毕业设计（论文）大蒜收获机的优化设计及其仿真分析文献综述学生姓名班 级 11机设1 学号20110603123学院名称 机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师2015年3月9日说明 1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上，其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。（此页打印在封面的背面）毕业设计（论文）文献综述大蒜收获机的优化设计及其仿真分析的文献综述内容摘要本文主要对国内外的大蒜机械化收获技术进行调查，了解国外机械化收获农作物的水平，摸清国内大蒜收获机械化的现状，重点分析不同收获机在作业过程中存在的问题，充分借鉴各型号的优点，学习农机各系统的设计方法，以期形成一套优化设计方案。关键词：大蒜收获机 手扶拖拉机 问题分析 优化设计第1章 前言大蒜，产于中亚和西亚。两千多年前，出使西域的张骞将其带回国来。人们不仅发现它是风味绝佳的调料品，还能去腥杀菌，各家各户大范围地种植起来。现代医学又发现了它的医学价值，有防治心血管疾病、抗氧化的功效，在H7N9禽流感时期发挥着重要的作用。然而广受欢迎的大蒜，收获起来可不是一件容易的事。山东是全国最大的大蒜种植区，当地的蒜农也抱怨收蒜很累，手都要磨出泡，更别说经年累月蹲在田里，面朝黄土背朝天。除此之外，人工收蒜时间长，一旦错过最好的时期，损失就十分严重。于是，在国内，一些大蒜收获机应运而生。大蒜收获机是指在大蒜的成熟时期，用于对大蒜进行挖掘、去土、输送、整理、切茎、收集、转运等农艺环节或单项、或多项、或全部环节进行收获的农机具。山东省在2013年以一定规模采用了大蒜收获机，其较高的效率受到蒜农的欢迎，河南、江苏等地也纷纷仿效。然而，这几年过去，大蒜收获机暴露出越来越多的问题。第2章 国内外大蒜收获机分析2.1国外大蒜收获机2.1.1美国TopAir公司GW和GL系列以下是美国TopAir公司GW 4400型大蒜收获机1实体结构示意图：前方由动力源拖拉机带动液压及动力连接机构实现整机的行走功能。在作业过程中，挖掘铲深入泥土将大蒜蒜须切断，连同部分泥土一起挖掘上来，到达分离输送链，经分离输送之后到达铺条机构。若无其他辅助农机，挖掘的大蒜将直接抛入田中。因其分离输送链并没有特殊的分离土块的装置，所以有一个比较明显的缺点是土块分离不完全，这也是部分国产大蒜收获机一个待解决的问题。下图是该公司GL 2400大蒜捡拾机，为在GW 4400上加装捡拾装置后的农机：其装备捡拾装置之后，配合一名工作人员，能够完成大蒜挖掘、去土、输送、捡拾、整理等功能，已经是初具雏形的联合收获机，在国内外处于领先水平。其收蒜效率大大提升。但是全程带蒜秧作业，经过的环节越多，机器的负担越大，消耗的能源越多。2.1.2法国ERME公司RL系列和RE系列法国是欧洲农业最发达的国家之一，其机械化、现代化程度高，以中小农场的经营方式为主。法国政府鼓励建立高等、中等农业教育，极大提高了农民的素质。在其大蒜种植区，农民们愿意投资大蒜收获机，收获机械得到广泛应用。下图是法国打捆式大蒜收获机：RL1型收获机适合于逐行收获。在其对准一行大蒜之后，分禾器将此行大蒜与别行区分开来，然后进行挖掘作业，夹持胶带将大蒜送至打捆机构，拍土。当大蒜数量达到一定值时，打捆机构进行打捆。然后工作人员操纵开关把蒜捆送至后侧。此机器的操作对工作人员要求有点高：工作人员不仅要控制整机前进方向，避免驶入其它蒜行，还要随时注意捆蒜机构中蒜秧的数量，长时间作业容易出错。下图是该公司RE1型单行切秧式大蒜联合收获机：其工作原理与RL1型有许多相似之处，但其具备切秧机构，还配备工人清洗切下的大蒜头，无疑为后续工作省去了许多麻烦。我们仔细观察就能发现，无论是RL1还是RE1，都是单行收获。虽然之后推出的RL和RE其他系列能一次收获最多达5行，但是为了不损伤大蒜，对蒜行的要求是间距50cm左右。在中国，土地资源一向是农民们十分珍惜的，蒜行间距从13cm到35cm不等，主要集中在20cm左右。照搬国外的技术肯定是行不通的。但是其切秧机构的配置值得我们学习。2.1.3西班牙J.J.BROCH 公司 西班牙是世界第二大大蒜出口国，近几年更是成为欧洲最大的大蒜生产商。大蒜的机械化收获占据着重要地位。西班牙J.J.BROCH 公司也生产打捆式和切秧式收获机：相比较法国ERME公司的产品，西班牙公司注重了舒适性，给打捆式加上了顶棚，也更注重效率，针对打捆式和切秧式分别研制出两行和四行的机型，但同时两行打捆式需要2名操作人员。但不适用于国内，原因与上面是一样的。切秧式要求的最小行距是35cm，不能满足国内大部分蒜距要求。2.2国内大蒜收获机2.2.1 4DS_1000型大蒜挖掘机需求是发明之母。山东金乡县是中国著名的大蒜之乡。进出口、致富增收的愿望让人们不堪重负，迫切需要实现收获的机械化。4DS_1000型大蒜收获机2根据山东省农业机械管理局的“大蒜挖掘机”的项目合同书终于研制出来。其可与泰山-12型拖拉机配套使用。拖拉机经齿轮箱将动力传至挖掘系统和拨禾器的变速箱。其主要采用旋转刀具进行挖掘。作业过程中，旋转刀具在土中不断旋转，切断大蒜根系，同时松动泥土，将大蒜拱起，一次来是蒜土分离。前后拨禾器将蒜头拨向两边，防止轮胎压蒜。然而，土表之下的情况难以确定。如遇石块较多的土壤，旋转刀具的损失就会过多。同时，原研究人员也提出，此机型适用于平原地区。对于起伏幅度过大或者过于频繁的地貌就不适宜了。不过4DS_1000型一改国外通过“挖”的起蒜方式，采用旋转刀具，为大蒜的挖掘提供了新思路。2.2.2 4DS-2型大蒜挖掘机3 它与拖拉机的挂接方式采用的是三点悬挂式，驱动轮附加同轴的链轮作为动力源。作业过程中，驱动轮带动大链轮，接着带动小链轮转动。小链轮作为一个动力枢纽，通过锥齿轮、离合器的传动使抛掷轮转动。抛掷轮的作用是将挖掘铲挖掘上来的蒜土进行分离。然而，效率并不高。通过实地实验，作业效率大概是4DS_1000型的2/3。不过，其紧凑的结构值得学习，蒜土分离的方案值得借鉴。2.2.3 4S-85型大蒜挖掘机4S-85型大蒜收获机4，主要由挖掘装置、碎土装置、分离装置、输送装置、铺放装置等部分组成。4S-85与东风12型手扶拖拉机配套可一次完成破土、碎石、切根、筛选集条等各项作业。机器到达田间，液压升降装置降下，挖掘铲靠自身重力入土至指定深度。行进过程，挖掘铲切断大蒜根须，蒜土一起进入碎土辊，再进过泥土分离器的作用将土去除。去土的大蒜从两防滑轮之间落入田里。在实地实验过程中，出现了一些故障：一是振动挖掘铲臂偏心连杆机构中的螺纹连杆螺丝损坏，主要是因为加工材料选用45钢，而且后期淬火和退火处理工艺不过关；二是振动挖掘铲断裂，经仔细检查发现，铲身使用的65Mn钢板上有缺口，当振动挖掘铲碰上田埂等造成应力集中导致断裂。52.2.3 4S-6型大蒜挖掘机6该机具与8.8kW以上的手扶拖拉机配套使用，限深轮一端为前进方向。工作时操作液压装置使机身下沉到指定深度，大蒜经过旋转犁刀8、分秸器9、犁刀-振动筛联合体之后被抛入田中。期间，工作人员操作位于机身后部的方向盘和液压手柄。振动分离的方案值得借鉴，但是大蒜在振动筛上的行程较短，蒜土分离未必充分；另一方面，操作人员位于机身后部，视野不够开阔，所以对方向的操控要求比较高。第3章 总结经过对文献资料的分析，发现：1.国外的大蒜收获机已经有较高的自动化水平，能够完成大蒜挖掘、去土、输送、捡拾、整理等功能，具备捡拾装置和切秧装置的机型大大减少了工作量。但是有些机型蒜土分离不充分。收获机对行距的要求也不符合我国国情。2.国内的收获机设计的思路还是比较开阔的：有使用旋转刀具切断蒜须的，有使用抛掷轮或者振动筛来分离蒜土的。但是机器暴露在外的部分较多，一方面零部件容易损坏老化，另一方面蒜秧易缠结在机身上，除此之外易操作性（视野、方向盘是否省力）和舒适性（振动引起的不适）这样的人机交互体验还需改进。自动化水平还需向发达国家看齐。3.我们要借鉴国外先进机型的优点，结合国产机器的问题，在结构上进行优化，使机器更加稳定；在功能上进行优化，使机器更易用；在细节上进行优化，使操作人员更舒适。4.下一步的目标：以一体的刚性结构为基础，改善传动路线，优化挖掘、分离蒜土的机构，合理安排操作人员的位置来改善视野和工作环境。参考文献1 胡志超，吴峰，王海鸥，谢焕雄，胡良龙.国内外大蒜收获机械现状J.农业机械，2007，6,47-492 宗立新.4DS-1000型大蒜挖掘机的研制J.山东农机，2005,8,133 张晓辉.4DS-2型大蒜收获机的设计J.农机与食品机械，1997,5,15-164 张钟毓，魏静，张冬.4S-85型大蒜收获机研制开发J.现代农业装备，2007,7,60-615 李金磊，曹东京，王伟.4s-85 型大蒜收获机试验分析J.江苏农机化，2007,4,71-726 刘德然,王延耀,王循进,李运东,徐志瑞.4S-6型大蒜收获机的研制开发J.农机化研究，2010,4,96-987 于向涛，胡志超，胡良龙，彭宝良.4DLB-2型大蒜联合收获机作业性能测试与分析J.中国农业大学学报，2013，4，183-1878 吕小莲，彭宝良，于向涛，高雪梅，胡志超.大蒜联合收获机田间作业性能测试J.扬州大学学报，2012,33：77-809 Xiong, S., Zhang, Q.G., Zhang, D.Y. & Olsson, R. (2008). Influence of harvest time on fuel characteristics of five potential energy crops in northern China. Bioresource Technology, 99: 479-48510 Jiannong Song，Jianjun Liu. Mechanized Harvest of Garlic: A Review.A. Collection of Extent Abstracts of 2004 CIGR International Conference Volume.2C.2004指导教师意见：文献查阅丰富，条理清楚，具有一定的深度和时间性，能反映出这一专题的历史背景、研究现状和发展趋势，情报学价