小型电动叶菜类蔬菜收获机设计

发布时间：2020-10-31 08:32

　　我国蔬菜机械化生产研究起步较晚,经过近年的大力发展和推广,其规模不断扩大。蔬菜机械化产业中,收获是耗费时间、人力最多的一个环节。我国蔬菜种类繁多,主要有叶菜类,根菜类,果菜类等。根菜类和果菜类蔬菜收获机械的研究已经趋于成熟,市场已有样机推广,但小型叶菜类蔬菜收获机械的研究目前依旧是空白,主要还是依靠人工采收。随着老龄化的加剧和城镇化的推进,农业劳动力不断减少,生产效率低下,成本逐年提高。因此开发先进的蔬菜收获技术,研制高质量蔬菜收获机械具有重大意义。本文设计了一款小型电动叶菜类蔬菜收获机,该收获机械可以完成大棚或小块地蔬菜自动化收获,对于长势相似的叶菜类蔬菜可以统一收获。具体研究内容如下:1.小型电动叶菜类蔬菜收获机总体设计方案确定和功率需求分析。根据蔬菜的收获需求,收获机械需要完成收割、输送、割茬高度调节等作业任务。设计方案中切割装置采用往复式切割装置,输送装置采用拨禾轮带式输送装置,割茬高度调节装置采用推杆式装置。计算出各个组成装置功率需求,并选择合适的电机型号。2.小型电动叶菜类蔬菜收获机主要部件设计与选型。首先确定切割装置、输送装置、割茬高度调节装置、行走装置的结构和工作原理。然后设计割刀、传动机构、输送带、拨禾轮、驱动轴等部件的结构。最后在满足安装和工作要求的前提下,对机架部分进行设计。采用CATIA软件完成各部件的三维建模,并完成虚拟样机装配,验证收获机械设计的合理性。3.小型电动叶菜类蔬菜收获机往复式割刀运动学分析。绘制4个不同割速比的切割图,分析切割图确定合理的割速比;运用ADAMS软件对割刀进行运动学仿真,分析割刀的位移、速度和加速度曲线,验证切割装置设计的合理性。4.小型电动叶菜类蔬菜收获机驱动轴和机架部件的力学性能分析。利用有限元分析方法,采用ANSYS-Workbench软件对驱动轴和机架进行结构线性静力学分析,得出位移和应力云图,结果表明驱动轴和机架在工作时材料的应力和变形都符合材料的许用范围;对机架进行模态分析,得到机架的6阶振型,分析得出机架的薄弱位置,为样机加工提供理论支持。5.小型电动叶菜类蔬菜收获机样机试制和试验分析。进行叶菜类蔬菜收获机样机的制造,设计样机田间试验,以收获机械的作业效率、漏割率、耗电量等因素为试验评估标准,对试验数据进行分析。结果表明收获机械工作时作业效率为0.1hm2/h,漏割率为2.7%,耗电量约为12.8kW·h/hm2,验证小型电动叶菜类蔬菜收获机收获作业的可行性。本课题设计的小型电动叶菜类蔬菜收获机可以一次性完成蔬菜的切割、输送、收集等工作,大大降低了劳动强度,提高了收获效率;另外,收获机械采用蓄电池作为动力,作业过程干净无污染。
【学位单位】：南京农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S225
【部分图文】：

收获机械,叶菜类蔬菜

基本设有割茬高度调节装置。??美国Ｓｕｔｔｏｎ农业装备公司开发了一款收获生菜、青菜等叶菜类蔬菜的小型电动??手扶式叶菜类蔬菜收获机械（图１－２），该收获机械主要包括切割装置、输送装置、收??集装置、行走装置等部分。切割装置分为往复锯齿刀片式和圆盘旋转式两种形式；??该收获机械割幅为７０ｃｍ，用２４Ｖ蓄电池提供动力，蓄电池主要为切割装置和输送装??置提供动力，整机的行走为手推式｜２Ｑ｜。??隱??图１－２小型手扶式叶菜类蔬菜收获机械??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｍａｌｌ?ｌｅａｆ?ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ?ｈａｒｖｅｓｔｅｒ??３??

收获机

??新西兰Ｓｅｅｄ?Ｓｐｉｄｅｒ?ｓｅｅｄｉｎｇ农业装备公司设计了一款生菜收获机（图１－３）?［２１］，??这款机械主要由双动往复式锯齿形切割装置、输送装置、割茬高度调节装置、机??架、收集装置等组成。其动力靠拖拉机牵引行走，工作效率为ｌ－２ｔ／ｈ。其主要缺点是??机械对于蔬菜的压踏较大，不利于后续收割。??图１－３生菜收获机??Ｆｉｇ．?１－３?Ｌｅｔｔｕｃｅ?ｈａｒｖｅｓｔｅｒ??Ｒａｍｓａｙ?Ｈｉｇｈｌａｎｄｅｒ农业装备公司开发了一款自走式疲菜收获机（图卜４）［２２］，该机??使用１７５ｈｐ柴油发动机为动力，工作时操作人员可在机器上完成蔬菜的挑选和清洗??工作。该机械的主要缺点是动力为柴油机，噪音、环境污染比较大。??图１－４疲菜收获机??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｐｉｎａｃｈ?ｈａｒｖｅｓｔｅｒ??Ｏｒｔｏｍｅｃ农业装备公司研制了一款叶菜类蔬菜收获机（图１－５）【２３】。该机械主要包??括切割装置、输送装置、收集装置、割茬高度调节装置等部件。采用柴油发动机为??机械提供动力，采用齿轮机构和液压回路为传动机构，由驾驶员控制机械的行驶、??４??

收获机,生菜