與底部安裝架滑動連接，底部安裝架與牽引機構(gòu)可拆卸連接。支撐架包括前支撐架、后支撐架和第一連接架前支撐架、后支撐架和第一連接架形成U型結(jié)構(gòu)；前支撐架的端部設(shè)有前L型連接架，后支撐架的端部設(shè)有后L型連接架，前L型連接架和后L型連接架均位于支撐架1的內(nèi)側(cè)，前L型連接架或者后L型連接架與所述支撐架1的內(nèi)側(cè)滑動連接；前L型連接架的端部固設(shè)有第一U型安裝框，后L型連接架的端部固設(shè)有第二U型安裝框，第一U型安裝框與第二U型安裝框之間安裝有疏花組件。

主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 牽引式疏花機主要技術(shù)參數(shù)Tab. 1 Main technical parameters of orchard caterpillar flower thinning machine

1.2 工作原理

拖拉機負責(zé)將疏花部件牽引至待作業(yè)的果園，通過第二液壓桿、第一液壓桿、第一液壓馬達和蝸桿，實現(xiàn)疏花組件水平位置及傾斜角度的調(diào)整。通過液壓馬達帶動疏花轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，膠條在轉(zhuǎn)軸帶動下?lián)舸蚬ι系幕ǘ?，?dāng)膠條上的擊打力大于花朵的最大承受力，花朵在膠條的作用下被打掉。通過調(diào)整液壓馬達轉(zhuǎn)速、膠條間隔以及膠條組數(shù)，結(jié)合疏花組件的傾斜切入角度和拖拉機的行進速度，從而達到不同的疏除效果[16]。

1.3 疏花裝置關(guān)鍵部件設(shè)計

牽引式疏花裝置：底部安裝架包括前安裝架、后安裝架和第二連接架，前安裝架和后安裝架均與第二連接架固定連接形成U型結(jié)構(gòu)前安裝架位于前支撐架的下方，后安裝架位于后支撐架的下方；前安裝架和后安裝架上均安裝有滑軌，每個滑軌上均設(shè)有與其相匹配的滑塊，滑塊的頂面與相對應(yīng)的前支撐架或者后支撐架的底面固定連接，如圖3所示。

圖3 支撐架與底部安裝架結(jié)構(gòu)俯視圖

后安裝架上安裝有第一液壓馬達，且位于后支撐架的后側(cè)，后支撐架的外側(cè)面上固設(shè)有兩個蝸桿固定架，馬達輸出端連接渦輪，兩個蝸桿固定架之間固設(shè)有蝸桿，蝸桿與渦輪通過嚙合連接，渦輪固定在底部與拖拉機連接的支架上與馬達進行齒輪連接，馬達轉(zhuǎn)動帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪與蝸桿連接將豎直方向上的力，通過渦輪轉(zhuǎn)成整個疏花支架水平方向上移動的力，結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 底部安裝架與支撐架之間滑動連接結(jié)構(gòu)示意圖

牽引式疏花裝置第一連接架上設(shè)有2個安裝塊，2個安裝塊的頂部均設(shè)有連接塊，位于前側(cè)的連接塊上活動連接有第一液壓桿，位于后側(cè)的連接塊上活動連接有第二液壓桿，第一液壓桿與第二液壓桿的輸出端與前L型連接架的頂部活動連接，后支撐架的內(nèi)側(cè)面上固設(shè)有滑動導(dǎo)向軌，且與后L型連接架通過滑動連接。

疏花組件包括設(shè)置在第一U型安裝框上的支撐桿，該支撐架貫穿第一U型安裝框的頂面和底面，且支撐桿的頂部固設(shè)有橫向固定架，橫向固定架的一端與支撐桿的頂部固定連接，橫向固定架的另一端底部有轉(zhuǎn)動連接轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸貫穿第二U型安裝框的頂面和底面，轉(zhuǎn)軸與第二U型安裝框的頂面和底面也為轉(zhuǎn)動連接，第二U型安裝框的底部安裝有第二液壓馬達，該馬達的輸出端與轉(zhuǎn)軸通過固定連接；轉(zhuǎn)軸上均勻設(shè)有若干連接孔，處于相同高度的連接孔有4個，且處于相同高度的4個連接孔對稱設(shè)置，每個連接孔內(nèi)均可拆卸設(shè)有膠條，膠條均位于U型安裝框的上方。

導(dǎo)向滑軌不僅可以實現(xiàn)疏花軸的運動軌跡的控制，使運動軌跡可調(diào)整，方便控制并且可以加強疏花軸在外界環(huán)境影響下疏花軸在路面不平的情況下保持預(yù)定的位置，起到固定的作用；且可承受疏花作業(yè)時收到的沖擊力，結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖5 支撐架與底部安裝架結(jié)構(gòu)仰視圖

導(dǎo)向滑軌與底部支架通過螺栓固定連接。底部支架與L支架通過螺栓鉸連接可以轉(zhuǎn)動，兩個橫向螺栓也稱為導(dǎo)向支撐桿穿過底部支架在導(dǎo)向滑軌槽中滑動；裝置中兩個液壓馬達通過加裝換向閥可以實現(xiàn)工作的正反轉(zhuǎn)，如果不加僅只能一個方向轉(zhuǎn)，換向閥的作用就是切換A，B進油口，通過調(diào)整進油的連接口可以實現(xiàn)馬達的順時針方向旋轉(zhuǎn)和逆時針方向旋轉(zhuǎn)。通過液壓馬達的正反轉(zhuǎn)可以實現(xiàn)渦輪以及蝸桿工作方向的調(diào)整，從而帶動支撐架往復(fù)運動。

疏花轉(zhuǎn)軸上均勻設(shè)有若干連接孔，處于相同高度的連接孔有4個，4個連接孔對稱設(shè)置，孔內(nèi)均可拆卸設(shè)有膠條，膠條均位于U型安裝框的上方。連接孔的直徑為5 mm。孔徑為5 mm是因為膠條直徑與轉(zhuǎn)軸固定部分的連接孔的直徑為5 mm，且連接孔為5 mm時才可以實現(xiàn)膠條的固定，滿足作業(yè)過程中支撐固定需求，否則膠條在工作過程中容易脫掉。疏花膠條為可調(diào)直徑，可以選直徑為2、3、4、5、6 mm等，但與轉(zhuǎn)軸連接部分一直為5 mm，轉(zhuǎn)軸四面有膠條安裝孔，可以選擇一面、兩面、三面、四面對稱安裝或者呈90°安裝等，如圖6所示。

圖6 轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)示意圖

2 液壓系統(tǒng)設(shè)計與選型

液壓缸與液壓馬達都是能量轉(zhuǎn)化裝置，將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，驅(qū)動疏花轉(zhuǎn)動軸運動工作。液壓控制系統(tǒng)：由液壓泵、液壓缸、集成塊(或閥組合)液壓閥、液壓電機和液壓油箱等組成，選用具有液壓設(shè)備質(zhì)量小，可傳遞較大力、工作范圍大和工作效率高的液壓驅(qū)動；液壓系統(tǒng)與電控系統(tǒng)結(jié)合工作，操作簡單，控制便捷；液壓系統(tǒng)中設(shè)有溢流閥保護系統(tǒng)，可靠性高，安全性高；且采用專用液壓油節(jié)能環(huán)保[17]。

2.1 液壓缸設(shè)計與選型

根據(jù)農(nóng)藝作業(yè)要求，采用雙作用活塞桿液壓缸，分別在缸體的上部和下部設(shè)有進油口，活塞桿、液壓缸頂端和低端，通過鉸連接安裝在U型連接塊上。

1) 首先計算液壓系統(tǒng)的負載力，整個疏花裝置質(zhì)量總重為100 kg，根據(jù)疏花裝置質(zhì)量大小計算雙作用液壓缸的負載力。

Fty=Ftz+Ftf+Ftg

(1)

式中：Fty——額定速度作業(yè)過程中滿載時液壓缸的總阻力；

Ftz——雙作用液壓缸受到的載荷，N；

Ftf——摩擦力，N；

Ftg——慣性力，N。

根據(jù)疏花機構(gòu)作業(yè)時受到?jīng)_擊力較小，雙作用液壓缸載荷取1 000 N；摩擦系數(shù)為0.15，因此摩擦力Ftf=1 000×0.15=150 N。

根據(jù)牛頓第二定律在慣性系中其力與運動的關(guān)系

Ftg=ma=1 000 N

(2)

式中：m——物體的質(zhì)量；

a——物體的加速度。

由此可知液壓缸總負載Fty=1 000+150+1 000=2 150 N。

由《機械設(shè)計實用手冊》可知當(dāng)負載在1.6～2.5 kN時，選用液壓缸的工作壓力為P=6.3 MPa[16]。

2) 損失量。由設(shè)計手冊得知因考慮油泵出口管路到油缸間管路的損失量為0.9 MPa，則實際壓力pa=6.3-0.9=5.4 MPa。

3) 由式(3)計算液壓缸的內(nèi)徑D=21.39 mm，隨后根據(jù)液壓設(shè)計手冊可知，選取液壓缸的內(nèi)徑D為25 mm。

(3)

式中：D——液壓缸的內(nèi)徑，m；

F——工作負載，N；

η——工作效率，取0.95。

4) 活塞桿直徑。液壓缸活塞桿在液壓系統(tǒng)扮演了一個重要角色，是支持活塞做功的連接部件，主要作用是傳遞扭矩、承受載荷。基本特征是細長軸加工，可以影響整個裝置的可靠性。根據(jù)液壓設(shè)計手冊對活塞桿進行計算，因疏花裝置液壓系統(tǒng)的負載壓力≤10 MPa，可知液壓缸速比φ=1.33，由活塞桿設(shè)計公式(4)可求得活塞桿直徑d=12.45 mm，根據(jù)液壓設(shè)計手冊可知當(dāng)活塞桿直徑為12.45 mm時，取活塞桿直徑d=13 mm。

(4)

5) 導(dǎo)向套長度，導(dǎo)向套是支撐活塞桿，該零件的材料應(yīng)具有耐磨損、配合精度高、摩擦力小且有良好的抗震動、沖擊力與彎曲力。最小導(dǎo)向距離是指活塞桿工作到極限位置時，活塞載荷面的中點到導(dǎo)向套運動面的中點的距離[16]。由機械設(shè)計手冊可知，導(dǎo)向距離應(yīng)滿足式(5)。

(5)

式中：L——液壓缸最大工作行程，L=800 mm。

可得Hth≥52.5 mm，由機械設(shè)計手冊可知當(dāng)Hth≥52.5 mm時，符合的最小導(dǎo)向長度為60 mm。

6) 為了防止設(shè)備活塞桿受到較大的軸向力，發(fā)生變形彎曲，導(dǎo)致液壓缸無法正常工作[18]，需校驗活塞桿的穩(wěn)定性。由機械設(shè)計手冊可知活塞桿行程與活塞桿直徑之比>10時，需對活塞桿進行穩(wěn)定性校核。疏花裝置液壓缸的活塞桿行程為800 mm，直徑為25 mm，行程與直徑之比為32(>10)，需進行穩(wěn)定性校驗。根據(jù)式(6)進行校驗。

(6)

式中：Fkmax——液壓缸的最大推力，N；

Fk——液壓缸的臨界載荷，N；

Nkh——穩(wěn)定安全系數(shù)，取2～4。

臨界載荷Fk與活塞桿的設(shè)計長度、材料、橫截面形狀和液壓缸的安裝方式有關(guān)。

(7)

式中：nkh——兩邊安裝形式系數(shù)，鉸連接，選取nkh=3；

EP——材料的彈性模量，由選型手冊可知EP=2.1×103N/m2；

JP——活塞桿得截面轉(zhuǎn)動慣量。

(8)

由式(8)計算可得JP=1 401.27 kg·m2。代入式(7)得Fk=77 369 385.47 N。代入式(6)中得Fkmax≤19 342 346.36 N，綜上所述可知該液壓缸活塞桿的穩(wěn)定性符合設(shè)計要求。

2.2 液壓泵選型

液壓泵和電機組成了液壓系統(tǒng)的驅(qū)動部分，確定液壓泵最大工作壓力，液壓泵的公稱壓力pth與選擇的液壓缸的公稱壓力p相等，其值為6.3 MPa。

液壓泵工作的最大壓力

pp=p+∑ΔP

(9)

式中： ∑ΔP——液壓泵出口到入口過程的管路損失，∑ΔP=0.5 MPa。

計算可得pp=pth+∑ΔP=6.3+0.5=6.8 MPa。因此選用CB-B11齒輪泵，其額定壓力為6.8 MPa；選用1 450 r/min電機，通過溢流、節(jié)流完成該機工作。設(shè)備中多個液壓缸同時工作時，系統(tǒng)內(nèi)輸出流量

qh≥kh×∑qv

(10)

式中：kh——液壓系統(tǒng)泄露修正系數(shù)，取1.1～1.3；

∑qv——全部裝置一起工作時液壓缸的總流量，L/min。

已知活塞桿工作行程L=800 mm，橫移一次時間為20 s，可知最大行程的速度Vh=40 mm/s。

(11)

因此qv=19 625 mm3/s，∑qv=2qv=39 250 mm3/s，qh≥kh×∑qv=47 100 mm3/s=2 826 L/min。

2.3 液壓電機選型

由機械設(shè)計手冊得知電機功率

(12)

式中：qh——液壓泵的輸出流量，L/s；

ηb——泵體總效率，由手冊得知齒輪泵0.6～0.7。

由此可得Ph=25.434 kW，根據(jù)選型手冊選取Y63M2-4電機。

2.4 液壓馬達選型

根據(jù)該設(shè)備的作業(yè)環(huán)境以及作業(yè)內(nèi)容可知，本裝置需結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、運動震動小、工作平穩(wěn)、噪聲小和負載轉(zhuǎn)矩較小的液壓馬達。綜上所述，選型號為M2，額定壓力為5.5 MPa的液壓馬達，如表2所示。

表2 液壓馬達參數(shù)Tab. 2 Hydraulic motor parameters

2.5 液壓系統(tǒng)工作原理

牽引式疏花機有兩個鉸連接的液壓缸活塞桿，通過伸出與收縮來完成疏花轉(zhuǎn)動軸的方向調(diào)整，如圖7為液壓缸系統(tǒng)原理圖[19]。疏花部件調(diào)整角度時，液壓系統(tǒng)的液壓泵開始工作，通過計算作業(yè)環(huán)境和工作負載下，設(shè)定液壓系統(tǒng)的最高壓力，可調(diào)節(jié)流量控制閥。調(diào)整液壓油的流量大小，改變根據(jù)馬達轉(zhuǎn)速、機架位置、疏花軸轉(zhuǎn)速等參數(shù)，隨后四個三位四通換向閥開始工作(三位四通閥可處于左或右導(dǎo)通狀態(tài))，液壓油液流入換向閥之后經(jīng)過分流集成閥分流到待工作的液壓缸任何一側(cè)，推動液壓缸活塞桿進行往復(fù)運動，當(dāng)疏花部件工作調(diào)整到極限位置時，換向閥切換到中間位置。液壓泵卸荷，液壓缸的活塞桿停止伸出或者伸縮。液壓油液流入換向閥之后經(jīng)過分流集成閥分流到待工作的液壓馬達時，該液壓系統(tǒng)可以分別控制兩個馬達單獨工作實現(xiàn)機架和轉(zhuǎn)軸的作業(yè)參數(shù)調(diào)整，其中溢流閥是安全閥，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。

該液壓系統(tǒng)中幾個子回路并聯(lián)，在工作過程中泵承受的壓力小，在作業(yè)的時候可以同時動作也可單個動作。當(dāng)疏花機停止工作時，壓力升高作用到壓力繼電器的動作壓力達到預(yù)設(shè)值時，電磁閥6通電，溢流閥溢流泵卸荷。馬達正反轉(zhuǎn)都可調(diào)速，在該機工作過程中兩個液壓缸一般不用調(diào)速，如果需要調(diào)整液壓缸，可以通過設(shè)備中的手把控制開口控制流量調(diào)速。系統(tǒng)中并聯(lián)回路子回路壓力相等，動作回路的各流量和等于泵的流量，如果多個子回路同時動作的話，會影響到速度[20]，如圖7所示。

圖7 液壓系統(tǒng)原理圖

3 試驗與分析

為了驗證牽引式疏花機田間作業(yè)的疏除效果、液壓缸以及液壓馬達工作的設(shè)計與選型是否合理，于2021年4月中下旬在山東棲霞市蘋果現(xiàn)代矮砧集約栽培示范基地進行試驗。

3.1 材料與方法

試驗果園種植為三年到五年蘋果樹，果園果樹為紡錘形，行間距為3 000 mm，株距為2 000 mm，樹高2 500 mm，單側(cè)樹枝長900～1 200 mm，樹枝離地最低距離600～900 mm，最高樹枝離地距離2 100～2 400 mm。

作業(yè)前要進行疏花機調(diào)試，保證各個機構(gòu)正常平穩(wěn)工作。通過轉(zhuǎn)速儀對轉(zhuǎn)動軸進行測試，確保疏花軸達到預(yù)定轉(zhuǎn)速，保證試驗正常進行；在測試果園內(nèi)任意選定3個樣本采集點，采集區(qū)尺寸為2 000 mm，由試驗人員采集疏花作業(yè)前的蘋果花朵數(shù)，記錄每組數(shù)值，其效果如圖8所示。

(a) 疏花作業(yè)前 (b) 疏花作業(yè)后

待疏花機作業(yè)后，分別記錄試驗前布置的3個測試點的蘋果花朵數(shù)及疏除數(shù)值，由式(13)計算疏除率C。

(13)

式中：a——疏花機作業(yè)前的蘋果花朵數(shù)；

b——疏花機作業(yè)后的蘋果花朵數(shù)。

3.2 試驗結(jié)果與分析

拖拉機前進速度設(shè)定為4 km/h、轉(zhuǎn)動軸的膠條轉(zhuǎn)速為300～400 r/min、膠條間隔為5 cm，開始進行疏花作業(yè)，作業(yè)前后的試驗數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 疏花機田間試驗數(shù)據(jù)值Tab. 3 Flower thinning machine field test data value

綜上所述，由此次試驗所采集數(shù)據(jù)計算得出，該疏花機疏花率在29%～35%之間。根據(jù)我國園藝技術(shù)專家組要求“果實坐果量最多3個，且均勻分布在枝條上，農(nóng)藝要求疏花疏除率為30%～50%”，可知該疏花機的試驗作業(yè)疏除率滿足我國農(nóng)藝要求，完成了果園疏花階段的疏花要求，減少養(yǎng)分消耗、保證果樹樹體健壯、平衡營養(yǎng)生長、調(diào)節(jié)樹體負載量，在很大程度上降低了經(jīng)濟效益。滿足疏花農(nóng)藝要求的工作參數(shù)組合分別為前進速度4 km/h、膠條轉(zhuǎn)速為300～400 r/min、膠條間隔為5 cm。

試驗表明疏花機在進行疏除作業(yè)時，利用拖拉機移動至待作業(yè)果園的果樹位置，根據(jù)果園實際情況，可實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)液壓缸活塞桿調(diào)整，完成裝置作業(yè)位置和角度的調(diào)整；并通過調(diào)整液壓系統(tǒng)中液壓馬達的轉(zhuǎn)速，改變疏花膠條轉(zhuǎn)速與膠條的離心力大小，完成疏除作業(yè)；最后通過田間試驗，驗證裝置可完成果園疏花作業(yè)，并達到果園園藝要求，表明該機符合設(shè)計要求，液壓系統(tǒng)各個模塊選擇合理，能夠?qū)崿F(xiàn)果園的疏花要求。

4 結(jié)論

1) 本文針對現(xiàn)代矮化密植果園，在疏花作業(yè)階段工作量大、成本高、機械化程度低和傳統(tǒng)手工疏花效率低等一系列困難問題，設(shè)計了一種牽引式疏花機。通過對現(xiàn)代果園調(diào)研，隨后對適用于該種植模式及環(huán)境下的疏花裝置進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和機構(gòu)部件選型。確定了疏花裝置的整機尺寸為3 710 mm×2 242 mm×2 607 mm；根據(jù)疏花作業(yè)需要，對設(shè)備的液壓系統(tǒng)進行設(shè)計與選型，確定液壓缸內(nèi)徑為25 mm，活塞桿直徑為13 mm，最大負載為2.5 MPa，導(dǎo)向套長度為17 mm，液壓泵為2.5 MPa，電機為2.5 kW。

2) 對該機進行田間試驗，整理并計算疏花機作業(yè)前后果樹花朵數(shù)目，可知疏花機的疏除率在29%～35%，滿足我國矮化密植果園的疏花農(nóng)藝要求，試驗表明該疏花裝置可以提高果園坐果率、減少養(yǎng)分消耗、保證果樹樹體健壯、增加養(yǎng)分積累、滿足疏花農(nóng)藝要求。由試驗可知在滿足疏花農(nóng)藝要求時，疏花機工作參數(shù)為：前進速度4 km/h、轉(zhuǎn)動軸的膠條轉(zhuǎn)速為300～400 r/min、膠條間隔為5 cm，試驗表明該疏花裝置可以解決我國疏花機疏除效率低等問題，并實現(xiàn)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，從而提高果園經(jīng)濟效益。