模塊化大蒜聯(lián)合收獲機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)

趙 東 蔡冬梅 秦理想 高 祥 黃偉濤 劉 承

(濟(jì)南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院， 濟(jì)南 250022)

0 引言

我國(guó)是世界第一大蒜生產(chǎn)國(guó)[1]。據(jù)全球大蒜網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，2016年大蒜種植面積約53.3萬(wàn)hm2。山東省、江蘇省、河南省、安徽省、新疆維吾爾自治區(qū)等成為我國(guó)大蒜主產(chǎn)區(qū)。其中，山東省大蒜種植面積超過(guò)20萬(wàn)hm2，約占全國(guó)產(chǎn)量和出口量的一半以上。

我國(guó)大蒜種植面積雖大，但收獲機(jī)械化水平較低，大多采用扁鏟人工挖掘[2]。目前，市場(chǎng)上應(yīng)用較多的收獲裝備多為兩段式收獲機(jī)械[3-7]。兩段式收獲機(jī)械只完成了大蒜的挖掘、清土和鋪放，后期仍需要人工撿拾和切秧，勞動(dòng)強(qiáng)度依舊較大，效率仍需進(jìn)一步提高。為提高大蒜機(jī)械化收獲的效率和品質(zhì)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家、學(xué)者進(jìn)行了大量研究，國(guó)外農(nóng)機(jī)企業(yè)也先后研制出相關(guān)產(chǎn)品。比較成熟的有西班牙J.J. BROCH公司的ARCO-4型聯(lián)合收獲機(jī)[8]、法國(guó)ERME公司的RES、REP、RECL等多行收獲機(jī)[9-10]，以及日本YANMAR公司大蒜收獲機(jī)[9，11]。國(guó)外大蒜收獲機(jī)雖然總體先進(jìn)，但最小收獲行距都偏大(BROCH為420 mm，ERME為450 mm，YANMAR大于220 mm)，無(wú)法適應(yīng)中國(guó)行距180～220 mm[12]種植模式下的大蒜收獲。國(guó)內(nèi)研制的大蒜聯(lián)合收獲機(jī)主要是山東華源萊動(dòng)內(nèi)燃機(jī)有限公司的4DS-6型大蒜聯(lián)合收獲機(jī)[13]、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所的4DLB-2型大蒜聯(lián)合收獲機(jī)[14-16]、山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究院的4DS-900型大蒜收獲機(jī)[17]和青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的大蒜打捆收獲機(jī)[18]等。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大蒜聯(lián)合收獲機(jī)存在的典型問(wèn)題是適用性差[17，19]、調(diào)整困難，不能對(duì)不同種植模式、不同行距種植模式下的大蒜進(jìn)行機(jī)械化收獲。為解決這個(gè)問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)一種模塊化大蒜聯(lián)合收獲機(jī)，并對(duì)其性能進(jìn)行研究。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

模塊化大蒜聯(lián)合收獲機(jī)[20]結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由模塊化的大蒜收獲單元單體(圖2)和底盤(pán)組成。底盤(pán)上設(shè)置通用安裝接口，可根據(jù)需要加掛大蒜收獲單元從而構(gòu)造1～n行大蒜聯(lián)合收獲機(jī)(圖1是n=4時(shí)的4行大蒜收獲機(jī))。

大蒜收獲單元(圖2)由仿形扶禾單元、破土單元、起送蒜單元、齊蒜斷秧單元和順向輸送單元組成。收獲單元主要參數(shù)為：最大寬度120 mm，可實(shí)現(xiàn)行距最小70 mm的多行大蒜收獲；箭鏟工作深度0～200 mm；大蒜留秧高度0～100 mm；輸送單元輸送高度60～1 200 mm；收獲單元外形尺寸(長(zhǎng)×高×寬)為2 360 mm×1 600 mm×120 mm。

圖1 4行大蒜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 4-rowed garlic combine harvester1.收獲單元 2.底盤(pán)

圖2 模塊化收獲單元單體Fig.2 Modularized garlic harvest unit1.仿形扶禾單元 2.破土單元 3.起送蒜單元 4.齊蒜斷秧單元 5.順向輸送單元

1.2 工作原理

大蒜聯(lián)合收獲機(jī)工作時(shí)，仿形扶禾單元中的斷草仿形輪在軋斷雜草(防止其纏繞仿形輪和同步帶輪影響正常工作)的同時(shí)沿地面仿形行走。扶禾器將倒伏和分散的大蒜莖葉扶起、聚攏，通過(guò)導(dǎo)蒜桿把蒜秧引導(dǎo)至起送蒜單元同步帶入口。起送蒜單元同步帶夾持蒜秧并向上、向后輸送。同時(shí)，預(yù)調(diào)整到固定深度的箭鏟在被夾持蒜的前下方進(jìn)行破土。破土后的大蒜被同步帶向上拉拔實(shí)現(xiàn)大蒜出土收獲。出土后大蒜向后輸送時(shí)依靠階梯碎土板實(shí)現(xiàn)土壤清除。大蒜進(jìn)入齊蒜斷秧單元后，在齊蒜桿拉拔下，蒜頭向下移動(dòng)、對(duì)齊，高速旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)刀將蒜秧切斷。斷秧后的蒜頭掉落在順向輸送單元的輸送鏈上向后輸送進(jìn)入果箱或果袋。剩余蒜秧被同步帶夾持繼續(xù)向后輸送，最后拋落在地面上。在蒜頭向果箱輸送過(guò)程中，通過(guò)順向輸送單元上的振動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)二次清土。如圖1所示，收獲單元通過(guò)安裝孔與底盤(pán)上的安裝桿連接實(shí)現(xiàn)多行大蒜聯(lián)合收獲機(jī)的裝配。收獲單元可在安裝桿上0～300 mm或更大范圍內(nèi)無(wú)級(jí)調(diào)整位置，實(shí)現(xiàn)70～420 mm不同行距大蒜收獲作業(yè)。除此之外，將收獲單元在安裝桿上不等間距設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)平播、套種等不同種植模式下大蒜的機(jī)械化收獲，提高了大蒜聯(lián)合收獲機(jī)的適應(yīng)性。

2 關(guān)鍵功能部件設(shè)計(jì)

模塊化大蒜聯(lián)合收獲機(jī)的主要功能部件包括起送蒜單元和破土單元。這兩個(gè)功能部件設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響整機(jī)功能的實(shí)現(xiàn)，是整個(gè)大蒜聯(lián)合收獲機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

2.1 起送蒜單元

2.1.1起送蒜單元結(jié)構(gòu)

起送蒜單元(圖3)是大蒜聯(lián)合收獲機(jī)核心單元，其功能是實(shí)現(xiàn)破土后大蒜的拉拔收獲和輸送。其中，拉拔收獲是起送蒜單元的重要功能。大蒜拉拔收獲主要依靠?jī)筛嗷ソ佑|且方向相同、速度相等的同步帶夾持蒜秧并向上運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，同步帶與蒜秧間接觸力(夾持力)計(jì)算及影響因素研究是大蒜拉拔收獲的重要保證。

圖3 起送蒜單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.3 Garlic drawing and transporting unit1.斷草仿形輪 2.扶禾器 3.導(dǎo)蒜桿 4.同步帶 5.同步帶輪 6.驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)

2.1.2拉拔力理論計(jì)算模型

同步帶夾持大蒜向后輸送過(guò)程中，產(chǎn)生垂直向上的拉拔運(yùn)動(dòng)，如圖4所示。由于大蒜種植淺，拉拔出土?xí)r間短，出土過(guò)程中水平運(yùn)動(dòng)位移較小。為方便計(jì)算，大蒜在拉拔出土過(guò)程中，只考慮垂直方向的運(yùn)動(dòng)。因此，破土后大蒜拉拔收獲過(guò)程受力分析如圖4所示。其中，F(xiàn)l是大蒜拉拔力；Fz是綜合阻力，包括大蒜自重和出土阻力。其中，大蒜出土阻力由文獻(xiàn)[21]確定。

圖4 大蒜收獲過(guò)程受力分析Fig.4 Force analysis of garlic harvest1.大蒜 2.箭鏟 3.地面 4.同步帶

大蒜拉拔力主要由同步帶擠壓大蒜假莖產(chǎn)生。為方便計(jì)算，將大蒜假莖簡(jiǎn)化為一個(gè)均質(zhì)彈性體，受同步帶擠壓而產(chǎn)生的變形如圖5所示。

圖5 大蒜假莖變形受力分析Fig.5 Force analyses of garlic stem deformation

同步帶與假莖之間的正壓力N為

(1)

其中

S1=αr2

式中N——作用在蒜莖上的壓力，N

K——蒜秧體積模量，為(1.5～1.9)×107Pa

V1、V2——蒜秧擠壓前包角α、擠壓后包角β所對(duì)應(yīng)圓形蒜莖的體積，m3

S1、S2——蒜秧擠壓前包角α、擠壓后包角β所對(duì)應(yīng)圓形蒜莖的扇形面積，m2

w——同步帶寬度，m

r——進(jìn)入起送蒜單元前的蒜秧半徑，m

lc——蒜秧變形后截面橢圓的長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度，取值范圍為0.008～0.015 m

lb——蒜秧變形后截面橢圓的短半軸長(zhǎng)度，取值范圍為0.004～0.01 m

E——蒜秧彈性模量，取值范圍(0.8～1)×107Pa

μ——蒜秧泊松比，0.3～0.5

Fl=Nf

(2)

式中f——大蒜假莖與同步帶間摩擦因數(shù)

根據(jù)本文實(shí)測(cè)，f取值在0.51～0.54之間。

2.1.3影響因素分析

由式(1)、(2)可以看出，影響大蒜拉拔力的因素主要有大蒜假莖被擠壓后與同步帶接觸區(qū)域包角β、同步帶寬度w和大蒜假莖半徑r。其中，可通過(guò)收獲機(jī)參數(shù)調(diào)整進(jìn)行控制的參數(shù)有β和w。包角β可通過(guò)調(diào)整同步帶張緊力實(shí)現(xiàn)改變；同步帶寬度w可通過(guò)更換同步帶實(shí)現(xiàn)調(diào)整。因此，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)拉拔力影響研究更具有實(shí)際價(jià)值。

拉拔力隨包角和同步帶寬度改變而變化的趨勢(shì)如圖6所示。

圖6 同步帶寬度與包角對(duì)拉拔力的影響Fig.6 Effect of synchronous belt width and angle of contact on garlic drawing force

從圖6可以看出：

(1)拉拔力隨包角和同步帶寬度增大呈現(xiàn)近似直線(xiàn)的上升趨勢(shì)。包角增大30°，拉拔力平均增大53 N。同步帶寬度增大0.03 m，拉拔力平均增大76 N。同步帶寬度增加比包角增大對(duì)提升拉拔力的影響大。

(2)包角在120°左右時(shí)，拉拔力超過(guò)55 N，已滿(mǎn)足松土后大蒜拉拔需要。

(3)同步帶寬度超過(guò)0.035 m后，大蒜拉拔力超過(guò)100 N，也滿(mǎn)足松土后大蒜拉拔需要。

(4)綜合考慮包角和同步帶寬度的綜合影響，大蒜聯(lián)合收獲機(jī)選取寬度為0.038 m的同步帶，從而保證在包角變化的情況下亦能提供充足的拉拔力，保證大蒜聯(lián)合收獲機(jī)工作性能。

2.2 破土單元

2.2.1破土單元結(jié)構(gòu)

破土單元(圖7)主要功能是實(shí)現(xiàn)破土和大蒜挖掘，是大蒜收獲機(jī)主要耗能部件。因此，破土力(行駛阻力)是收獲機(jī)功率選擇的主要依據(jù)。破土單元主要包括箭鏟、鏟柄、箭鏟安裝座、深度調(diào)整器和安裝架。其中，箭鏟是破土單元主要工作部件。

圖7 破土單元結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.7 Soil ripping unit1.箭鏟 2.鏟柄 3.箭鏟安裝座 4.深度調(diào)整器 5.安裝架

2.2.2破土力理論計(jì)算模型

箭鏟勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)與土壤耦合作用下的受力如圖8所示。

圖8 土垡受力分析Fig.8 Force analysis of soil block on arrow shaped ripper

由圖8可知，水平、垂直方向受力平衡方程為

N0(sinαR+ftjcosαR)-N1(sinβH+fttcosβH)+
CaSccosαR-(CaSj+Fa)cosβH=0

(3)

G-N0(cosαR-ftjsinαR)-N1(cosβH-fttsinβH)+
CaScsinαR+(CaSj+Fa)sinβH=0

(4)

式中N0——土垡-箭鏟間正壓力，N

αR——箭鏟入土角，(°)

ftj——土垡-箭鏟間摩擦因數(shù)

N1——切割土垡之間擠壓載荷，N

βH——土垡滑移角，(°)

ftt——土垡間內(nèi)摩擦因數(shù)

Ca——土壤單位粘聚力，Pa

Sc——箭鏟面積，m2

Sj——土垡滑移面面積，m2

Fa——土垡加速載荷，N

G——土垡重力，N

根據(jù)箭鏟受力平衡方程可知

W=N0sinαR+N0ftjcosα+CaSccosαR

(5)

式中W——箭鏟破土力，N

聯(lián)立式(3)～(5)得

(6)

其中

式中γ——土壤容積密度，kg/m3

L——土壤沿箭鏟尾部伸出的距離，m

L0——箭鏟頂端至箭鏟尾部土壤的距離，m

h1——土壤厚度，m

h——箭鏟入土深度，m

b——箭鏟寬度，m

v0——整機(jī)前進(jìn)速度，m/s

v——土垡滑移速度，m/s

m——土垡質(zhì)量，kg

從式(6)可以看出，確定11個(gè)初始參數(shù)γ、αR、βH、ftj、ftt、b、h、L0、v0、Sc、Ca的值，即可求得無(wú)土壤純切削阻力時(shí)箭鏟破土力W。

2.2.3影響因素分析

雖然影響破土力的因素較多，分析可以發(fā)現(xiàn)，γ、βH、ftj、ftt、Ca等5個(gè)參數(shù)屬于環(huán)境因素參數(shù)，使用中難以人工調(diào)整和控制；b、L0、Sc等3個(gè)參數(shù)雖然也屬于結(jié)構(gòu)參數(shù)，影響破土力計(jì)算，但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后該參數(shù)不再變化。因此，前述8個(gè)參數(shù)只進(jìn)行合理選擇，不再進(jìn)行重點(diǎn)分析。本節(jié)重點(diǎn)分析箭鏟入土角αR、整機(jī)前進(jìn)速度v0和箭鏟入土深度(挖掘深度)h變化對(duì)箭鏟破土力的影響。

圖9 箭鏟行進(jìn)速度對(duì)破土力的影響Fig.9 Effect of velocity on resistance of arrow shaped share

由式(6)可知，破土力隨大蒜聯(lián)合收獲機(jī)行進(jìn)速度而變化的規(guī)律如圖9所示。從圖中可以看出，隨著收獲機(jī)械行進(jìn)速度的增加，箭鏟破土力增加；在2.2 m/s正常收獲速度下，箭鏟破土力在1 500 N左右。

圖10 箭鏟入土深度與箭鏟入土角對(duì)破土力的影響Fig.10 Effect of buried angle and depth on resistance of arrow shaped shovel

由式(6)可知，破土力隨箭鏟入土角、入土深度改變而變化的規(guī)律如圖10所示。從圖中可以看出，隨著箭鏟入土深度的增加，箭鏟破土力呈現(xiàn)直線(xiàn)增加趨勢(shì)。入土深度增加0.08 m，破土力平均增大927 N；在0.1 m左右正常工作入土深度下，箭鏟破土力在1 000 N左右；隨著箭鏟入土角增加，箭鏟破土力呈現(xiàn)指數(shù)增加趨勢(shì)；箭鏟入土角在20°左右的正常工作角度下，破土力在1 000 N左右。超過(guò)25°后，箭鏟破土力增加迅速。因此，實(shí)際工作過(guò)程中，箭鏟入土角應(yīng)根據(jù)實(shí)際破土深度控制在25°以下，最佳區(qū)間為[15°, 25°]。

3 整機(jī)性能試驗(yàn)

3.1 拉拔力試驗(yàn)

3.1.1試驗(yàn)方案

拉拔力測(cè)試在樣機(jī)上進(jìn)行。在同步帶張緊裝置上串聯(lián)推拉力計(jì)(圖11)進(jìn)行張緊力調(diào)整，實(shí)現(xiàn)大蒜假莖包角改變。為保證試驗(yàn)的可重復(fù)性，采用摩擦因數(shù)相近的橡膠管替代大蒜假莖進(jìn)行試驗(yàn)，以避免由于重復(fù)試驗(yàn)造成大蒜假莖破壞，影響摩擦力測(cè)試的準(zhǔn)確性。

(1)試驗(yàn)設(shè)備連接

首先將推拉力計(jì)安放在張緊螺栓與同步帶張緊裝置之間；然后將推拉力計(jì)與計(jì)算機(jī)串口連接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

圖11 拉拔力測(cè)試試驗(yàn)Fig.11 Drawing force experiment1.起送蒜單元 2.同步帶張緊裝置 3.推拉力計(jì) 4.同步帶

(2)測(cè)試位置選擇

根據(jù)起送蒜單元實(shí)際拉拔起蒜位置(圖11中星標(biāo)位置)夾持橡膠管進(jìn)行拉拔力測(cè)試。

(3)拉拔力測(cè)試

通過(guò)調(diào)整張緊螺栓，逐步調(diào)整同步帶的張緊力。同步帶張緊力每增大100 N，進(jìn)行一組拉拔力測(cè)試。同步帶張緊力由300 N增加到2 900 N，記錄拉拔力數(shù)值。

3.1.2試驗(yàn)結(jié)果與分析

隨同步帶張緊力改變實(shí)測(cè)拉拔力變化曲線(xiàn)如圖12所示。

圖12 拉拔力隨張緊力變化曲線(xiàn)Fig.12 Changing curve of drawing force with tensile force

從圖12中可以看出，隨著同步帶張緊力的增大，大蒜拉拔力增加；當(dāng)同步帶張緊力為2 800 N時(shí)，同步帶所提供的拉拔力為55.7 N，大于松土后大蒜所需拉拔力。因此可以確定：當(dāng)同步帶張緊力大于2 800 N時(shí)起送蒜單元滿(mǎn)足正常工作要求。

3.2 破土力試驗(yàn)

3.2.1試驗(yàn)方案

破土力測(cè)試主要分析箭鏟入土深度、入土角、整機(jī)前進(jìn)速度等對(duì)破土力的影響。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，箭鏟調(diào)整裝置在調(diào)整箭鏟入土角的同時(shí)調(diào)整入土深度。由于兩個(gè)因素聯(lián)動(dòng)，因此試驗(yàn)時(shí)用入土深度一個(gè)因素替代。同時(shí)，為提高收獲機(jī)實(shí)際工作過(guò)程中破土性能，把土壤濕度、土壤硬度兩個(gè)因素也納入影響因素進(jìn)行綜合測(cè)試和分析。試驗(yàn)采用正交試驗(yàn)方法安排，選取的因素和水平如表1所示?？紤]各因素之間的交互作用，采用L27(313)正交表安排試驗(yàn)，如表2所示，A、B、C、D為因素水平值。試驗(yàn)裝置如圖13所示。

表1 試驗(yàn)因素與水平Tab.1 Experiment factors and levels

3.2.2測(cè)試結(jié)果及分析

分析表2可知，C、AB、AC、BC、BD、CD影響較小，合并作為誤差進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表3所示。

從表3中可以得出，對(duì)比F臨界值(F0.05(2,22)=5.72，F(xiàn)0.05(4,22)=2.82)可知，對(duì)箭鏟破土力有顯著影響的因素是箭鏟入土深度、土壤濕度；入土深度是影響箭鏟破土力的最顯著因素；其次是土壤濕度；再次是土壤濕度-土壤硬度交互作用；最后是土壤硬度；整機(jī)前進(jìn)速度對(duì)箭鏟破土力的影響最小。最佳水平組合是A3B1C1D2。從表2中可以看出，20號(hào)試驗(yàn)是最佳組合參數(shù)試驗(yàn)，破土力較小。

3.3 田間整機(jī)性能試驗(yàn)

為檢驗(yàn)?zāi)K化大蒜聯(lián)合收獲機(jī)性能及指標(biāo)參數(shù)，2018年5月在山東省臨沂市某公司自有試驗(yàn)田(為進(jìn)行樣機(jī)性能測(cè)試，公司試驗(yàn)田大蒜種植行距在80～300 mm之間每隔20 mm加以取值)進(jìn)行樣機(jī)性能檢測(cè)。記錄每次試驗(yàn)擬收獲大蒜總株數(shù)、大蒜收獲數(shù)、損失數(shù)以及蒜頭損傷數(shù)。試驗(yàn)過(guò)程如圖14所示，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。其中，收凈率是指大蒜收獲機(jī)所行走的試驗(yàn)田內(nèi)被拔取的大蒜株數(shù)與大蒜總株數(shù)的比值；漏拔率指的是試驗(yàn)范圍內(nèi)未被拔取的大蒜總數(shù)與大蒜總株數(shù)的比值；總損失率指的是蒜頭損傷率與漏拔率之和。

通過(guò)整機(jī)的田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，大蒜聯(lián)合收獲機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)大蒜收獲的各項(xiàng)功能，各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論

(1)大蒜收獲單元采用模塊化設(shè)計(jì)。將扶禾單元、起送蒜單元、破土單元、齊蒜斷秧單元等大蒜收獲必需功能集中設(shè)置，形成獨(dú)立收獲單元模塊。收獲單元可根據(jù)需要加掛，配合不同輸送單元，可組裝行大蒜聯(lián)合收獲機(jī)。同時(shí)，各個(gè)收獲單元間距可在0～300 mm之間自由調(diào)整，實(shí)現(xiàn)行距70～420 mm之間大蒜的機(jī)械化收獲。除此之外，用戶(hù)還可以根據(jù)種植行數(shù)、行距自由加掛收獲單元數(shù)量，并進(jìn)行行距適應(yīng)性調(diào)整，實(shí)現(xiàn)間作套種地塊大蒜的機(jī)械化收獲。

表2 破土力試驗(yàn)方案與結(jié)果Tab.2 Orthogonal array and results of arrow shaped shovel resistance

圖13 破土力試驗(yàn)Fig.13 Experiment of arrow shaped shovel resistance1.破土單元 2.試驗(yàn)土槽 3.推拉力計(jì) 4.動(dòng)力架

表3 方差分析
Tab.3 Analysis results of variance

來(lái)源平方和自由度均方和FA2.7521.379.79B7.9223.9628.30D0.4720.241.69AD2.0540.513.67誤差2.97220.14

圖14 收獲機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試Fig.14 Test of garlic combine harvester in field

表4 大蒜聯(lián)合收獲機(jī)田間試驗(yàn)結(jié)果
Tab.4 Results of garlic combine harvester test in field

參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果技術(shù)要求收凈率/%98.3≥97切秧率/%94.2≥90蒜頭損傷率/%1.8≤2總損失率/%3.5≤5生產(chǎn)率/(hm2·h-1)0.14≥0.1

(2)建立了大蒜拉拔力理論分析模型。在對(duì)影響因素進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，得到了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)拉拔力的影響規(guī)律。試驗(yàn)證明，拉拔力隨大蒜假莖包角增大而增加；當(dāng)同步帶張緊力超過(guò)2 800 N時(shí)，同步帶所提供的拉拔力大于松土后大蒜所需拉拔力，可實(shí)現(xiàn)大蒜拉拔收獲。

(3)建立了破土力理論分析模型，得到了箭鏟入土角、箭鏟入土深度、整機(jī)前進(jìn)速度等參數(shù)對(duì)破土力的影響規(guī)律。利用正交試驗(yàn)得到了各個(gè)參數(shù)對(duì)破土力的影響顯著程度：土壤濕度與箭鏟入土深度兩因素對(duì)箭鏟破土力的影響非常顯著，其中，箭鏟入土深度影響最顯著，土壤濕度影響次之。

(4)樣機(jī)田間試驗(yàn)結(jié)果表明，大蒜收凈率98.3%、切秧率94.2%、蒜頭損傷率1.8%、總損失率(包括損失和損傷的大蒜)3.5%、生產(chǎn)率0.14 hm2/h。大蒜聯(lián)合收獲機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。