一種大蒜收獲機的設計

摘要：大蒜收獲是種植的重要作業(yè)環(huán)節(jié)，目前多采用人工挖掘，勞動強度大、生產(chǎn)效率低。為此，研制一種大蒜收獲機，介紹其整體結(jié)構(gòu)及工作原理，簡述主要零部件設計。該機具采用左右對稱式異動振動篩結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)阻力小、機具運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、動力消耗小、工作效率高，具有良好的大蒜收獲效果。

關鍵詞：大蒜；收獲；機具；研制

中圖分類號：S225.79" " "文獻標識碼：A" " 文章編號：1674-1161（2024）02-0046-03

大蒜在我國已有兩千多年的生產(chǎn)史，是具有較高營養(yǎng)價值的經(jīng)濟作物，也是我國優(yōu)勢極為顯著的特色農(nóng)產(chǎn)品之一。我國大蒜栽培面積大、產(chǎn)量高，是世界上最大的大蒜生產(chǎn)國和消費國[1-3]，種植面積和總產(chǎn)量分別占全球的60%及70%以上，常年種植面積約60～85萬hm2。我國大蒜種植相對比較分散，多以小戶、小地塊為主，且目前多采用人工挖掘，勞動強度大、生產(chǎn)效率低，尤其在大蒜收獲季節(jié)需爭搶農(nóng)時，否則延誤收獲會影響大蒜的品質(zhì)及產(chǎn)量，從而給農(nóng)民造成損失。收獲是大蒜種植的重要作業(yè)環(huán)節(jié)，國外的大蒜收獲機以挖拔式為主，技術已較為成熟，如西班牙、日本等國家在大蒜收獲環(huán)節(jié)已實現(xiàn)機械化作業(yè)；國內(nèi)的大蒜收獲機以挖掘式為主，多采用整體式振動篩結(jié)構(gòu)，存在篩選效果不好、收獲質(zhì)量差、功率消耗大、可靠性差等問題。為此，設計提供一種左右分體式振動篩結(jié)構(gòu)的大蒜收獲機。

1 整體結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 整體結(jié)構(gòu)

大蒜收獲機由機架、傳動箱、左曲柄連桿機構(gòu)、右曲柄連桿機構(gòu)、左振動柵條、挖掘鏟、護罩、限深機構(gòu)等組成，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

機具采用左右對稱式異動振動篩結(jié)構(gòu)，其作業(yè)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的整體式振動篩，同時左右振動篩的異步運動還減少了作業(yè)時土壤的阻力，有利于降低動力消耗、提高工作效率。機具的飛輪式曲柄配置、曲柄、雙連桿傳動等機構(gòu)，使機具耗能比普通機型節(jié)能約50%。該機運動平穩(wěn)、振動小，具有節(jié)能、環(huán)保、安全等特點，有良好的應用前景。

1.2 工作原理

機具與拖拉機采用后三點懸掛連接，拖拉機的動力輸出軸通過機具動力輸出軸與萬向節(jié)傳動軸相連接，動力輸出軸帶動飛輪曲柄旋轉(zhuǎn)，曲柄帶動左右連桿做左右往復運動，通過搖臂改變動力方向來帶動左右拉桿成反方向的上下運動，進而帶動左右篩繞左右軸成相反方向的上下運動。振動篩在土壤中做上下往復運動，可使根莖作物從土壤中被分離出來，并帶到土壤表面上。工作時，耕深可通過入土鏟的入土深度來調(diào)整，從而滿足收獲作業(yè)的農(nóng)藝要求。

2 主要部件設計

2.1 機架設計

該機的機架由懸掛機構(gòu)、矩形框架梁、曲柄飛輪安裝板等組成，如圖2所示。

懸掛機構(gòu)與矩形框架梁固定連接，限深機構(gòu)安裝架左右對稱安裝在矩形框架梁上，限深機構(gòu)安裝架的后端設有限深機構(gòu)安裝套管，套管上設有調(diào)節(jié)孔。

2.2 傳動機構(gòu)設計

傳動機構(gòu)由曲柄飛輪、左連桿、右連桿、左下?lián)u臂、右下?lián)u臂、左上搖臂、右上搖臂、左連桿、右連桿等組成，如圖3所示。

曲柄飛輪固定在動力輸出軸的后端，左右連桿的一端與曲柄飛輪鉸接，左右連桿的另一端與左右上搖臂的上部對應鉸接，左右上搖臂的下端與左右下?lián)u臂的一端對應鉸接，左右下?lián)u臂的另一端與左右篩軸固定連接，左右篩軸水平設置在入土鏟的后方，左右振動篩分別由多個篩條構(gòu)成，左右振動篩的篩條的后端分別對應設在左右篩軸上。

2.3 挖掘機構(gòu)設計

挖掘機構(gòu)由挖掘刀、振動篩、振動篩中間軸孔、振動篩邊軸孔等組成；挖掘刀由中間挖掘鏟、兩側(cè)挖掘鏟、刀柄、振動篩中間軸等組成，如圖4所示。

中間挖掘鏟向后方傾斜，以便用于挖掘大蒜。兩側(cè)的挖掘鏟用于切斷與土壤的連接，可減少作業(yè)阻力。刀柄上設有調(diào)節(jié)安裝孔，其用于挖掘刀與矩形框架梁的連接并可調(diào)節(jié)作業(yè)深度。振動篩中間軸孔、振動篩邊軸孔用于安裝左振動篩、右振動篩。

2.4 振動篩設計

振動篩由振動篩中間軸、橫梁、振動篩邊軸、曲臂、柵條等組成，如圖5所示。

柵條為圓柱形鋼筋，且等間距固定在橫梁上。橫梁的外側(cè)設有曲臂，并與傳動機構(gòu)相連。橫梁的兩端分別設有振動篩中間軸、振動篩邊軸，其用于與挖掘刀的振動篩中間軸孔、振動篩邊軸孔鉸接安裝。

3 結(jié)語

該機采用左右對稱式異動振動篩結(jié)構(gòu)，其作業(yè)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的整體式振動篩。作業(yè)時呈左右對稱的反向運動，結(jié)構(gòu)簡單、作業(yè)阻力小、機具運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、動力消耗小、工作效率高，具有良好的大蒜收獲效果。

參考文獻

[1]李想，崔軍，袁虹，等.4DS-40型大蒜收獲機研制與試驗示范[J].江蘇農(nóng)機化，2021（2）：11-14.

[2]李勝兵，李驊，齊新丹，等.大蒜收獲機研究現(xiàn)狀及展望[J].江西農(nóng)業(yè)學報，2020，32（10）：99-104.

[3]武豐，王東偉，李瑞川，等.大蒜收獲機的設計與試驗研究[J].農(nóng)機化研究，2017，39（12）：89-93.

Design of a Garlic Harvester

BAN Jingyang1，2

（1.Liaoning Institute of Agricultural Mechanization， Shenyang 110161， China; 2.Key Laboratory of Remanufacture and Innovation of Agricultural Machinery and Equipment in Liaoning Province， Shenyang 110161， China）

Abstract： Garlic harvesting is an important operation link of planting. At present， manual excavation is mostly used， which has high labor intensity and low production efficiency. Therefore， a garlic harvester is developed， its overall structure and working principle are introduced， and the main parts are designed briefly. The machine adopts the left and right symmetrical vibrating screen structure， simple structure， small operation resistance， stable operation of the machine， small power consumption， high work efficiency， and has a good garlic harvest effect.

Key words：" garlic; harvest; machines and tools; development