排蒜車(chē)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

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摘要：針對(duì)人工種植大蒜勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款排蒜車(chē)。其通過(guò)蒜瓣分離機(jī)構(gòu)將蒜球摩擦、擠壓成單個(gè)的蒜瓣；在通過(guò)振動(dòng)盤(pán)將蒜瓣調(diào)整為根下芽上方向；最后通過(guò)旋轉(zhuǎn)插播機(jī)完成播種，對(duì)加速推進(jìn)大蒜機(jī)械化播種有較好借鑒意義。

關(guān)鍵詞：排蒜；蒜瓣分離；振動(dòng)盤(pán)；旋轉(zhuǎn)插播機(jī)

1引言

由于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，大蒜受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，大蒜的外形不規(guī)則，大蒜種植時(shí)要保證入土后蒜頭朝上的話(huà)，需解決密排種、大蒜鱗牙識(shí)別、直立播種三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)[1]。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本，美國(guó)，法國(guó)，西班牙等國(guó)家基本上實(shí)現(xiàn)了大蒜播種機(jī)械化。其大蒜種植機(jī)械可以進(jìn)行蒜種精密的單粒播種，但其無(wú)法實(shí)現(xiàn)蒜頭朝上、蒜根朝下的直立栽種要求[2]。中國(guó)農(nóng)科院、研究所，企業(yè)、農(nóng)戶(hù)都曾嘗試改進(jìn)大蒜播種機(jī)械，并研發(fā)了十幾款大蒜種植機(jī)械產(chǎn)品，由于關(guān)鍵技術(shù)和地域適應(yīng)性的限制，目前還沒(méi)有大蒜播種機(jī)械產(chǎn)品得到廣大蒜農(nóng)的認(rèn)可[3]。將蒜球細(xì)分成蒜瓣、芽上根下、直立種植于一體的全新排蒜車(chē)，將傳統(tǒng)的蒜瓣分離和蒜瓣種植合二為一，簡(jiǎn)單方便，可一人操作。排蒜車(chē)通過(guò)皮帶輪將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給分蒜機(jī)構(gòu)。當(dāng)蒜球進(jìn)入分蒜裝置，在帶齒偏心輪和外框帶齒內(nèi)壁的摩擦作用下，利用硅膠滾輪模仿人工手搓動(dòng)作，將蒜瓣分離。分離后的蒜瓣通過(guò)下方的出口進(jìn)入儲(chǔ)蒜容器，容器內(nèi)裝有風(fēng)扇用于去除分蒜時(shí)產(chǎn)生的蒜皮和蒜梗；蒜瓣向下進(jìn)入振動(dòng)裝置；振動(dòng)裝置由帶凸點(diǎn)的斜底內(nèi)框、蒜瓣出口、出口擋板、具有彈性的可伸縮頂桿桿套組合、振動(dòng)盤(pán)組成。蒜瓣在重力作用下較重的根部會(huì)朝下從而形成根下芽上的趨勢(shì)；軌道的盡頭有一個(gè)擋蒜板防止蒜瓣漏出來(lái)，播種輪有六個(gè)撥動(dòng)輥和不停轉(zhuǎn)動(dòng)的六個(gè)種蒜斗相對(duì)應(yīng)，撥動(dòng)輥撥開(kāi)擋蒜板，大蒜就進(jìn)入了種蒜斗；種蒜斗與挖坑輪通過(guò)同步齒形帶（確保傳動(dòng)精確）傳動(dòng)連接，挖坑輪與種蒜的輪相對(duì)應(yīng)，使蒜斗和蒜坑相互配合，使大蒜直立頭朝上埋進(jìn)土里，完成直立播種。

2大蒜蒜瓣外形尺寸測(cè)量分析

對(duì)多個(gè)大蒜進(jìn)行分瓣處理后，將其混合均勻。從中隨機(jī)抽取50粒適合做蒜種的蒜瓣進(jìn)行外形測(cè)量（分別對(duì)它們的長(zhǎng)、寬、高和重量進(jìn)行測(cè)量），根據(jù)蒜瓣測(cè)量結(jié)果所得結(jié)論：1）蒜瓣長(zhǎng)平均為33.85mm（不算蒜尖），高H平均為21.85mm，寬度B平均為19.15mm；2）同一大蒜品種經(jīng)過(guò)分級(jí)挑選的蒜瓣大小均勻，特別是蒜瓣長(zhǎng)度L上下波動(dòng)范圍最小；3）蒜瓣形狀上尖下粗，蒜背呈弧形，其重心在根處，有利于蒜瓣排鐘時(shí)的穩(wěn)定落下[4]。

3分蒜機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

采用高標(biāo)準(zhǔn)的硅膠做成柔性的偏心帶齒滾輪與帶齒外框摩擦，仿手工的動(dòng)作，使蒜球達(dá)到剝離的效果。在圓形外框附帶的齒上開(kāi)出中心細(xì)槽，可以任意調(diào)節(jié)滾輪間隙的大小，操作簡(jiǎn)單，蒜球大小均可使用，且蒜瓣不易損傷，剝離率高達(dá)98%以上[5]。內(nèi)置風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)蒜皮、蒜桿、蒜瓣自動(dòng)分離容易操作，采用上述偏心滾輪帶齒滾輪與帶齒外框摩擦機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧，具有高生產(chǎn)效率、容易維修清理、低故障率等特點(diǎn)。

4播插機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

播插機(jī)構(gòu)由挖坑輪和播種輪組成。振動(dòng)盤(pán)軌道的盡頭有一個(gè)帶彈簧的擋蒜板防止大蒜漏出來(lái)，種蒜輪上有六個(gè)撥動(dòng)輥和六個(gè)種蒜斗，其位置關(guān)系如圖3所示。動(dòng)力裝置帶動(dòng)播種輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，撥動(dòng)輥撥開(kāi)擋蒜板，蒜瓣就進(jìn)入種蒜斗。種蒜斗的下端部分將一直朝上，每個(gè)種蒜斗口有一個(gè)彈簧擋板，防止蒜瓣掉下。由于播種輪與挖坑輪通過(guò)同步齒形帶傳動(dòng)，使種蒜斗和蒜坑位置重合。播種輪旋轉(zhuǎn)，種蒜斗接近地面時(shí)，彈簧擋板與地面接觸，在地面阻擋作用下旋轉(zhuǎn)一定角度，使種蒜斗下端打開(kāi)，蒜瓣落入蒜坑，彈簧擋板使土壤覆蓋蒜瓣。

5結(jié)論

排蒜車(chē)首先將蒜球倒入最上方的料斗中，蒜球進(jìn)入蒜瓣分離機(jī)構(gòu)；在蒜瓣分離機(jī)構(gòu)里，蒜球在偏心輪與外殼內(nèi)框齒的摩擦力和擠壓力的作用下分開(kāi)成為單個(gè)的蒜瓣進(jìn)入儲(chǔ)蒜器；再進(jìn)入振動(dòng)盤(pán)，在振動(dòng)圓盤(pán)的振動(dòng)下蒜瓣呈現(xiàn)根下尖上的狀態(tài)緩慢下滑至種蒜斗，在旋轉(zhuǎn)插播機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，完成播種。其將蒜球細(xì)分成蒜瓣、芽上根下、直立種植于一體的全新排蒜車(chē)，將傳統(tǒng)的蒜瓣分離和蒜瓣種植合二為一，簡(jiǎn)單方便，可一人操作。排蒜車(chē)參加2013湖北省挑戰(zhàn)杯，效果良好，希望能為新農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供一份借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭英芳.大蒜種植機(jī)械中蒜瓣方向識(shí)別方法的研究[D].咸陽(yáng)：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2011.

[2]郭毅，張祖立，于麗穎，等.大蒜播種機(jī)械的研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)機(jī)化研究，2009，3l(6)：221--223..

[3]翟力欣，何瑞銀，於海明.我國(guó)大蒜機(jī)械化播種的現(xiàn)狀及前景分析[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007(2)：124-125.

[4]高遲.大蒜播種機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究[D].咸陽(yáng)：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2010.

[5]王方艷.大蒜播種機(jī)主要部件的設(shè)計(jì)及分析[J].農(nóng)機(jī)化研究，2010(8)：90-93.

作者:潘玉榮 史長(zhǎng)青 馬愛(ài)兵 單位:湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院機(jī)械系