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[我爱发明] 20160902 站立吧 大蒜
本期节目主要内容： 山东济南的发明人崇峻发明了一台大蒜播种机。这种机器有一套橡胶履带式行走系统，在田地里有着良好的通过性。通过一套自动上料系统，一瓣一瓣的大蒜被提升到较高的地方，随后分别顺着20根塑料导管掉落在对应的20个锥形碗中，锥形碗里的弧度可以让蒜瓣的尖朝上，最后这些蒜瓣再分别通过20个中空的金属管插入土里。这样就完成了种蒜的过程。（《我爱发明》 20160902 站立吧 大蒜）
发明人联系方式：崇峻
摘要：本实用新型涉及农用机械领域，特别涉及一种大蒜播种机。该大蒜播种机，其特征在于：包括机架、发动机、传动总成、气泵、气缸、履带底盘总成、土壤整平器、以及位于履带底盘总成上方的操作台、微电脑电控系统，所述操作台的前方设有给料仓，所述给料仓与提料装置连接，所述提料装置上方均匀安装有若干分料器，所述每个分料器下方连接分料管，所述分料管底部与导向料杯总成连接，导向料杯总成固定在第一定位板上，导向料杯总成的下方为调整料杯总成，调整料杯总成下方为点插播种器总成，所述点插播种器总成安装在开合处理支撑架上，所述导向料杯总成、调整料杯总成和点插播种器总成分别通过气缸控制开合，通过行走系统控制步进幅度。
编辑手记：
蒜可是好东西，不仅可以调味，还能杀菌、增强人的免疫力，而蒜的种植过程也是很辛苦的，全程又是蹲着又是弯腰，费时费力。今天这位发明人，就是因为看到自己的乡亲邻居们常年手工种大蒜，既辛苦又伤身体，于是反复研究，制作出了一台大蒜播种机来帮助大家。
发明人：崇峻
发明项目：大蒜播种机
发明原理
机器的最上方有一排小勺，将每颗蒜分别放进一个个圆形粗管里，大蒜通过每一根管子漏入小碗中，最后，一个圆锥形铁夹将这些蒜种到地里。
给记者简单地讲解了种蒜机的运行过程后，崇峻马上开启机器演示起来，一颗颗大蒜被这台机器很快地插进土里。
大蒜在种进地里的时候，必须让它尖朝上，这样才有利于大蒜的生长，如果蒜躺倒了就算大蒜的播种不合格。崇峻的机器正是在这里出了问题，机器种的蒜大部分都是躺着的，这显然是不行的。
经过反复试验，崇峻将小碗的底部从圆弧形换成了锥子形，这样就保证了每颗掉进小碗的大蒜都是尖朝上的。
为了测试机器的性能，崇峻准备去老刘的地里试一试，进行一场人工与机器的比赛，比赛当天聚集了很多观赛者。乡亲们有支持崇峻机器的，也有人支持农民师傅的，但是大家都希望这台机器可以替代手工种蒜。
五人一组的人工队在速度上丝毫不落后于机器，两组人分别从地里的两头向中间行进。农民师傅队伍庞大、经验丰富，进展得很快。
而崇峻这边的机器却遇到了问题，插入土里的种蒜夹口里很容易被湿的泥土堵住。
另外，由于崇峻的这台大型种蒜机是履带工作，压过去的地方明显有很深的凹槽，会把种蒜的地方压的很深，使得两边的地势不一样。浇灌时水都会流向地势较低的那一边，这样一来地势低的大蒜就很容易被水泡坏，而地势高的大蒜得不到很好的浇灌，解决了大蒜竖起率和被履带碾压地势不平的问题后，崇峻的第三代大蒜播种机终于亮相。
新一代大蒜播种机通过平台操作，人工将蒜倒入到平槽内，通过一个个小勺将蒜喂入管道中，再漏进20个锥形底的小碗里，通过插入地里的种蒜口将大蒜最后种进地里。播种蒜的同时用碾子稍微用力压平，这样不仅保证了种蒜的质量，而且使大蒜能得到充分的浇灌新一轮的比试中，刘师傅把他的人工队伍壮大到了25人，比上次多出了一倍多。
这场终级比拼到底能不能让这台种蒜机大放光彩呢？我们拭目以待。
欢迎收看《我爱发明》之《站立吧，大蒜》。
本期视频主要内容： 山东商河县是我国的大蒜种植基地，每年到了种蒜的季节，蒜农就会因为巨大的劳动强度而发愁。发明人赵纯军也曾是手工种蒜的一员，在深知百姓种蒜的辛苦后，只有维修电视机经验的他，开始着手研发机器，最后经过13年的努力，他终于圆了自己的机械梦，成功研发出了大蒜种植机。（《我爱发明》 20150527 铁手插蒜）
发明人联系方式：赵纯军 ：18853129585
《铁手插蒜》发明摘要：本发明属于农业机械领域，特别公开了一种大蒜种植机。该大蒜种植机，包括底部安装行走轮的机架，机架上安装有连接油箱的发动机和驾驶椅，其特征在于：发动机上连接有变速箱，变速箱上方设置有位于驾驶椅前面的操控箱，变速箱内伸出若干个传动轴，机架前方通过升降杆安装有播种装置，机架后方安装有压平辊；播种装置包括安装在送料斗内的拨料辊，拨料辊上设置有均布成排的三齿状拨料爪，拨料辊下方设置有对应拨料爪的输料管，输料管末端为内部中空，底部设置出口的开孔器。本发明结构设计合理，应用灵活，使用方便，有效降低种蒜时的劳动强度，单粒播种，漏播率低，株距均匀，播种深度可自由调节，适于广泛推广应用。
填写说明：1）编号申报者不填写，由组委会统一填写；2）请选勾作品类别；3）联系人应由各学校指派；4）每个作品的参赛者不超过5人，指导教师不超过2人，本人须签名，一旦上报不能再更改；5）制作费用主要包括：购买元器件和材料费、外协零件加工费等，不含调研、差旅、资料、学生人工费；6）学校推荐意见一栏的负责人应为协作组成员或学校相关负责人；7）本表双面打印在一张A4纸上。【我爱发年收蒜机】
注：参赛学生、教师名单及排序请按实际贡献大小认真填写、审核，一经上报不再更改。
三点悬挂牵引式双行大蒜联合收获机
目录
摘要 ···························································································································· 3
第一章. 导论 ··············································································································· 6
1.1选题背景 ························································································································· 6
1.2现实意义 ························································································································· 7
1.3国内外大蒜收割机的研发 ····························································································· 8
1.3.1国内大蒜收获机型介绍 ·························································································· 8
1.3.2国外大蒜收获机型介绍 ························································································ 16
1.4小结 ······························································································································· 19
第2章 大蒜收获机的方案设计 ····················································································· 22
2.1基本思路和创新点 ······································································································· 22
2.2整机结构与工作原理 ··································································································· 23
2.3关键与创新研究设计 ··································································································· 23
2.3.1驱动行走系统的研究设计 ···················································································· 23
2.3.2挖掘系统的研究设计 ···························································································· 24
2.3.3抖土提升系统的研究设计 ···················································································· 26
2.3.4剪切系统的研究设计 ···························································································· 27
2.3.5动力传输系统的研究设计 ···················································································· 28
第三章 重要部件受力分析 ····························································································· 29
第四章 田间收获作业性能测试 ······················································································· 30【我爱发年收蒜机】
4.1测试条件 ······················································································································ 30
4.2测试过程 ······················································································································· 30
第五章 市场前景与预测发展 ·························································································· 32
第六章 产品相关数据 ··································································································· 35 参考文献 ···················································································································· 37
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三点悬挂牵引式双行大蒜联合收获机
摘要
目前我国的农业生产中，农业活动占了很大一部分的劳动力资源，随着工业化步伐的不断向前迈进，农业机械化在农业生产中扮演着越来越重要的角色。同时我国也是世界大蒜的主要生产国、消费国和出口国，大蒜产品远销东南亚、 东亚、中东、美洲、欧洲等地， 年创汇超过４亿美元。大蒜是劳动密集型栽培作物，收获作业是其生产过程的重要环节，存在人工作业劳动强度大、占用农时多、收获季节性强、收获损失大、效率低等问题，已成为影响大蒜生产发展、产业成长的主要问题。随着粮食作物生产机械化的不断发展和日趋成熟， 大蒜机械化收获问题也备受关注，已成为我国农业机械化需求和研发的重点之一。我国大蒜机械化收获机具的研究起步晚、技术水平不成熟、可靠性差、效率低，与发达国家相比具有较大差距。近年来，农业部和国内大蒜主产区均非常重视大蒜的机械化收获，国内相关领域科研院所和企业在各级政府的支持下，通过消化吸收国内、外先进技术，相继开发了一些大蒜收获机。总体而言，我国大陆大蒜机械化收获技术装备的研发还处于初期阶段，多数设备尚在样机试验及中试阶段，作业质量、适应性、可靠性与经济性等方面还需提升。
本文设计的是一种可调节收获间距的三点悬挂牵引式双行大蒜联合收获机，该大蒜收获机由可调节深度挖掘系统、可调收获行间距系统、抖土提升系统、蒜头定尺剪切系统、收集系统、液压动力传输系统组成，可一次完成大蒜的挖掘、土蒜分离，蒜头定尺剪切和装袋
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三点悬挂牵引式双行大蒜联合收获机
等作业工序,具有结构精巧，操作方便，工况适应性强，价格低廉等特点，能够适应当前我国大蒜种植业需求，大幅降低蒜农种植成本，提升大蒜收获效率的全面功能。
关键词：大蒜联合收获机、抖土提升、定尺剪切、可调节收获间距。 Abstract
At present our country's agricultural production, agriculture accounts for a large part of the labor force resources, continue to move forward with the pace of industrialization, agricultural mechanization plays a more and more important role in agricultural production. At the same time, China is also the world garlic's main producer, consumer and exporter, garlic products are exported to Southeast Asia, East Asia, Middle East, America, Europe and other places,year earned more than $400000000. Garlic is a labor-intensive crop cultivation, harvesting is an important link of the production process, there are artificial labor intensity big, take up farming season, the harvest season, the harvest of loss, low efficiency, has become the influence the development of industrial production growth, the main problem of garlic. With the continuous development of machinery for the production of food crops and the increasingly mature, garlic mechanized harvesting problem is also of concern, has become China's agricultural mechanization needsand development priorities. Study on the equipment of mechanical harvest of garlic in China started late, the technical level
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三点悬挂牵引式双行大蒜联合收获机
is not mature, poor reliability, low efficiency, compared with the developed countries have a large gap. In recent years, the Ministry of agriculture and the domestic garlic producing areas have attached great importance to harvest mechanization of garlic, domestic related research institutes and enterprises at all levels of government support, absorbing advanced technology at home and abroad, through digestion, have developed some garlic harvesting machine. Overall, China's R & D, garlic harvest mechanization technology and equipment is still at the initial stage, the majority of equipment is still in prototype test and trial stage, operation quality, adaptability,reliability and economy and other aspects need to be further improved.
This design is a three point interval a djustable suspension traction type double harvest combine harvester for garlic, the garlic harvester with adjustable depth mining system adjustable line spacing, harvest system earth shaking lifting system, garlic cut to length system, collection system, the hydraulic power transmission system, can complete the garlic soil mining, a separation of garlic, garlic cut to length and packaging process, has the advantages of compact structure, convenient operation, strong adaptability, low price and other characteristics, can adapt to the current our country garlic planting requirements,greatly reduce the cost of planting garlic farmers, enhance the overall function of garlic harvesting efficiency.
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目 录
1 引言 .................................................................... 1
1.1课题的背景和意义 ......................................................... 1
1.2大蒜收获中所需的农艺要求 ................................................. 2
1.3国外大蒜收获机的发展状况 ................................................. 2
1.4国内大蒜收获机的发展状况 ................................................. 3
1.5大蒜收获机的发展趋势 ..................................................... 3
2 整体方案的设计 ........................................................... 4
2.1整体布局的设计 ........................................................... 4
2.2工作原理 ................................................................. 5
3 传动比的确定与减速器的选择 ............................................... 5
3.1传动比的确定 ............................................................. 5
4 带轮联合轮的设计 ........................................................ 7
4.1带轮的设计 ............................................................... 7
4.2链轮的设计 .............................................................. 11
5 联轴器的选择及设计 ...................................................... 13
5.1联轴器的选择 ............................................................ 13
5.2 联轴器上轴的选择 ....................................................... 13
6 链轮轴的设计和校核 ..................................................... 14
6.1链轮轴的设计 ............................................................ 14
6.2链轮轴的校核 ............................................................ 15
7 分离输送器的设计 ........................................................ 16
7.1分离输送器的机构及工作过程 .............................................. 16
7.2杆条参数的确定 .......................................................... 17
7.3分离输送器线速度的确定 .................................................. 18
8 挖掘装置的设计 ......................................................... 19
9 地轮和机架的设计 ........................................................ 20
9.1地轮的设计 .............................................................. 20
9.2机架部分的设计 .......................................................... 20
结论 ....................................................................... 21
参考文献 ................................................................... 22
谢辞 ....................................................................... 24
新型大蒜收获机的设计
（机电工程学院，山东德州 253023）
摘 要：大蒜是我国的主要种植作物之一。大蒜作为生长在地下作物，并且块茎繁殖，收获受季节和天气限制。由于大蒜的收获费时费力、劳动强度极大，因此给农民造成了极大的困难。为了改善这种问题，本文就国内外大蒜收获机现状、收获机的研究和应用进行了详细的分析和介绍，设计了组合分离式大蒜收获机。并且对该机的一些参数进行了大量的分析选择，且对主要零件进行了设计和理论计算。
关键词：大蒜；大蒜收获机；分离式
1 引言
1.1 课题的背景和意义
大蒜营养丰富，风味可口，且有广泛的用途。可以用来调味品、食品添加剂、以及饲料添加剂和美容化妆品中的原料。大蒜具有多项药用用途有杀菌、抑菌、抗毒等医疗、保健的功能，对一些高血脂、高胆固醇、糖尿病、心脏病患者及胃、肠、肝、肺、乳腺等癌症患者有减轻症状及治疗的作用[9]。所以，大蒜越来越受到人们的重视。
大蒜在生产过程中最重要的一项作业是收获，此农业适时期短、劳动强度大、作业条件差等多项困难条件。我国目前大蒜的收获作业基本上还都是传统的人工刨挖、人工捡拾。随着我们国家改革步伐的大力推进，农村体制的改革逐步深化，农村中的青年人往往向往城市、乡镇、发达地区谋求发展，这样就使农村劳动力越来越紧张，每当农忙时期就出现严重不足，并且劳动力的趋势也越来越老龄化、女性化了，劳动效率大大降低。因为劳动力严重短缺，农忙时期雇佣工人特别的困难，以至于工资成本节节攀升，直接增加了大蒜的生产成本[16]。如果恰逢在收获季节时遇到了连续阴雨的恶劣天气，就会耽误大蒜最佳收获期，这样大蒜极易发生品质下降，就会造成巨大的经济损失。所以，广大大蒜种植区的农民和农业主管部门就会对此项作业的机械化需求日益加大，非常的迫切要求解决大蒜在生产过程中机械化收获问题，况且收获机械化也可以较大地带动大蒜其他生产过程的机械化。比如播种的机械化、管理机械化、土壤耕作等一系列的农业机械化，从而达到了农业生产中的全过程机械化，所以收获机械化是契机、是农业发展的转折点、是农业发展的重中之重。
1.2大蒜收获中所需的农艺要求
在原始农业生产中，因种植作物不同，其收获方法及使用的工具也多不相同。收获块
根和大蒜作物时，除了用手直接来拔取外，还主要使用尖头铁铲、锄头等工具来挖取。并且根据生产规模大小，大蒜的收获也可采用其他器具，其中含有铲形耙、犁子。最重要的是，在收获期间应避免出现碰伤或其它损伤，这样就会降低贮藏时间。现在人们大多采用单一型联合收获机，并与手扶拖拉机配套进行使用[6]。
大蒜被是茎块类农作物，大蒜果实生长在土壤中，其果实的大小不同。大蒜收获时的作业条件变化大，比如大蒜土壤的坚实度和含水率，不同地域有较大差异，因为刚收获时的大蒜特别的鲜嫩含水量较大，容易碰伤，并且还怕在太阳下曝晒，因此对机械化收获大蒜的要求较高、难度较大[16]。另外大蒜收获还要受季节的制约，过早的收获对大蒜的成熟度和产量都有较大影响，过晚的收获大蒜就会裂头，所以收获大蒜的最佳时间一般都要在7天之内。如果不及时的话，就会直接影响到大蒜的质量和价格。
1.3国外大蒜收获机的发展状况 国外大蒜收获机械化收获起步早、发展较快、技术水平相对来说较高。20世记初，欧美等国家就出现了畜力牵引挖掘机以此来代替手锄挖掘大蒜、随后改由拖拉机牵引或悬挂牵引[12]。20年代末还出现了升运链式和抛掷轮式大蒜收获机[15]。在20世纪40年代初，前苏联、美国就已经开始研制、推广应用收获机械来收获大蒜，50年代末即己全面实现了机械化。60～80年代，德国、英国、法国、意大利、瑞士、波兰、匈牙利、日本和韩国等国家亦相继实现了大蒜收获的机械化[10]。30年前主要是研发了块茎作物联合收获机，所有的机型大多是功率较大的拖拉机变型而成，比如美国在拖拉机的一些基础上按照马铃薯收获机的一些原理改装而成收获机，且为了增加筛选的效果，制作了由5个液压泵带动的分离器并用液压控制系统来控制运作[14]。德国、美国的联合收获机在自动化控制大蒜分离和减少大蒜作物损伤等方面都有独到之处。
1.4国内大蒜收获机的发展状况
目前，国内市场上也出现了一些类似的农业机械，如马铃薯挖掘机就有对行松土铲式和不对行平铲式等多种输送方式[7]。但是大多数机型在可靠性等方面有或多或少的问题，主要体现在损伤作物，因为像马铃薯、大蒜此类农作物，收获时因为易损伤，而且损伤后就会影响贮藏时间;其适应性同样较差，因各地种植方法不同，也存在着或多或少的差异，所以难以满足这种适应性要求。
由于进口农机具价格昂贵，农民实在难以接受，大蒜收获机械还是要走国产化道路，而且还要根据本国实际国情，不可以盲目照搬外国。利用现有的机型，如田园管理机、手
扶拖拉机以及四轮拖拉机等农用机械，开发研制出合适自己国家农艺要求的机具。
国内大蒜的机械化收获处在发展中阶段，国内种植大蒜大多是单户小地块种植方式，且不同地段种植差异较大。设计的机械不可能同时适合多种农艺要求，只有靠农民朋友自己认识到和接受了这么一种类型的机具，并且采用统一的合适农艺，才能有利于这种机具的大面积推广和应用[11]。所以，在国内外现有的基础上，结合我国农村市场的实际情况，分析国内大蒜类作物的农艺要求和土壤的物理特性研制多功能的大蒜收获机[11]。
1.5 大蒜收获机的发展趋势
综观国内众多大蒜收获机的发展特点以及外部环境特征，未来的大蒜收获机的主要发展趋势是：
（1）向精量化及农业机械发展
（2）向智能化方向发展
（3）创新与改造
（4）大型化与小型化将是产品系列化的两个极端方向。
（5）开发节能、高效、可靠、环保型产品的多功能大蒜收获机。
（6）技术上的进步、操作的方便性和售后服务将成为企业生存的三大关键因素。 2 整体方案的设计
2．1整体布局的设计
本课题设计的机型主要参考4ul系列型大蒜收获机[15]，在保证它的明蒜率和工作效率的同时，对机器的结构进行了加强设计，同时对机器的输送装置进行了改进。降低了机器收割过程中对大蒜的伤害，降低了伤蒜率。同时还节省了材料，降低了成本。
本机器是由拖拉机带动三点悬挂牵下而工作，可与多种拖拉机配套使用。采用正配置，使整机的受力稳定均匀，收获时行走平稳，冲击减小，并且减小了牵引力。
该机采用链结构输送，可防止机构打滑，保证了输送的稳定性，减小机构的冲击。同时输送链上包裹了医用硅胶管，大大的降低伤蒜率，保证了输送中的柔性。
该机架采用低碳钢和焊接工艺。防止挖掘部分在正常工作时受到杂草缠绕造成拥堵，减小机器的阻力，机架还特别得安装了防缠绕装置[8]。
挖掘机输送部分可以分为带杆式升运分离链，分离土壤效果较好。它能够提升土壤及其所含蒜头的离地高度的同时也能分离土壤，并且防止了打滑。筛面呈“U”型更好的集中