摘要
蜂蜜是某些蜂类采集花蜜或甘露并酿造后的天然食物，香甜浓郁，同时可以提供多种人体必需物质，是主流的食品加工材料以及保健养生产品。近年来蜂产品在国际市场上的需求缺口增大，但我国的蜜蜂养殖业属于典型劳动与资源密集型产业，蜂场规模多数为养殖数量为一百群以下的小型蜂场养殖，采收方式以人工采收为主，劳动强度大效率低且易出现人员蛰伤的情况，蜂蜜产业创新能力较弱，产业发展亟待转型升级。因此针对面向小型蜂场的无人蜂蜜采收的关键技术展开研究，主要研究内容如下: (1)无人蜂蜜采收机的机械结构设计。为减少人蜂接触与降低劳动强度，本文基于蜂箱形状大小和蜂巢框的物理特点设计了无人蜂蜜采收机整体机械结构，包括控制器、行走装置、工业相机、取放蜜脾装置、驱蜂熔蜡装置和蜂蜜离心装置，能够实现人蜂零接触下的蜂蜜采收工作。 (2)无人蜂蜜采收机的关键参数确定。针对中蜂标准七框蜂箱与蜂巢框的形状参数，确定无人蜂蜜采收机的关键参数。其中横向滑轨的最小行程为350mm,竖直滑轨的最小行程为240mm,横向滑轨滑台位置的递增量为44mm,滑轨运行速度为50mm/s;电磁铁的工作磁力最小值为47.7N,铁片组的尺寸为60*27*3mm;确定出风口的安装位置为蜂巢框两侧0.1m处，风速为15m/s,吹风时长为10s;最佳气流温度是115℃,加热时长为30s。 (3)无人蜂蜜采收机控制系统设计。为了实现采收机的高效运行，本文设计了无人蜂蜜采收机的控制系统。该控制系统控制行走装置根据预设路径实现采收机在蜂场内工作目标之间的移动，然后利用工业相机俯视获取图像调正采收机位姿，最后控制取放蜜脾装置、驱蜂熔蜡装置和蜂蜜离心装置按照设定时序，完成取框、驱蜂、除蜡和摇蜜的工作。 (4)无人蜂蜜采收机的样机加工与试验。试制无人蜂蜜采收机并设计采收机性能测试试验。试验结果表明，采收机处理单个蜜脾的平均时间比人工处理时间少16s,采收机提取蜜脾成功率为91.5％,放置成功率为88.6％;蜂蜡熔化程度为85％,蜂巢结构的破坏程度为28％。 面向小型蜂场的无人蜂蜜采收机可以完成实际生产需求，有效避免了人蜂接触，降低了工作人员被蛰伤的风险，并提高了蜂蜜采集效率。
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