孔德剛，劉魏，霍俊偉，趙永超

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，哈爾濱 150030）

藍莓成熟期結(jié)合力變化規(guī)律的測試與分析

孔德剛1，劉魏1，霍俊偉2，趙永超1

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，哈爾濱 150030）

為給藍莓采摘機提供合理設(shè)計依據(jù)，確定機械化采收的最佳時期，在分析藍莓結(jié)合力與振動力基礎(chǔ)上，通過實測成熟期藍莓果實的抗拉力、抗剪力、質(zhì)量和尺寸等參數(shù)，建立抗拉力和抗剪力隨時間、氣溫和相對濕度變化的回歸模型，研究時間、氣溫和相對濕度對抗拉力和抗剪力的影響，分析抗拉力和抗剪力與時間、氣溫及相對濕度的相關(guān)性，建立抗拉力和抗剪力隨時間變化的回歸模型。結(jié)果表明，抗拉力與時間極強相關(guān)，與氣溫和相對濕度相關(guān)性不顯著，抗剪力與時間強相關(guān)，與氣溫和相對濕度中等程度相關(guān)；成熟期內(nèi)藍莓的抗拉力和抗剪力分別在0.53～0.72 N和0.22～0.48 N之間變化，且隨著時間的增加而減?。凰{莓果實表面變成藍色約5 d后抗拉力和抗剪力明顯減小，范圍分別為0.44～0.53 N和0.22～0.25 N，其平均值分別為0.47 N和0.23 N。

藍莓；成熟期；結(jié)合力；振動力

藍莓花青素（Anthocyanidin）含量豐富，具有增強血管彈性，改善循環(huán)系統(tǒng)等多種功效，近年來國內(nèi)外藍莓栽植量不斷增加，由于藍莓果實小、果皮薄，在機械化采收時損傷率較高，造成經(jīng)濟損失。學(xué)者在農(nóng)業(yè)生物力學(xué)領(lǐng)域展開廣泛研究[1]，但關(guān)于小漿果的力學(xué)特性及其變化規(guī)律研究相對較少。

現(xiàn)有研究主要是針對黑加侖、番茄或葡萄等，如王榮等測定葡萄與番茄的宏觀力學(xué)特性參數(shù)[2-4]，認為最大拉應(yīng)力是造成葡萄機械損傷主要原因，建立單顆葡萄力學(xué)模型；王業(yè)成等測定黑加侖的基本物理力學(xué)特性及其隨成熟度和采收日期的變化規(guī)律[5]。郭艷玲等實測出藍莓熟果、青果與母枝的平均結(jié)合力分別為0.3、0.9和1.6 N[6-7]，但藍莓成熟期結(jié)合力特性及其變化規(guī)律研究尚未見報，現(xiàn)有藍莓采摘機多為振動式，振動力過大會使果實破裂，過小則果實不能脫落。因此，研究藍莓成熟期結(jié)合力特性及其變化規(guī)律對合理設(shè)計采摘機極為重要。本研究跟蹤測試成熟期藍莓果實與果柄間的抗拉力和抗剪力，通過分析獲得藍莓在成熟期內(nèi)抗拉力和抗剪力及隨時間變化的規(guī)律，為藍莓采摘機設(shè)計提供合理技術(shù)依據(jù)。根據(jù)藍莓果實抗拉力和抗剪力變化規(guī)律，提出機械化采摘藍莓最佳采收時期。

1 藍莓結(jié)合力與振動力分析

在藍莓果實自然成熟階段，藍莓植株激素脫落酸含量增加，促進果柄基部形成薄壁細胞，逐漸形成離層，隨著果實成熟，果柄與果實間結(jié)合力逐漸減小，直至在外力或自重作用下果實脫落。振動式藍莓收獲機工作原理是通過一定形式振動機構(gòu)，將機械振動傳遞給果樹，果樹以一定頻率和振幅振動，使果枝上果實以某種振動形式加速運動，并受到慣性力作用，當(dāng)慣性力大于果實與果柄間結(jié)合力時，果實在離層處斷裂，完成脫落過程[8]。

1.1 藍莓果實的振動形式

一般認為果樹為單自由度系統(tǒng)[9-11]，如圖1所示。在果樹受迫振動過程中，只考慮與激振力方向一致的系統(tǒng)自由度。

①直線往復(fù)振動：將主枝—側(cè)枝系統(tǒng)簡化為以側(cè)枝與主枝結(jié)合處為支點的懸臂梁粘性阻尼系統(tǒng)，當(dāng)側(cè)枝受外加激振力作用時，產(chǎn)生直線往復(fù)振動，果實隨之產(chǎn)生橫向直線往復(fù)振動，果柄與側(cè)枝、與果柄間主要受剪力作用。

②定點擺動振動：將果柄—果實系統(tǒng)簡化為以果柄與側(cè)枝結(jié)合處為支點的懸臂梁粘性阻尼系統(tǒng)，果實在慣性力的作用下，果實產(chǎn)生定點擺動振動，果實與果柄之間主要受拉力（離心力）作用。

③復(fù)合振動：大多數(shù)情況下，果實的振動形式是直線往復(fù)振動與定點擺動振動復(fù)合而成的運動形式，果實的振動形式較為復(fù)雜，可認為果實受到剪力和拉力的復(fù)合作用。

圖1 果柄—果實系統(tǒng)受力分析Fig.1 Mechanical analysis of stem-berry system under forced excitation

1.2 藍莓果實的結(jié)合力分析

機械采摘藍莓時，果樹受到振動力的作用，其果實的運動方程為

式中：A為振動幅值（m）；ω為振動角速度（rad·s-1）；?為初始相位角（rad）；ξ為阻尼比。

對（1）式求二階導(dǎo)數(shù)，得

由牛頓第二定律可知作用在果實上的慣性力FI為：

由達朗貝爾原理（見圖1）可知，作用于果樹枝上的外力與藍莓果實運動的慣性力大小相等方向相反，即，

因此，由（2）、（3）和（4）式可得振動力表達式：

式中，m為藍莓果實質(zhì)量（kg）。

另外，藍莓樹枝在采摘機的振動力作用下，果實的運動多數(shù)是樹枝的往復(fù)運動與其隨果柄擺動的復(fù)合振動形式，果實與果柄間受到拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的作用，即果實與果柄間的結(jié)合力可由抗拉力和抗剪力合成得到。當(dāng)振動力F大于結(jié)合力時，藍莓的果實脫離果柄，只要測試出抗拉力和抗剪力，即可間接獲得結(jié)合力。

2 測試材料與方法

2.1 測試藍莓與測試儀器

圖2 抗拉力與抗剪力測試方法Fig.2 Anti-tensile force and shear resistance test method

測試藍莓品種為“美登（Blomidon）”，栽植地點為黑龍江省哈爾濱市平房區(qū)，該藍莓每年7月中旬成熟，果實成熟期不一致，但成熟早的果不自然脫落，可集中采收，屬于中熟品種，是適合于高寒地區(qū)栽培的優(yōu)良品種，為我國東北地區(qū)大面積商業(yè)化栽培品種。測試日期為2012年7月17～31日，此期間正值美登成熟采收期?？估?、抗剪力和果實質(zhì)量的測試采用HP-2型數(shù)顯式推拉力計，該儀器的最大負荷值為2 N，分度值為0.001 N，示值誤差為±0.5%，具有峰值保持功能。果實尺寸的測量采用游標(biāo)卡尺（分度值為0.02 mm）。

2.2 測試方法

當(dāng)藍莓果實變成藍色開始成熟時，每天在試驗地的兩個不同種植區(qū)隨機抽取60顆果實進行抗拉力測試，隨機抽取20顆果實進行抗剪力測試，每天測試一組，連續(xù)測試14 d，為確保測試精度，測試時嚴格按照推拉力計的使用方法和操作規(guī)程進行。

2.2.1 抗拉力測試

抗拉力測試時，先將果實所在側(cè)枝固定，同時將果實固定在推拉力計的夾具上，用手緊握推拉力計使推拉力計的夾具與果柄成同一直線，緩慢加載直至果實脫落，如圖2a所示。測試過程中保證夾具不與樹枝發(fā)生接觸，記錄測試數(shù)據(jù)。

2.2.2 抗剪力測試

抗剪力測試時，先用支架將果柄基部固定，同時將果實靠在推拉力計的夾具上，用手緊握推拉力計使推拉力計的夾具與果柄垂直，緩慢加載直至果實脫落，如圖2b所示。加載過程中避免果實與支架接觸，以免影響測試精度，記錄測試數(shù)據(jù)。

2.2.3 果實質(zhì)量與尺寸測試

隨機抽取20顆果實，測試時先將藍莓果柄輕輕去掉，并保證藍莓在果柄處無任何損傷，以3次測試的平均值作為果實的質(zhì)量。果實形狀近似為橢球形，以果實梗莖與頂點的連線為縱軸直徑，以果實橫向最大直徑為橫軸直徑。

3 結(jié)果與分析

3.1 測試結(jié)果

3.1.1 單顆藍莓質(zhì)量和尺寸

實測單顆果實參數(shù)分別為：質(zhì)量0.48～0.66 g；橢球形果實的縱軸直徑9.3～10.1 mm，橫軸直徑7.9～9.5 mm。

3.1.2 單顆藍莓的抗拉力和抗剪力

由于藍莓的生物特性差異較大，故多次重復(fù)測試抗拉力和抗剪力以減小隨機誤差，對于粗大誤差予以剔除處理，取其處理后的數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為該樣本值的計算依據(jù)，得到成熟期藍莓抗拉力和抗剪力隨時間變化實測結(jié)果，如圖3所示。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 成熟期藍莓抗拉力和抗剪力分析

由圖3a可知，成熟期藍莓平均抗拉力隨時間后移而減小，在0.43～0.68 N間變化。按抗拉力隨時間變化的特點可分為前期和后期，前期為第1～5天，后期為第6～14天。在前期抗拉力隨時間快速減小，由第1天0.68 N下降到第5天0.50 N，下降約0.18 N，后期抗拉力隨時間變化較小，呈緩慢下降趨勢，由第6天0.49 N下降到第14天0.44 N，下降約0.05 N，其下降幅度明顯低于前期。由t檢驗可知，前期的平均值（0.61 N）與后期的平均值（0.47 N）存在極顯著的差異（α=0.01）。

由圖3b可知，成熟期藍莓平均抗剪力隨時間后移快速減小后呈波動變化，變化范圍為0.20～0.48 N?？辜袅εc抗拉力有相似的變化規(guī)律，也可分為前期（第1～4天）和后期（第5～14天），在前期抗剪力隨時間迅速減小，由第1天的0.49 N下降到第4天的0.21 N，下降約0.28 N，在后期抗剪力在平均值0.23 N上下小幅波動，其波動范圍為0.21～0.28 N。由t檢驗可知，前期的平均值（0.32 N）顯著大于后期的平均值（α=0.05）。

上述分析表明，藍莓成熟期抗拉力與抗剪力隨時間變化規(guī)律相似，都可分為幅值下降較快的前期和幅值波動變化的后期，可以認為藍莓果實在剛進入成熟期時，植株激素脫落酸含量增加使果柄基部形成薄壁細胞，對比成長期發(fā)生明顯變化，使果柄與果實之間的結(jié)合力快速減小，而當(dāng)進入成熟期的中后期，柄與果之間形成離層后，植株激素脫落酸增加速度減緩，使柄與果實之間的結(jié)合力緩慢減小。

另外，從實測結(jié)果可看出抗拉力明顯大于抗剪力，成熟期藍莓不同日期的抗拉力與抗剪力存在極顯著差異（α=0.01）。表明果柄垂直方向（剪力作用）振動比果柄縱向（拉力作用）振動更有利于果實脫落。

圖3 成熟期藍莓抗拉力和抗剪力隨時間變化實測結(jié)果Fig.3 Measured results of anti-tensile force and shear resistance changing with time of blueberry during mature period

3.2.2 時間、氣溫和相對濕度對抗拉力和抗剪力的影響

如圖4所示，抗拉力和抗剪力在第4～8天有小幅波動，由測試記錄可知，測試期間的第4～6天降雨，氣溫較低，相對濕度較大，而第7～8天氣溫較高，相對濕度較小，表明氣溫及相對濕度對抗拉力和抗剪力有一定影響。

3.2.2.1 抗拉力.性回歸模型

為分析時間、氣溫及相對濕度對抗拉力和抗剪力影響，通過采用Levenberg-Marquardt（LM）和通用全局優(yōu)化算法建立多元非線性曲面擬合模型，得到抗拉力和抗剪力與各因素之間的二次回歸方程分別為：

式中，y1為抗拉力，N；y2為抗剪力，N；x1為時間，d；x2為氣溫，℃；x3為相對濕度，%。

抗拉力模型和抗剪力模型用于優(yōu)度檢驗的決定系數(shù)R2分別為0.953和0.968，說明擬合程度均較高，故回歸模型可以接受。

從圖4可知，抗拉力和抗剪力的計算值與實測值能較好地吻合。

圖4 抗拉力和抗剪力計算值與實測值對比Fig.4 Comparison between calculated and measured values of anti-tensile force and shear resistance

3.2.2.2 抗拉力的多因素影響分析

根據(jù)抗拉力回歸方程（式6）所作出的響應(yīng)曲面如圖5所示。

由圖5a可知，當(dāng)相對濕度68%時，在不同氣溫下，抗拉力隨著成熟時間后移而首先呈近似線性減小趨勢；并且氣溫升高時，這一減小趨勢隨時間升高而逐漸減小，在氣溫超過28℃后，氣溫升高時，抗拉力隨時間增大呈現(xiàn)略有增大現(xiàn)象。在不同成熟時間下，抗拉力隨氣溫升高，先減小后增大，呈下凹拋物線變化規(guī)律；且時間升高時，抗拉力隨氣溫升高的增大趨勢略為明顯。

由圖5b可知，當(dāng)氣溫26.5℃時，在不同相對濕度下，抗拉力首先隨時間增加，抗拉力近似線性減小，當(dāng)相對濕度超過68%時，抗拉力的減小趨勢變緩，且呈略有增大的現(xiàn)象；在不同成熟時間下，抗拉力隨著相對濕度的增加，先增大后減小，當(dāng)時間超過7 d時，隨著相對濕度的增大，抗拉力增大的趨勢較為明顯。

由圖5c可知，當(dāng)時間7 d時，氣溫和相對濕度對抗拉力的影響規(guī)律呈現(xiàn)近似“馬鞍形”曲面，當(dāng)相對濕度68%時，在任一氣溫下，抗拉力均為最大值，在不同相對濕度下，抗拉力隨著氣溫的升高先減小，在氣溫超過28℃后，抗拉力呈現(xiàn)緩慢增大趨勢；在不同氣溫下，抗拉力呈近似對稱上凸拋物形變化，抗拉力隨著相對濕度的增大，先增大，當(dāng)相對濕度超過68%時，隨相對濕度的增大而減小。

3.2.2.3 抗剪力的多因素影響分析

根據(jù)抗剪力回歸方程（式7）所作出的響應(yīng)曲面如圖6所示。

由圖6a可知，當(dāng)相對濕度68%時，時間和氣溫對抗剪力的影響規(guī)律呈近似對稱拋物面；當(dāng)氣溫25℃時，在任一時間下，抗剪力均為最大值；在不同氣溫下，抗剪力隨時間后移而呈近似平緩線性減小趨勢；在不同成熟時間下，抗剪力隨著氣溫的升高，呈上凸拋物線變化規(guī)律，先增大，當(dāng)氣溫超過25℃以后，抗剪力隨著氣溫的升高而減小。

由圖6b可知，當(dāng)氣溫26.5℃時，在不同相對濕度下，抗剪力先是隨時間升高，抗剪力近似線性減小，當(dāng)相對濕度超過68%時，抗剪力的減小趨勢趨于平緩，且呈略有增大現(xiàn)象；在不同成熟時間下，抗剪力隨相對濕度增加，首先先增大，當(dāng)相對濕度超過45%時，抗剪力隨相對濕度的增大而減小，當(dāng)時間超過7 d時，隨著相對濕度增大，抗剪力減小的趨勢變緩。

由圖6c可知，當(dāng)時間7 d時，在不同相對濕度下，抗剪力隨氣溫升高先增大，在氣溫超過25℃以后，抗剪力隨氣溫升高而減??；在不同氣溫下，抗剪力隨相對濕度增大，首先先增大，當(dāng)相對濕度超過45%時，隨相對濕度增大，有明顯減小趨勢。

圖5 各因素對抗拉力影響的響應(yīng)曲面Fig.5 Response surfaces of the effects of all factors on anti-tensile force

圖6 各因素對抗剪力影響的響應(yīng)曲面Fig.6 Response surfaces of the effects of all factors on shear resistance

3.2.2.4 分析結(jié)果

隨時間升高，抗拉力和抗剪力整體均呈下降趨勢，且成熟期前期下降趨勢較為明顯，時間對抗拉力和抗剪力影響大于氣溫和相對濕度影響；而成熟期后期，抗剪力下降趨于平緩，氣溫和相對濕度是影響抗拉力和抗剪力的主要因素。隨著氣溫的升高，抗拉力整體呈下降趨勢，當(dāng)氣溫超過28℃時，抗拉力呈略有增大的現(xiàn)象；而抗剪力先增大，當(dāng)氣溫超過25℃后，抗剪力呈減小趨勢；隨著相對濕度的增加，抗拉力先增大，當(dāng)相對濕度超過68%時，抗拉力減??；而抗剪力整體呈下降趨勢，抗剪力先略有增大的現(xiàn)象，當(dāng)相對濕度超過45%時，抗剪力減小；相對濕度較大甚至降雨天氣時，空氣中的水蒸汽附著在藍莓果實表面而增大果實自重，甚至雨水沖擊藍莓果實，引起抗拉力和抗剪力測量值減小。

3.2.3 相關(guān)性分析

從回歸模型（式7）可以看出，在一定程度上表現(xiàn)氣溫、相對濕度以及各因素間的交互作用對抗拉力和抗剪力影響的回歸系數(shù)相對較小，為了分析成熟期時間、氣溫和相對濕度與抗拉力和抗剪力間相互聯(lián)系的密切程度，利用SAS軟件對時間、氣溫及相對濕度與抗拉力和抗剪力的相關(guān)程度進行分析，結(jié)果如表1所示?？估εc時間極強相關(guān)，抗剪力與時間強相關(guān)；抗拉力與氣溫相關(guān)性不顯著，抗剪力與氣溫中等程度相關(guān)；抗拉力與相對濕度相關(guān)性不顯著，抗剪力與相對濕度中等程度相關(guān)。

表1 時間、氣溫及相對濕度與抗拉力和抗剪力間相關(guān)分析Table 1 Correlation analysis of anti-tensile force and shear resistance with time and temperature

3.2.4 成熟期藍莓抗拉力和抗剪力隨時間變化的回歸分析

由于成熟期時間對抗拉力和抗剪力具有顯著影響，而氣溫和相對濕度對其影響相對較小，為確定顯著性影響規(guī)律，故對成熟期時間進行一元非線性回歸。對抗拉力和抗剪力的數(shù)據(jù)運用MAT?LAB的曲線擬合工具箱進行擬合，得到抗拉力和抗剪力的回歸曲線如圖7所示，抗拉力隨時間變化規(guī)律近似為冪指數(shù)關(guān)系，抗剪力隨時間變化規(guī)律近似為倒指數(shù)關(guān)系，擬合模型較好地反映抗拉力和抗剪力隨時間的變化規(guī)律。

由圖7可知，藍莓果實表面變成藍色5 d后，估計值變化較小，此時抗拉力估計值為0.53 N，抗剪力估計值為0.25 N。另外，判定系數(shù)表明抗拉力和抗剪力與時間有較強相關(guān)關(guān)系，均方根誤差小于3%。

一般認為，當(dāng)藍莓果實表面變成藍色時即為成熟適宜采收[12]。但從機械化采收方面考慮，果實與果柄間的結(jié)合力及其變化范圍都較小時為最佳采收期，由圖7回歸模型可得：藍莓果實表面變成藍色約5 d后，抗拉力和抗剪力變化均減小，抗拉力估計值范圍為0.44～0.53 N，抗剪力估計值范圍為0.22～0.25 N，是機械化采收最佳時期。這與Blanco-Roldán等指出機器采收效率與果實成熟度密切相關(guān)，在成熟晚期更利于進行機械化采收結(jié)論一致[13]。另外，由于藍莓果實的物理特性會隨著藍莓品種、栽植地區(qū)、測試時間或天氣情況等條件的不同而不同，第5天后抗拉力和抗剪力的估計值范圍與文獻[6-7]的研究結(jié)果略有差異，是由以上因素不同引起。

圖7 成熟期藍莓抗拉力和抗剪力隨時間變化的回歸曲線Fig.7 Regression curve of anti-tensile force and shear resistance changing with time of blueberry during mature period

4 結(jié)論

a.抗拉力顯著大于抗剪力（α=0.01），果柄垂直方向的振動比果柄縱向的振動容易使藍莓果實脫落；建立抗拉力和抗剪力隨時間、氣溫和相對濕度變化的回歸模型，研究時間、氣溫和相對濕度對抗拉力和抗剪力的影響；成熟期藍莓的抗拉力與時間有極強相關(guān)性，與氣溫和相對濕度相關(guān)性不顯著，抗剪力與時間強相關(guān)，與氣溫和相對濕度中等程度相關(guān)。

b.成熟期藍莓的抗拉力和抗剪力分別在0.43～0.68 N和0.20～0.48 N變化，且隨時間升高而減??；第5天后果實與果柄間的抗拉力和抗剪力的平均值分別為0.47 N和0.23 N，抗拉力和抗剪力的變化范圍分別為0.44～0.53 N和0.22～0.25 N，可作為振動式藍莓采摘機振動力的設(shè)計依據(jù)。

c.通過對抗拉力和抗剪力分析，藍莓果實表面變成藍色后，前4 d抗拉力和抗剪力的波動較大，約5 d后波動變小，認為是適于機械化采收的最佳時期。

[1]Vursavus Kuvilay,Qzguen Faruk.Mechanical Behavior of apricot pit under compression loading[J].Journal of Food Engineering,2004,65:255-261.

[2]王榮,焦群英,魏德強.葡萄與番茄宏觀力學(xué)特性參數(shù)的確定[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2004,20(2):54-57.

[3]王榮,焦群英,魏德強,等.葡萄的力學(xué)特性及有限元模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2005,21(2):7-10.

[4]王榮,焦群英,高勇毅.番茄力學(xué)特性的研究[J].農(nóng)機化研究,2003,10(4):56-59.

[5]王業(yè)成,陳海濤,付威.黑加侖物理力學(xué)特性研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2009,40(3):110-114.

[6]郭艷玲,鮑玉冬,何培莊,等.手推式矮叢藍莓采摘機設(shè)計與實驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2012,28(7):40-45.

[7]何培莊,朱海,郭艷玲,等.基于ADAMS的藍莓采摘機構(gòu)的仿真分析[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2012,1(2):36-42.

[8]陳度,杜小強,王書茂,等.振動式果品收獲技術(shù)機理分析與研究進展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(8):195-200.

[9]Láng Z.A fruit tree stability model for static and dynamic loading [J].Biosystems Engineering,2003,85(4):461-466.

[10]Láng Z.Dynamic modeling structure of a fruit tree for inertial shaker system design[J].Biosystems Engineering,2006,93(1): 35-44.

[11]Láng Z.A one degree of freedom damped fruit tree model[J].Transactions of the ASABE,2008,51(3):823-829.

[12]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 27658—2011,藍莓[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.

[13]Blanco-Roldán G L,Gil-Ribes J A,Kouraba K,et al.Effects of trunk shaker duration and repetitions on removal efficiency for the harvesting of oil olives[J].Applied Engineering in Agricul?ture,2009,25(3):329-334.

Test and analysis on variation of blueberry binding force during mature period

KONG Degang1,LIU Wei1,HUO Junwei2,ZHAO Yongchao1
(1.School of Engineering,Northeast Agricultural University,Harbin 150030,China;2.School of Horticulture,NortheastAgricultural University,Harbin 150030,China)

To provide the reasonable design basis for blueberry picking machine,and to determine the appropriate period of the mechanized harvesting blueberries.Based on the analysis of the blueberry binding force and vibration force,by measuring the anti-tensile force and shear resistance,mass,dimension and parameters of blueberry fruit during mature period,regression models of anti-tensile force and shear resistance changing with time,temperature and relative humidity were established,studied the effect of time,temperature and relative humidity on anti-tensile force and shear resistance,correlation of anti-tensile force and shear resistance with time,temperature and relative humidity were analyzed.Regression models of anti-tensile force and shear resistance changing with time were established.The results showed that anti-tensile force were highly strong correlated with time,but did not correlate significantly with temperature and relative humidity.Shear resistance was strong correlated with time,and moderately correlated with temperature and relative humidity.The anti-tensile force and shear resistance of blueberry fruit during mature period respectively changed in 0.53-0.72 N and 0.22-0.48 N,and decreased as time increased.After the surface of blueberry turned blue about 5 days,the anti-tensile force and shear resistance respectively reduced significantly,ranging from 0.44N to 0.53 N and 0.22N to 0.25N,and the average value was 0.47 Nand 0.23 N respectively.

blueberry;mature period;binding force;vibration force

S225.93

A

1005-9369（2014）04-0099-08

2012-10-24

國家自然科學(xué)基金（31272130）；農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)專項基金（201103037）

孔德剛（1956-），男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向為機械設(shè)計及理論。E-mail:Kong-degang@hotmail.com

時間2014-4-21 13:23:15[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140421.1323.016.html

孔德剛,劉魏,霍俊偉,等.藍莓成熟期結(jié)合力變化規(guī)律的測試與分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2014,45(4)∶99-106.

Kong Degang,Liu Wei,Huo Junwei,et al.Test and analysis on variation of blueberry binding force during mature period[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(4)∶99-106.(in Chinese with English abstract)