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大葱收获机的设计开题报告1 课题名称及来源：名称：大葱收获机的设计来源： 自己拟定2 研究的目的、意义和国内外研究现状：2.1 选题的目的及意义近年来，大葱在人们心中的地位日益提高。大葱是半年生草本植物，百合科葱属，富含营养，口味独特，用途广泛。大葱具有奇强的抗菌消炎作用，现在知道能有抗菌效果的天然植物中大葱是最明显的作物。既能抗疲劳、抗衰老、保护肝功能，也能抗癌、防癌、治疗阳痿、保护心血管。另外大葱在工业方面，可做一些调味品，食品添加剂原材料，也可以用来做饲料添加剂和美容化妆品的原材料。目前，国外已经有了几种大葱收获机，有的技术与装备比较成熟，也有的是初代产品，研发阶段。但是，国内外作业环境不同，收获方式也有区别，所以很难适应国内一些地区的需求。国内也有个人及团体研发了几款大葱收获机，目前来说，跟发达国家开发的大葱收获机相比较，国内的大葱收获近还有一些不足，生产力需要提高。现阶段，葱农还是依靠人工来完成大葱的收获，有少部分地区使用半机械大葱挖掘犁，但是它容易伤葱，效率也不高，难以满足葱农的需求。所以如果现在有一款的大葱收获机作业效率高，适用性强，那么它就很容易被人采纳以及广泛的推广。大葱是主要农作物之一，经济性好，可做食品添加剂，调味品和美容化妆品等的原料。但是大葱人工收获劳动强度大、效率低，不利于大葱产业未来的发展，所以用机械化收获大葱。本文根据大葱收获的需求，并结合农村生产模式的特点设计一款手扶式大葱收获机。初步计划设计一款中小型的大葱收获机，适用于农村低成本高效率的经济特点，并且努力提高大葱收获机的作业质量，简单设计机械结构，减少功率上其他方面的浪费。 2.2 国内外研究现状1、国外大葱收获机现状现阶段国外大葱机械化收获的技术比较成熟，并且推广性强。美国，法国，西班牙等国家都生产了比较好大葱收获机。下面介绍几种大葱收获机生产公司和机型：1）美国TopAir公司。美国TopAir公司是以生产大葱收获机和洋葱收获机而出名。该公司生产的大葱收获机主要有大葱挖掘铺条机和大葱捡拾机，都是分段式工作。大葱挖掘铺条机。图2-1为GW4400型4行大葱挖掘铺条机结构图，其工作原理：先用挖掘铲直接从土壤中挖起大葱，然后由挖掘铲和挖掘铲上部的拔轮共同工作，把大葱和泥土带至分离输送链上，分离输送链将大部分泥土在运送过程从大葱中分离出来，去掉泥土后的大葱头经过集条装置被铺放在地面上，对大葱进行少许的晾晒。该机还能够安装其他辅助装置：切顶装置，安装刀具切断大葱茎秆，实现大葱机械化“联合收获”；风选装置，利用风选装置去除碎叶和其他较轻的杂质。此机具和90kw功率的拖拉机配套使用，生产效率为20 hm2/h，一次两行，垄距为100112mm。该机由拖拉机后驱动轴提供动力，由液压系统控制整个装置机械结构。该机缺点是收获的大葱中会有少许土块，而且该机不能单独作业还需要和大葱捡拾机一起配套作业。图2-1 GW4400型4行大葱挖掘铺条机1.铺条机构 2.液压及动力连接机构 3.挖掘铲 4.分离输送链 5.车轮大葱捡拾机。图2-2是该公司生产的GL2400型大葱捡拾机结构示意图，其工作原理：首先经过前面装置大葱已经铺放成条，用捡拾铲和拨轮从土壤中捡拾到分离输送链上，利用分离输送链抖动，在大葱运送过程中，清理部分泥土，然后大葱经传送链传递，进入清选机内，将混入大葱中的杂物利用风选系统清理掉，再将经过初步清理的大葱头送至人工工作台进行进一步清理泥土，此时有两名人工参与到机具作业过程中，一处是在净葱较多的一侧，工人用手捡掉运输线上的土块，另外一处是土块较多的一侧，工人从土块中挑选出大葱，最后由输送装置将大葱送进其后跟着行走的收集车上，再送到大葱集中地。此大葱捡拾机配套动力是110KW功率的拖拉机,作业行距为400420mm。该机和GW4400型4行大葱挖掘铺条机一起配套使用，可以完成大葱联合收获。该机是由拖拉机后驱动轴驱动，其上装有液压控制等操作系统，作业效率高。图2-2 GL2400型大葱捡拾机1.车轮 2.分离输送链 3.清选机 4.人工捡拾平台 5.输送器 6.液压及动力连接 7.捡拾铲2）法国ERME公司该公司在法国是比较有名的农业机械机具生产厂家，生产的大葱联合收获机得到众人广泛的认可，其中代表机具有打捆式和切秧式大葱收获机，这两款收获机的动力是由拖拉机所带的液压装置提供。这两种收获机有一个比较明显的优点就是：经该机收获后的大葱，后续生产非常容易。但是，该机作业效率相对与其他机具来说比较低。打捆式大葱联合收获机。图2-3 RL1型单行打捆式大葱联合收获机的结构示意图， 其工作原理：分禾器5将大葱茎导入夹持胶带7中，挖掘铲6挖断大葱根茎，夹持胶带7夹持大葱茎经传送到打捆机构1，同时拍土装置拍打大葱根须部，清理其附着在上面的泥土。当一定数量的葱秧被打捆器收集时，打捆器打捆葱秧并送至横向输送带，然后人工控制横向输送带开关把葱秧送至后侧。该机具配套36.75KW（50hp）功率的拖拉机，行走速度约4km/h，RL1型可以相对拖拉机横向移动130cm，最小收获行距为40cm。 图2-3 RE1型单行打捆式大葱联合收获机打捆机构 2.工作人员座椅 3.机架 4.液压连接系统 5.分禾器 6.挖掘铲 7.夹持胶带 8.车轮 9.横向输送带切秧式大葱联合收获机。图2-4为RE1型单行切秧式大葱联合收获机结构示意图，其工作原理与打捆式收获机类似，其结构有葱秧夹持输送装置、大葱的挖掘装置和大葱清土装置等机械装置，大葱葱茎被夹持输送胶带8送至切秧机构1中，刀具切断葱茎后，葱头掉进横向输送链3上，然后由横向输送链3送到其后的收集网袋中，进行自动化收集。该机具在捡拾工作台上需要一名工人进行人工清选大葱。该机配套44.1kw（60hp）功率的拖拉机，行走速度约3km/h。行距要求为4355cm。图2-4 RE1型单行切秧式大葱联合收获机1.切秧机构 2.拣拾工作台 3.横向输送链 4.吨袋拖杆 5.车轮 6.液压连接系统7.机架 8.夹持胶带 9.挖掘铲 10.分禾器3）西班牙J.J.BROCH打捆式大葱联合收获机。图2-5为两行打捆式大葱联合收获机的结构示意图，其工作原理与RL型打捆式大葱收获机类似，相当于把其两个机具组合在一起使用。该机具配套44.1kw（60hp）功率的拖拉机,该机作业是需要两名工作人员同时工作，该机最小行距为40cm。图2-5 两行打捆式大葱联合收获机1.分禾器 2.液压连接系统 3.工作人员座椅 4.夹持胶带 5.横向输送带 6.拍土器 7.挖掘铲2、国内大葱收获机现状近几年来，国内渐渐重视农业机具方面的生产发展能力，实行农民购买农业机器的会有补贴的利民政策，大葱收获机也从中慢慢发展起来，越来越多的大葱收获机被研发出来。国内已有42项关于大葱收获机械的实用专利，被商家采用并投入在生产线的将20种。这些农业机具，有的是只能够收获大葱的收获机具，有的是能够收获土豆、花生等共用的收获地下农作物机具，包括分段式收获机和联合收获机。但是，由于大葱播种因各地域的性质不同而没有统一，大葱在地里不规则生长，所以大葱机械化收获没有大面机的推广。下面介绍几款国内的大葱收获机：(1)4DS-1000型大葱挖掘机。图2-6为4DS-1000大葱挖掘机的结构示意图图，其工作原理：拖拉机输出轴提供动力经变速箱传递给挖掘轮装置，另外传动装置将一部分动力传递给后拨禾装置的减速箱中。此机具挖掘装置采用旋转式挖掘刀具，并且解决了一个大葱地膜缠绕在机具上难清理的问题。同时为了避免拖拉机轮胎行走时压伤大葱，该机具设计了前、后拨禾器将葱头拨向两边，减少了大葱损伤率。该机具配套动力为泰山-12型拖拉机，行距要求为1830cm，一次作业4行，工作幅度100cm，另外该机使用液压系统控制升降。图2-6 4DS-1000大葱挖掘机1.齿轮箱 2.传动链条 3.旋转刀具 4.限深轮 5.拨禾器 6.机体 7.后拨禾器（2）4DS-2型大葱收获机。图2-7为4DS-2大葱挖掘机结构示意图，该机是由拖拉机拖动，采用3点悬挂方式，动力源为拖拉机驱动轮和同轴链轮，解决了拖拉机取力困难的问题该机可以调节挖掘深度，整机纵向长度较小，机组的纵向稳定性高，该机具配套动力为泰山-12型拖拉机，一次收获2行，挖掘深度在12150mm范围内，生产率为0.067hm2/h。图2-7 4DS-2大葱挖掘机1.手扶拖拉机 2.限深轮 3.挖掘铲 4.分离输送链 5.传动链（3）4S-85收获机。图2-8为4S-85大葱收获机结构示意图，该机具配套东风-12型手扶拖拉机，可以一次完成碎土、断根、葱土分离、集条铺放等农业环节。该机适用于沙性土壤里工作，筛选装置能够使葱头和土完全分离，并集中在一起铺放。总体来说，该大葱收获机工作是效率不错，大幅度降低了人工收获的劳动强度，并且此款大葱收获机得到了当地葱农们的肯定。图2-8 4S-85大葱收获机1.限深轮 2.液压千斤顶 3.机体 4.手扶拖拉机离合器 5.拖拉机底盘6.液压泵 7.柴油机8.防滑轮 9.左右拨禾轮 10.泥土分离器 11.碎土輥 12.挖掘铲3 课题的研究内容、目标及可行性分析3.1 研究内容根据农机动力，设计一款由柴油机提供动力并结合减速箱的手扶大葱收获机。该自走式手扶大葱收获机能够完成大葱的切径、挖掘葱头、葱土分离、输送葱头和自动收集到网袋等作业，能够满足大葱的农艺环节收获要求。具体研究内容如下：1、大葱收获机整体结构方案的设计2、动力源、减速装置、联轴器等传动装置的设计与计算3、切茎装置的设计与计算。4、分离装置的设计与计算。5、行走装置的设计与计算。3.2研究思路和方法本次设计在对任务充分了解的前提下，通过资料的查阅，结构的设计、校核三维模型的建立等方法，对大葱收获机进行设计。具体研究思路和方法如下图3-1。图3-1 研究思路和方法简图3.3 研究目标通过本次设计设计，最终需要达到下面的研究目标：1、起葱和葱土分离。2、有足够的工作幅度以及不掉葱、不漏葱。3、防护装置齐全。4、适应性较强。能够在不同土质、不同湿度的情况下正常工作；能够在葱秧倒伏、葱秧干枯或者青绿的情况下正常工作。6、机器要便于操作，保养方便。3.4 可行性分析1、通过资料的查阅、了解和装置大葱收获机的工作原理、特点、研究现状及其发展趋势等，为后面的设计夯实基础。2、通过同类型大葱收获机的参考，大葱收获机方案的选择、比较与确定，最终确定设计方案。3、利用理论力学、机械基础等书籍上讲述的方法和计算公式，对总体方案中涉及到的主要零部件进行理论进行。4、选用三维绘图软件对本次设计的大葱收获机进行三维建模，对设计的大葱收获机进行再次优化。有了上面的4点，本次设计将是可行的。4. 关键问题和难点分析4.1 课题研究的关键问题1、大葱收获机总体方案的选择与确定；2、传动装置、切茎装置、分离装置、行走装置的设计与计算。3、大葱收获机三维模型的建立。4.2 课题研究的难点分析课题研究的难点为总体方案的选择与确定，机构的设计与计算等，主要体现在以下几个方面： 1、确定本次设计技术指标。2、如何使本次设计的大葱收获机，满足国内大葱的实际收获需求。3、在若干可行方案中如何确定最优方案。4.3 进度计划第一周：熟悉课题内容，收集相关数据；第二周：拟定研究方案并完成文献综述、开题报告和文献翻译等任务；第三周：熟悉及熟练使用相关软件和书籍。第四至五周：根据调研数据，确定大葱收获机的初始方案；第六至七周：大葱收获机主要零部件的设计计算，三维实体的建立；第八周：结果进行分析，并与指导老师进行讨论交流，得出最优方案；第九至十周：撰写论文，汇总资料，准备答辩；参 考 文 献1大葱收获机，百度百科EB/OL. 2大葱，百度百科EB/OL.3刘德然，大蒜收获机的设计与实验研究硕士学问论文D.青岛：青岛农业大学，2010.4姜景川.浅谈大葱收获机械化技术现状及发展方向J.农业装备技术2007, 33（6）：8.5徐培丸.国外大蒜生产J.云南农业，2002,(9)：26.6胡志超，王海鸥，吴峰等.美国大葱机械化生产与加工概况J. 农机化研究，2007,35（13）：4059-4061.7胡志超，王海鸥等.国内外大蒜收获机械现状J. 农机化研究，2007，（6B）：47-49.8 沂南县瑞丰内燃机有限公司产品供应. 9林悦香，尚书旗.大葱生产机械的现状与发展J. 农机化研究，2012,(20)：34-35.10刘建军，宋建农，陆建伟.大蒜收获工艺的分析和探讨J.农机化研究，2008,(6)：32-39.11白玉成.大葱栽植机械的现状与发展趋势探讨J.农机化研究，2007,(3)：247-248.12郭毅，张祖立，于丽颖.大葱播种机械的研究现状J.农机化研究，2009,(5)：221-223.7李平，杜卫东，刘同鲁.我国大蒜产业与发展对策J.中国果蔬，2003,(4)：8-9.13刘建军.大葱收获机械的理论与试验研究D.中国农业大学，2006 14李西振.马铃薯收获机的设计与试验研究D.青岛农业大学，2008 15陈俊明，陈宾川.大葱机械采收之基础研究J.农业机械学刊.1998,7（3）：29-50.16汽车离合器工作原理,百度百科. 17朱孝录.机械传动设计手册M.北京：电子工业出版社，2007.18Dagan,B.Fruit. Nut and Vegetable Harvesting Mechanization J.American Society of Agricultural Engineers,1983,(15)：233-234.19V.D.Haverdink.Root Crop Harvester.United states,5025920,1977-03-25. 指导老师审阅意见:该同学前期已经认真地查阅一些相关论文、资料，对课题所涉及的内容进行了深入的分析；已经明确课题的任务和设计方法，制定了详细的计划和进度安排。思路清晰，技术方案可行，同意开题。指导老师（签字）： 年 月 日备注： 9
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