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机械设计制造及其自动化

题目

韭菜收割机设计

近年来，随着我国农业科技的进步，各种粮食蔬菜大面积种植，且我国占地面积大,土壤条件好，蔬菜的产量和产值均很大程度超过粮食，我国已经成为世界上最大的蔬菜种植生产大国,伴随而来的就是对蔬菜生产机械化的要求越来越迫切。韭菜作为中国人最喜欢的蔬菜之一，种植范围广,近10年来韭菜系列新产品的不断出现在人们的生活中,韭菜种植所应用的生产栽培技术也日渐完善。由农艺可知:韭菜等叶菜类都有正常的种植季节,但人们更希望在一年四季里都可以吃到新鲜的韭菜,因而在韭菜露地种植不断发展的同时,大面积地反季节韭菜也陆续出现在人们的生活里,且因市场需求大、效益好，得到了迅速的发展。在韭菜整个的生产作业过程中,收割作业约占整个作业量的50%，是耗费精力最大、耗费时间最多的一个作业环节。收割作业部分的效果将直接影响到韭菜的加工与销售,进一步影响到销售价格和获得的收益。由于韭菜特殊的种植特点与一些生长特性，正常情况下，韭菜每年收割4～5次左右，使得在收割韭菜的过程中耗费了大量的人力、物力与时间,加大了韭菜种植的成本，伴随着农村劳动力流失情况日益严重，甚至出现了有钱也雇不到工人来收割韭菜的状况,严重影响了菜农种植韭菜等叶菜类蔬菜的积极性，也妨碍了韭菜产业链的更好、更快发展。随着农业机械化的不断发展，农作物收割机械化成为农业生产过程中的不可或缺的环节。由于农作物和蔬菜等季节性强,且易遭受自然条件的影响等特点，使得收获过程时间紧、任务重。实践证明:蔬菜的机械化收割可大大提高劳动生产率、减低菜农的劳动强度且使收割的损失降到最低,保证了菜农种植者自身的收益,提高菜农种植的积极性和对机器使用的积极性,对韭菜等叶菜类的种植和收获具有极其重要的意义。

由于国外对韭菜、茼蒿、空心菜等叶菜收割机械的研究起步较早,技术也更加成熟，许多国家及地区已实现了叶菜的机械化收割。例如，加拿大HRDC公司研制的甘蓝收获机可单行收获,应用液压控制系统控制割刀高度来改变升运机构的高度;可以确保整齐、精确地切割。与此相比,美国的甘蓝收获机更受甘蓝种植者的青睐,该收获机操作简单,可以一次性完成切割、除叶等工序。意大利HORTECH公司研制的叶菜收割机械采用环形带刀的切割方式对叶菜进行切割，利用电机液压马达传动的方式,既使整机结构简单，又可调整机器工作过程中的行进速度,可谓一举两得。该公司的SLIDEFW型叶菜收割机，将切割后的蔬菜通过夹持带进行输送，将叶菜由竖直改为平放，再由人工进行打捆。SLIDEFW型韭菜收割机将切割后的蔬菜利用推力及输送带和疏菜的之间的摩擦力将蔬菜推送到翰送带上,具有结构简单、适用范围大、作业效率高的优点，且适应多种叶菜(小青菜、筒蒿、空心菜、沙葱)的无序收割。此外，还有SLIDE VALERI-ANA型叶菜收割机,采用的是复合输送方式-振动和推送，将切割后的蔬菜通过蔬菜的“作物墙”推力输送到振动筛上。经振动筛可以将粘附在蔬菜表面上的泥土去除一部分使收割后的蔬菜更清洁。日本川崎公司的风送型叶菜收割机，将切割后的蔬菜通过高压气流的方法吹到收集袋中，适用于体型小、质量小的叶类蔬菜，切割后的蔬菜通过输送带上的钉齿将蔬菜拣拾到输送带上,适用于茎和类蔬菜,如筒蒿、苋菜等。

我国叶菜收割机械化的研究起步相对较晚,但发展速度很快，目前叶菜收割的成熟机具很少，大都是进口机具。近年来，我国出现了一些机械化收割机具，如割茬为零的韭菜收割机、多功能韭菜收割机、4G200型收割机及KS30C-1型韭菜收割机等，同时，从韩国成功引进了专用韭菜收割机与叶菜种植和收获相关的机器，与国内企业联合研制出了韭菜打捆机及韭菜自动清洗消毒机器，完成了从播种到包装环节的机械化生产线。

目前，我国有许多韭菜种植基地,对于韭菜的收割90%以上采用人工收割，效率很低,且费时费力，人工收割的方式也一直制约着韭菜种植的发展，一些韭菜收割机是人工收割速度的10倍左右,且具有价格适宜、割放整齐、效率高等特点,受到了广大菜农的青睐。

蔬菜农业机械的快速发展，韭菜收割机产品已经生产运用，是可以通过机械设计和机械原理知识，结合设计手册中的相关内容，完成韭菜收割机的机械结构设计，构成本课题的主要量大知识来源都是可以获得的，且韭菜收割机的机械制品已经在市面上广泛流行，因此本课题从各方面具有可操作性行。

基本内容、目标、拟采用的方案

一、基本内容:

1. 确定韭菜收割机总体机构分析与设计方案，工作原理，及主要参数。

2. 动力装置、传动装置、工作装置的设计计算。

3. 绘制韭菜收割机的零件图和装配图。

二、目标
能根部切断,不会额外损伤韭菜根部，且割茬高度应一致，不会碾压到附近韭菜及割茬。

三、拟采用方案

韭菜切割机发动机利用减速器驱动韭菜收割机，传送带由传送电机带动，通过齿轮连接2个传送滚反向转动。传送带的主动传送滚带动从动传送滚运动，再通过皮带和齿轮实现拨禾轮转动。在韭菜收割过程中，传送装置和割刀装置的配合使用，使整个过程变得简单，往复式割刀在曲柄摇杆机构的作用下实现往复运动，被割断的韭菜通过传送带传送至接收器，完成韭菜收割。

进度安排
1. 2023.09.01－2023.09.30：毕业设计的准备，文献资料收集，完成选题；

2. 2023.10.01－2023.10.31：撰写毕业设计开题报告，完成开题；

3. 2023.11.01－2024.03.31：完成毕业设计课题研究并撰写设计说明书；

4. 2024.04.01－2024.04.20：指导老师审阅，学生修改毕业设计，准备答辩。

主要参考文献

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[7]宫元娟,冯雨龙,李创业等.韭菜收割机械研究现状及发展趋势[J].农机化研究,2018.10.051.

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[12]李继伟,卞丽娜,翟欢乐等.韭菜收割机扶禾装置技术及新装置研制[J].安徽农业科学.2021

指导教师意见：

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专业负责人意见：

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