畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）大蒜收獲機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其仿真分析文獻(xiàn)綜述學(xué)生姓名班 級(jí) 11機(jī)設(shè)1 學(xué)號(hào)20110603123學(xué)院名稱 機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師2015年3月9日說明 1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一2．文獻(xiàn)綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查3．文獻(xiàn)綜述各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時(shí)用原文和中文表達(dá)第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述，閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上，其中外文資料應(yīng)占一定比例本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報(bào)告同時(shí)提交此頁打印在封面的背面）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述《大蒜收獲機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及其仿真分析》的文獻(xiàn)綜述內(nèi)容摘要本文主要對(duì)國(guó)內(nèi)外的大蒜機(jī)械化收獲技術(shù)進(jìn)行調(diào)查，了解國(guó)外機(jī)械化收獲農(nóng)作物的水平，摸清國(guó)內(nèi)大蒜收獲機(jī)械化的現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析不同收獲機(jī)在作業(yè)過程中存在的問題，充分借鑒各型號(hào)的優(yōu)點(diǎn)，學(xué)習(xí)農(nóng)機(jī)各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以期形成一套優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：大蒜收獲機(jī) 手扶拖拉機(jī) 問題分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)第1章 前言大蒜，產(chǎn)于中亞和西亞兩千多年前，出使西域的張騫將其帶回國(guó)來人們不僅發(fā)現(xiàn)它是風(fēng)味絕佳的調(diào)料品，還能去腥殺菌，各家各戶大范圍地種植起來現(xiàn)代醫(yī)學(xué)又發(fā)現(xiàn)了它的醫(yī)學(xué)價(jià)值，有防治心血管疾病、抗氧化的功效，在H7N9禽流感時(shí)期發(fā)揮著重要的作用然而廣受歡迎的大蒜，收獲起來可不是一件容易的事山東是全國(guó)最大的大蒜種植區(qū)，當(dāng)?shù)氐乃廪r(nóng)也抱怨收蒜很累，手都要磨出泡，更別說經(jīng)年累月蹲在田里，面朝黃土背朝天除此之外，人工收蒜時(shí)間長(zhǎng)，一旦錯(cuò)過最好的時(shí)期，損失就十分嚴(yán)重于是，在國(guó)內(nèi)，一些大蒜收獲機(jī)應(yīng)運(yùn)而生大蒜收獲機(jī)是指在大蒜的成熟時(shí)期，用于對(duì)大蒜進(jìn)行挖掘、去土、輸送、整理、切莖、收集、轉(zhuǎn)運(yùn)等農(nóng)藝環(huán)節(jié)或單項(xiàng)、或多項(xiàng)、或全部環(huán)節(jié)進(jìn)行收獲的農(nóng)機(jī)具山東省在2013年以一定規(guī)模采用了大蒜收獲機(jī)，其較高的效率受到蒜農(nóng)的歡迎，河南、江蘇等地也紛紛仿效然而，這幾年過去，大蒜收獲機(jī)暴露出越來越多的問題第2章 國(guó)內(nèi)外大蒜收獲機(jī)分析2.1國(guó)外大蒜收獲機(jī)2.1.1美國(guó)TopAir公司GW和GL系列以下是美國(guó)TopAir公司GW 4400型大蒜收獲機(jī)[1]實(shí)體結(jié)構(gòu)示意圖：前方由動(dòng)力源拖拉機(jī)帶動(dòng)液壓及動(dòng)力連接機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的行走功能。

在作業(yè)過程中，挖掘鏟深入泥土將大蒜蒜須切斷，連同部分泥土一起挖掘上來，到達(dá)分離輸送鏈，經(jīng)分離輸送之后到達(dá)鋪條機(jī)構(gòu)若無其他輔助農(nóng)機(jī)，挖掘的大蒜將直接拋入田中因其分離輸送鏈并沒有特殊的分離土塊的裝置，所以有一個(gè)比較明顯的缺點(diǎn)是土塊分離不完全，這也是部分國(guó)產(chǎn)大蒜收獲機(jī)一個(gè)待解決的問題下圖是該公司GL 2400大蒜撿拾機(jī)，為在GW 4400上加裝撿拾裝置后的農(nóng)機(jī)：其裝備撿拾裝置之后，配合一名工作人員，能夠完成大蒜挖掘、去土、輸送、撿拾、整理等功能，已經(jīng)是初具雛形的聯(lián)合收獲機(jī)，在國(guó)內(nèi)外處于領(lǐng)先水平其收蒜效率大大提升但是全程帶蒜秧作業(yè)，經(jīng)過的環(huán)節(jié)越多，機(jī)器的負(fù)擔(dān)越大，消耗的能源越多2.1.2法國(guó)ERME公司RL系列和RE系列法國(guó)是歐洲農(nóng)業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，其機(jī)械化、現(xiàn)代化程度高，以中小農(nóng)場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)方式為主法國(guó)政府鼓勵(lì)建立高等、中等農(nóng)業(yè)教育，極大提高了農(nóng)民的素質(zhì)在其大蒜種植區(qū)，農(nóng)民們?cè)敢馔顿Y大蒜收獲機(jī)，收獲機(jī)械得到廣泛應(yīng)用下圖是法國(guó)打捆式大蒜收獲機(jī)：RL1型收獲機(jī)適合于逐行收獲在其對(duì)準(zhǔn)一行大蒜之后，分禾器將此行大蒜與別行區(qū)分開來，然后進(jìn)行挖掘作業(yè)，夾持膠帶將大蒜送至打捆機(jī)構(gòu)，拍土當(dāng)大蒜數(shù)量達(dá)到一定值時(shí)，打捆機(jī)構(gòu)進(jìn)行打捆。

然后工作人員操縱開關(guān)把蒜捆送至后側(cè)此機(jī)器的操作對(duì)工作人員要求有點(diǎn)高：工作人員不僅要控制整機(jī)前進(jìn)方向，避免駛?cè)肫渌庑?，還要隨時(shí)注意捆蒜機(jī)構(gòu)中蒜秧的數(shù)量，長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)容易出錯(cuò)下圖是該公司RE1型單行切秧式大蒜聯(lián)合收獲機(jī)：其工作原理與RL1型有許多相似之處，但其具備切秧機(jī)構(gòu)，還配備工人清洗切下的大蒜頭，無疑為后續(xù)工作省去了許多麻煩我們仔細(xì)觀察就能發(fā)現(xiàn)，無論是RL1還是RE1，都是單行收獲雖然之后推出的RL和RE其他系列能一次收獲最多達(dá)5行，但是為了不損傷大蒜，對(duì)蒜行的要求是間距50cm左右在中國(guó)，土地資源一向是農(nóng)民們十分珍惜的，蒜行間距從13cm到35cm不等，主要集中在20cm左右照搬國(guó)外的技術(shù)肯定是行不通的但是其切秧機(jī)構(gòu)的配置值得我們學(xué)習(xí)2.1.3西班牙J.J.BROCH 公司 西班牙是世界第二大大蒜出口國(guó)，近幾年更是成為歐洲最大的大蒜生產(chǎn)商大蒜的機(jī)械化收獲占據(jù)著重要地位西班牙J.J.BROCH 公司也生產(chǎn)打捆式和切秧式收獲機(jī)：相比較法國(guó)ERME公司的產(chǎn)品，西班牙公司注重了舒適性，給打捆式加上了頂棚，也更注重效率，針對(duì)打捆式和切秧式分別研制出兩行和四行的機(jī)型，但同時(shí)兩行打捆式需要2名操作人員。

但不適用于國(guó)內(nèi)，原因與上面是一樣的切秧式要求的最小行距是35cm，不能滿足國(guó)內(nèi)大部分蒜距要求2.2國(guó)內(nèi)大蒜收獲機(jī)2.2.1 4DS_1000型大蒜挖掘機(jī)需求是發(fā)明之母山東金鄉(xiāng)縣是中國(guó)著名的大蒜之鄉(xiāng)進(jìn)出口、致富增收的愿望讓人們不堪重負(fù)，迫切需要實(shí)現(xiàn)收獲的機(jī)械化4DS_1000型大蒜收獲機(jī)[2]根據(jù)山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局的“大蒜挖掘機(jī)”的項(xiàng)目合同書終于研制出來其可與泰山-12型拖拉機(jī)配套使用拖拉機(jī)經(jīng)齒輪箱將動(dòng)力傳至挖掘系統(tǒng)和撥禾器的變速箱其主要采用旋轉(zhuǎn)刀具進(jìn)行挖掘作業(yè)過程中，旋轉(zhuǎn)刀具在土中不斷旋轉(zhuǎn)，切斷大蒜根系，同時(shí)松動(dòng)泥土，將大蒜拱起，一次來是蒜土分離前后撥禾器將蒜頭撥向兩邊，防止輪胎壓蒜然而，土表之下的情況難以確定如遇石塊較多的土壤，旋轉(zhuǎn)刀具的損失就會(huì)過多同時(shí)，原研究人員也提出，此機(jī)型適用于平原地區(qū)對(duì)于起伏幅度過大或者過于頻繁的地貌就不適宜了不過4DS_1000型一改國(guó)外通過“挖”的起蒜方式，采用旋轉(zhuǎn)刀具，為大蒜的挖掘提供了新思路2.2.2 4DS-2型大蒜挖掘機(jī)[3] 它與拖拉機(jī)的掛接方式采用的是三點(diǎn)懸掛式，驅(qū)動(dòng)輪附加同軸的鏈輪作為動(dòng)力源作業(yè)過程中，驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)大鏈輪，接著帶動(dòng)小鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

小鏈輪作為一個(gè)動(dòng)力樞紐，通過錐齒輪、離合器的傳動(dòng)使拋擲輪轉(zhuǎn)動(dòng)拋擲輪的作用是將挖掘鏟挖掘上來的蒜土進(jìn)行分離然而，效率并不高通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)，作業(yè)效率大概是4DS_1000型的2/3不過，其緊湊的結(jié)構(gòu)值得學(xué)習(xí)，蒜土分離的方案值得借鑒2.2.3 4S-85型大蒜挖掘機(jī)4S-85型大蒜收獲機(jī)[4]，主要由挖掘裝置、碎土裝置、分離裝置、輸送裝置、鋪放裝置等部分組成4S-85與東風(fēng)—12型手扶拖拉機(jī)配套可一次完成破土、碎石、切根、篩選集條等各項(xiàng)作業(yè)機(jī)器到達(dá)田間，液壓升降裝置降下，挖掘鏟靠自身重力入土至指定深度行進(jìn)過程，挖掘鏟切斷大蒜根須，蒜土一起進(jìn)入碎土輥，再進(jìn)過泥土分離器的作用將土去除去土的大蒜從兩防滑輪之間落入田里在實(shí)地實(shí)驗(yàn)過程中，出現(xiàn)了一些故障：一是振動(dòng)挖掘鏟臂偏心連桿機(jī)構(gòu)中的螺紋連桿螺絲損壞，主要是因?yàn)榧庸げ牧线x用45鋼，而且后期淬火和退火處理工藝不過關(guān)；二是振動(dòng)挖掘鏟斷裂，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，鏟身使用的65Mn鋼板上有缺口，當(dāng)振動(dòng)挖掘鏟碰上田埂等造成應(yīng)力集中導(dǎo)致斷裂[5]2.2.3 4S-6型大蒜挖掘機(jī)[6]該機(jī)具與8.8kW以上的手扶拖拉機(jī)配套使用，限深輪一端為前進(jìn)方向工作時(shí)操作液壓裝置使機(jī)身下沉到指定深度，大蒜經(jīng)過旋轉(zhuǎn)犁刀8、分秸器9、犁刀-振動(dòng)篩聯(lián)合體之后被拋入田中。

期間，工作人員操作位于機(jī)身后部的方向盤和液壓手柄振動(dòng)分離的方案值得借鑒，但是大蒜在振動(dòng)篩上的行程較短，蒜土分離未必充分；另一方面，操作人員位于機(jī)身后部，視野不夠開闊，所以對(duì)方向的操控要求比較高第3章 總結(jié)經(jīng)過對(duì)文獻(xiàn)資料的分析，發(fā)現(xiàn)：1.國(guó)外的大蒜收獲機(jī)已經(jīng)有較高的自動(dòng)化水平，能夠完成大蒜挖掘、去土、輸送、撿拾、整理等功能，具備撿拾裝置和切秧裝置的機(jī)型大大減少了工作量但是有些機(jī)型蒜土分離不充分收獲機(jī)對(duì)行距的要求也不符合我國(guó)國(guó)情2.國(guó)內(nèi)的收獲機(jī)設(shè)計(jì)的思路還是比較開闊的：有使用旋轉(zhuǎn)刀具切斷蒜須的，有使用拋擲輪或者振動(dòng)篩來分離蒜土的但是機(jī)器暴露在外的部分較多，一方面零部件容易損壞老化，另一方面蒜秧易纏結(jié)在機(jī)身上，除此之外易操作性（視野、方向盤是否省力）和舒適性（振動(dòng)引起的不適）這樣的人機(jī)交互體驗(yàn)還需改進(jìn)自動(dòng)化水平還需向發(fā)達(dá)國(guó)家看齊3.我們要借鑒國(guó)外先進(jìn)機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合國(guó)產(chǎn)機(jī)器的問題，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行優(yōu)化，使機(jī)器更加穩(wěn)定；在功能上進(jìn)行優(yōu)化，使機(jī)器更易用；在細(xì)節(jié)上進(jìn)行優(yōu)化，使操作人員更舒適4.下一步的目標(biāo)：以一體的剛性結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，改善傳動(dòng)路線，優(yōu)化挖掘、分離蒜土的機(jī)構(gòu)，合理安排操作人員的位置來改善視野和工作環(huán)境。

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