山药收获机械视频大全 [我爱发明]山药现形记：我爱发明自动挖山药机

2017-06-08| 点击：

[我爱发明]山药现形记：我爱发明自动挖山药机
山药收获机械视频大全第一篇

　　《我爱发明》 20131206 山药现形记　　　12月6日18:45播出我爱发明节目《山药现形记》，山药生长在地表以下1米到1米5的土里，农民必须要用锄头、铁锹挖开一条深近2米的沟才可以收获它们。江苏丰县的李善文先生发明了一台自动挖山药的机器，能够快速精准的挖开这条沟，人们只需要用手一拉就能够收获完整的山药了。　　我爱发明自动挖山药机发明人联系方式：李善文 13182393598 　　

巨型山药生产技术
山药收获机械视频大全第二篇

　　[农广天地]巨型山药生产技术　

　　位于天津市北辰区双口镇岔房子村的农民栽培的山药和普通山药不同，这里的山药平均长度近1.7米、净重近5千克。因此被人们称为巨型山药。这种山药栽种后小半年就能长成每根平均长度近1.7米、净重近5千克的大个子，亩产量达1万多斤。这种山药不仅个大，而且表皮光滑，卖相极佳，口感也十分甜脆，具有较高的食用价值。本期节目介绍了巨型山药的生物学特性，播种，苗期管理，生长期管理，病虫害防治和采收贮藏等内容。　

　　巨型山药生产技术

　　1、品种选择　目前主要种植的山药品种有细毛长山药、二毛山药和日本山药3个品种。细毛长山药和二毛山药都属于普通山药长柱变种。日本山药是一个适应性强、品质好、产量高、有发展前途的品种。　

　　 2、土壤选择和挖沟　种植山药，应该选择肥沃、疏松、排灌方便的沙壤土或轻壤土，忌盐碱和粘土地，而且土体构型要均匀一致，至少1～1. 2m土层内不能有粘土、土沙粒等夹层。否则会影响块茎的外观，对品质也有影响。挖沟应该在冬春农闲季节进行，按100cm等行距或60～80cm的大小行的方法。沟深要达到l00～120cm，有条件的可采取机械挖沟。　

　　 3、种苗的制备　种苗制备方法有3种：一是使用山药头，取块茎有芽的一节，长约20～40cm;二是使用山药截段，将块茎按8～lOcm分切成段；三是使用山药零余子。选用种苗以零余子育苗较好，其次是栽种1-2年的山药头，超过3年的不能用。用山药块茎作种苗是比较先进的栽培方法，既解决山药块茎数量不够，且产量高，又能防治品种退化。分切山药段子，一般栽种时边切边种，用300倍液多菌灵药液浸泡1-2分钟，晾干后即可播种。细毛长山药和二毛山药可提前30天切段，两端切口处粘一屡草木灰和石灰，以减少病菌的侵染。　

　　 4、整畦，灌墒　把山药沟挖出的土分层捣碎，捡除砖头石块，然后回填，做成低于地表lOcm的沟畦，只留耕层的熟化土，以备栽种时覆土用。沟畦做好后，应该先趟平后灌水，水下渗后，即可栽种。　

　　5、种植方法　山药的种植，因各地气候条件而有差异，一般要求地表5cm地温稳定超过9～10℃即可种植。有条件的也可使用地膜覆盖。一般的方法是：山药沟浇透水后，将种苗纵向平放在预先准备好的lOcm深的深畦中央，株距25cm左右，密度为4000～4500株／667平方米，然后覆土5cm，在山药的两侧20cm处施肥。一般施土杂肥3000kg／667平方米以上，尿素10 -15kg／667平方米，硫酸钾40--50kg／667平方米，过磷酸钙60--75kg／667平方米，施肥后，上面再覆土5cm，使之成一小高垄。　

　　 6、巨型山药科学管理　

　　6.1、高架栽培　山药出苗后几天就甩条，不能直立生长，因此需要支架扶蔓。一般选用2m左右的小杆作支架最好。　

　　6.2、浇水、排水　山药性喜晴朗的天气、较低的空气湿度和较高的土壤温度，一生需浇水5--7次。在浇足底墒水的情况下，第一水一般于基本齐苗时浇灌，以促进出苗和发根，第二水宁早勿晚，不等头水见干即浇，以后根据降雨情况，每隔15天浇水1次。雨水季节，每次大的降雨后，应及时排出积水，目的是为了降低地温，补充土壤空气，防治发病和死苗。　

　　6.3、施肥　山药需肥量大，一般山药产量为2000--2500kg／667平方米，需纯Nllkg、P2058kg、K209kg，其比例为1.5：1.O：1.2。据有关研究数据表明，氮磷钾比例以1.5：1.0：3.0的产量最高，在施足基肥的基础上，可在开花期进行1次追肥，此时即将进入块茎膨大期，可结合浇水追施尿素15kg、硫酸钾15--20kg，生长后期可叶面喷施0.2%磷酸二氢钾和1%尿素，防早衰。　

　　6.4、中耕除草　山药发芽出苗期遇雨，易造成土壤板结，影响出苗，应立即松土破板。每次浇水和降水后，都应进行浅耕，以保持土壤良好的通透性，促进块茎膨大。在山药的生严过程中，应及时除草。出苗前，可用乙草胺进行土壤封闭性除草。出苗前，可用盖草能或威霸防除各种杂草。　

　　6.5、防治病虫　病害主要有褐斑病和炭疽病。褐斑病主要危害叶片，防治方法主要是避免行间郁闭高温，注意排涝，发病初期喷洒70%甲基托布津和75%百菌清可湿性粉剂，10天喷洒1次，连续喷洒2次。炭疽病主要危害叶片及藤茎，防治方法是实行轮作，及时消除病残体，发病初期喷洒50%的甲基托布津或50%福美双可湿性粉剂，10天喷洒1次，连续喷洒2--3次。　虫害主要有山药叶蜂，主要啃食叶肉，把叶片吃成网状，造成严重减产。防治方法是用高效低毒的菊酯类农药（如敌杀死、百树得等）喷雾。　

　　 6.6、收获　山药的茎叶遇霜就会枯死，一般正常收获期是在霜降节前后，零余子的收获一般比块茎早收30天。

　　7、巨型山药贮藏加工　

　　山药薯块耐寒，必要时可以地面覆盖就地贮存，延迟至次年3月上中旬采收。也可用土窑贮藏，窖中山药与沙土相间层积贮藏，最后覆土呈屋脊形，上盖稻草防止雨水侵入。窖内保持 10～15℃，一直可贮存到次年 4～5月。　

　　山药除鲜山药供应市场外，近年也有将鲜山药加工成毛条或光条出口。毛条的制法：将山药浸水、刮皮、晒干后便制成粗制品毛条。将毛条浸水泡软、撒上淀粉、搓光、切成16～18cm的山药条，再撒上淀粉、搓光、晒干便成精制品光条。

[我爱发明]玉米收获机收割机疯狂掰棒子(发明人马金刚)
山药收获机械视频大全第三篇

　　[我爱发明] 20151212 疯狂掰棒子

　　本期视频主要内容：山东聊城的马金刚和他的父亲是当地有名的发明迷，他和父亲一人发明了一台玉米收获机，但是两人的发明都不算太成功。后来，他们父子发挥各自的优势终于将机器改进好，改进好的机器不但收割玉米效率高，还能粉碎秸秆还田，或者将秸秆打捆回收，他们的发明得到了当地村民的认可。（《我爱发明》 20151212 疯狂掰棒子）

　　发明人：马金刚（13562008811）

　　编导手记：马金刚一家人都是发明达人，他是受他的父亲影响，去到他家一眼就能看到满院子都是跟研发有关的东西，在院子旁边还有一间屋子，是他们父子存放没有研发成功的机器，虽然都很陈旧了，但是老马和小马师傅都把它们当宝贝，可见这家人着实对发明充满热爱，所以全村人都说这对父子能研发出玉米收获机，这是他们所有人都坚信的事情。

　　发明摘要：一种对辊式玉米摘穗切秆收获机械，与动力行走机构（1）配套，由拨辊喂入机构、摘穗切秆机构、动力传动系统装设在机架上构成，拨螺喂入机构包括拨秸辊（7）、圆齿刀（8）、减速机（6）、喂入辊（19）、宽传送带（33），装设在前支架（4）的支撑底架（11）和联接支架（12）上；摘穗切秆机构包括下摘穗辊（37）、上摘穗辊（38）、切秆动刀（46）、切秆定刀（47），装设在联接支架（12）上的摘切箱（H）内；动力传动系统包括传动皮带轮（26）、主传动大齿轮（25）、动刀轴齿轮（23）、动刀从动齿轮（36）、下摘穗辊大齿轮（20）、上摘穗辊齿轮（21）、上摘穗链轮（22）。工作时动力传动系统带动拨辊喂入机构将玉米秸秆喂入摘切箱（H）内，由摘穗切秆机构摘穗、切碎秸秆。运转灵活，效率高，适用地域广泛。

山药收获机械化技术研究
山药收获机械视频大全第四篇

山药收获机的三维设计及仿真毕业设计论文
山药收获机械视频大全第五篇

摘要

长期以来，山药都是靠传统的人力收获，山药的根茎较长，深入地下，难以采收，如果收获技术不够成熟，根茎破损率就会很高。随着计算机技术的快速发展，虚拟制造和运动仿真在农机设计中得以实现，从而大大缩短了设计周期，降低生产成本，提高了设计的准确性和可靠性。本设计利用三维设计软件，对农业机械进行产品设计。

本文设计了一种山药收获装置，结构简单合理，能够完成山药的机械化收获作业。不仅极大地提高山药收获效率，而且对深土农作物的规模化种植起到了推广作用。

本次的设计对传统山药收获机进行了改进，着重设计了山药收获机的整体结构、传动方式、工作方式，论述了装置在收获过程中的的工作原理。在完成设计构想之后，基于SolidWorks进行了三维模型建立。整个过程包括各零件图三维设计、装配体三维图、动态仿真。

关键词：三维设计、传动方式、动态仿真。

Abstract

Yams are relying on traditional human harvest for a long time, the rhizome of yam is so long and deep in underground.It’s very difficult to harvest .If the technology is not mature enough to harvest ,The root’s breakage rate will be very high.With the rapid development of computer technology, virtual manufacturing and motion simulation can be achieved in the design of agricultural machinery, thus greatly reducing the design cycle, reduce production costs and improve the accuracy and reliability of the design . This design uses three-dimensional design software to design products for agricultural machinery .

This paper presents a yam harvesting device , the structure is simple and reasonable.This harvesting device can complete mechanization of yam harvest operations. Not only it greatly improve the efficiency of the yam harvest ,it played a role in the promotion for large-scale cultivation of crops deep soil.

The traditional yam harvesting machine has been improved in this design .It focus on the design of the overall structure , transmission, yam harvester works , discusses the device works in the harvesting process . After completion of the design concept , based on a three-dimensional model of SolidWorks . The whole process including the part drawing three-dimensional design , three-dimensional map assembly , dynamic simulation . Keywords : 3D design, transmission mode, dynamic simulation .

第1章绪论

1.1课题来源及研究课题的意义和目的

山药对当地气候要求不严，但喜温暖湿润，忌积水，怕干旱。宜种植于肥沃疏松、土层深厚、排水良好的砂质壤土上种植。原产地位于河南焦作，现在分布于中国西北，华北，和长江流域的湖南江西等地。由于其营养比较丰富，一直以来都被视为比较理想的补虚佳品，不仅可作为主粮，又可作为蔬菜食用。有很高的药用价值和食用价值。随着现代社会人们更加注重养生和健康，而山药的药用价值和使用价值使得其成为很多人的选择。特别是近几年，山药的种植面积和种植规模不断上升。因此，山药生产和收获的机械化越来越得到行业的重视。

长期以来，山药的收获都是靠传统的人力收获方式,山药的根茎较长，难以采收，如果收获技术不够成熟，根茎破损率就会很高。我国大部分地区收获山药的方法是：从山药种植垄的一端开始，先挖出60-70cm左右的土坑来，人坐在坑的边上，然后用特制的山药铲，沿着地面上山药生长的20cm处的两边开始挖，将根两边泥土铲出，一直挖到山药沟下见到根茎的尖端为止，最后轻轻铲断剩下的细根，手握着根茎的中上部分，小心拔出山药的根茎。一定要小心精细铲土，避免山药根茎的损伤和折断。采收山药时，一定要按着山药种植的顺序，一株一株地挨着挖，这样才能有效减少破损率，又能避免漏收。由于山药一般在下层土壤延伸，最深可延伸到地下70～100cm处，靠人力收获相当费力。最重要的是人力收获的过程中容易挖到山药块茎，影响山药的品质和市场。而且劳动强度大，生产效率低。为此，山药收获的机械化问题就亟待解决。

山药收获技术如果能够实现机械化，将有力地推动山药生产的规模化，显著降低山药生产成本，节省劳动力和农活作业量，使山药种植户增加更多的收入，提高农业生产的经济效益。同时，也能促进农机朝着更先进，更现代化的方向发展，使其更好地服务于现代化农业生产和社会主义新农村的建设，实现伟大的中国梦。

本课题研究了我国山药收获机械化的发展现状，山药收获机的未来研究方向。为山药收获方式以及推广山药收获机械化，促进山药生产效率提供了理论依据。

1.2 山药收获机的现状及方案说明

1.2.1 我国山药收获机的现状

为了克服山药收获过程中易折断的损伤的难题，我国广大设计者和科学家们进行了刻苦的钻研，以下是现阶段我国对山药收获机械化的研究现状。资料内容查自中国知识产权局专利检索网站。

第一种山药收获机的发明者是李垒和李善文。这个发明设计了一种多功能山药收获机。

可以看到，中履带底盘，设置在履带底盘上的操作台、竖直机架、电机、向上提升机构，安装在机架上并且能够沿固定的机架上下移动的齿轮箱的总成，安装在齿轮箱结构下面的用于开沟的螺旋钻轴和提土板，所述电机结构与齿轮箱结构由传动轴实现传动连接；提升机构与齿轮箱结构连接，实现对齿轮箱结构的升降操作；山药收获装置还包括设于箱结构一侧，能够将开沟轴开出的土，向外送给送土器，以及设于履带下部前面的能够实现把土填回功能的送土器。这种山药收获机的结构比较灵活，而且功能多样化，能够同时实现收获山药和沟内填土的两项功能，除了采收山药外，还可以开电缆沟、管道沟、实现一机多种用法，省时省工，具有相当大的市场价值。

山药收获机的机构简图如图1：

图1-1 山药收获机理论图

第二种山药收获机发明者倪凡喜。这个创新专利目的在于，克服现阶段生产技术的不足之处，提供一种山药收获机的理论设计，在不损伤山药块茎的前提下，可以很大地提高生产效率，降低采收山药时的成本。此专利所述的山药收获机，包括振动破土机构、破土机构的固定架、旋转型轴承座、液压油缸、可以左右移动的轴承固定支架、悬挂型四轴固定支架、手轮、挡土板、开沟刀片、开沟链条、链条固定支架和从动轮。

破土机构固定架是这个专利的主体支撑架，整体呈现方形的框架结构，破土机构固定支架的后端，连接着设置的振动破土机构，破土机构固定支架的前端，连接着旋转式轴承座，旋转轴承座的前面连接着液压油缸，液压油缸的前端连接到左右移动轴承座固定架，左右移动轴承座固定架设置在悬挂式四轴连接在固定架上，在悬挂型四轴固定支架的一边，设计的有手轮，在悬挂型四轴固定支架的两端后侧，设计有挡泥板。

在旋转型轴承座的下端，连接设计有链条固定支架，链条固定支架的前端设计有主动轮，链条固定支架的后端设计有从动轮，绕过主动轮与从动轮，设计有开沟链条，开沟链条的外表面上设置有开沟刀片。连接到链条固定架上，设置有涨紧固定架，涨紧固定架的下端设置有涨紧轮，涨紧轮与开沟链条的内表面相接触。

山药收获机的机构简图如下图：

图1-2 山药收获机示意图

第三种山药收获机的发明者是卢双贵。这种山药收获机，由切割锯、松土板与螺旋提升机构组成。

带锯上部连接旋转轮，中间穿过狭长形的开口，下面套有轴承，中间的松土板在后

新型山药收获机下支撑支架的设计与分析
山药收获机械视频大全第六篇

2015年4月农机化研究第4期

新型山药收获机下支撑支架的设计与分析

许

波，韩有泉，王亚旭，关玉明

300130）

（河北工业大学机电成套设备研究室，天津

摘

要：山药收获机下支撑支架是根据主旋转支撑装置的离地高度和开沟深度设计的，在实际作业过程中，链

刀切削阻力、螺旋刀切割阻力、输送机构支撑力、油缸的推拉力最终都由下支撑支架承载，作用力较为复杂，容易发生变形和断裂；且链刀切入土壤产生的振动、链节和链轮齿的啮合会给链传动带来工作的不平稳性和有规律的振动，可能会引起共振。为此，在进行山药收获机工作装置设计时，首先采用有限元方法对下支撑支架进行静力学分析，并在静力学分析的基础之上对其进行预应力模态分析，以评估设计的合理性，对结构进行优化。关键词：山药收获机；静力学分析；模态分析

中图分类号：S225．71

文献标识码：A文章编号：1003－188X（2015）04－0051－04

DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.04.012

0引言

在我国具有悠久山药是公认的无公害保健蔬菜，

末端与输送机构相连，且末端还安装有装在主轴上，

两级链条传动机构，装卸起来十分繁琐，且反复装卸对主轴回转精度也有影响。

为此，本文采用TＲIZ中的分割原理将下支撑臂两端与主动轴、从动轴连接的部分分隔开，将下支撑臂分割成下支撑板、下支撑板接头及连接机构，如图1所示。这样在遇到不同挖掘深度时，只需拆卸下支撑板上螺栓，就可更换下支撑板，拆卸方便又不影响主轴的回转精度

。

的栽培历史。它是深根植物，收获时需要耗费大量的体力和时间。目前，国内山药收获机械仍处于设计开发阶段，只是采用开沟机在山药边挖沟松土，还需要大量的人力参与作业，机械化程度很低。因此，开发设计一种能实现山药的自动出土并能与土壤分离的收获机，必将减轻农民的劳动强度，提高山药的收获效率，提升山药的品质和产值，从而促进其产业化的发展。

1山药收获机的工作原理

山药收获机械属于农业机械领域。笔者巧妙地

模仿考古挖掘的方式，采用去除山药根茎两侧土壤，取其中央的方式对山药收获机械进行设计。其主要包括动力机构、后置悬挂机构、液压减速系统、挖深掘进机构、连接传动机构及输送机构6个部分。

为了满足不同品种山药根茎长度不一、山药种植土质不同等条件，山药收获机下支撑支架的设计非常重要，其要适应不同的挖掘深度和切削时的水平倾角。不同的切削水平倾角可以通过主轴旋转支撑装置实现，不同的挖掘深度可以通过更换不同长度的下支撑臂来实现；但由于下支撑臂左端是通过轴承安

收稿日期：2014－04－17

基金项目：河北省科技支撑计划项目（12227109D）

（E－mail）作者简介：许波（1977－），男，河北邢台人，讲师，博士，

15900369013@163．com。

通讯作者：关玉明（1958－），男，河北沧州人，教授，博士生导师，

（E－mail）15900369013@163．com。

Fig．1

图1

下支撑支架三维图

Three－dimensionalfigureofthelowersupportbracket

2．1

下支撑支架的静力学分析

下支撑支架的受力分析

由山药收获机的工作原理可知，下支撑支架在山

药收获机的工作位置所受到的作用力最复杂，其发生变形和断裂的可能性最大，因此取山药收获机的工作位置对下支撑支架进行静力学分析。

进行下支撑支架的强度计算，首先要分析开沟机下支撑支架的作业过程，找出下支撑支架各部件受力

·51·

2015年4月农机化研究

的轴承载荷。

第4期

最不利的作业位置与工况来作为计算的依据，在受力分析的基础上进行强度校核。2．2

下支撑支架几何模型的建立

下支撑支架是由下支撑板材、下支撑板接头及连接机构组成。下支撑支架有限元分析模型如图2所示

。

输送机构通过轴承承载在下支撑支架上，输送机构质量在300kg左右，取G=3000N，分别通过两个轴H所添加的轴承承载在下支撑支架上，如图4中的F、承载荷。

在机组前进切削过程中，工作部件链条链刀要受I到土壤对其的水平反力FT=1006N，如图4中的G、所添加的轴承载荷。

工下支撑支架通过主轴悬挂在后置悬挂支架上，作状况下可以看成是一个圆柱面约束和一个位移约E所添加的CylindricalSupport束构成，如图4中的D、（圆柱面约束）和Displacement（给定位移）。

下支撑支架自身重力对支架的变形也有影响，不可忽略不计。Mechanical提供了标准的地球重力加速度，如图4中C的StandardEarthGravity

。

图2

Fig．2

下支撑支架有限元分析模型

Finiteelementanalysismodelofthelowersupportbracket

2．3添加材料属性

Workbench中EngineeringData材料库中提供了多

种常见的工程材料，也能添加所需要的材料。对材料属性的定义，一般包括杨氏模量、泊松比及密度等参数。

EngineeringData材下支撑支架采用的是结构钢，

料库默认材料是StructuralSteel，如图3所示

。

图4

Fig．4

施加约束和力的有限元分析模型

Applyconstraintandforceoffiniteelementanalysismodel

2．5划分网格

ANSYS的网格划分平台通过“分解并克服”的策

略，在几何体中不同部位采用不同的网格划分方法。课题研究的下支撑支架属于多体结构，结构较为复杂，需要自动检测实体，故采用自动划分网格划分法，如图5所示

。

图3

Fig．3

材料属性的定义

Thedefinitionofmaterialproperty

2．4添加约束和载荷

Workbench中的Mechanical中提供了多种常见的

载荷和支撑约束，常见的载荷有惯性载荷加速度和重力加速度、力和压力载荷、轴承载荷、力矩载荷及螺栓载荷等；常见的支撑约束有固定约束、给定位移、圆柱面约束、无摩擦约束及固定旋转等。

山药收获机工作状态下，主链条传动作用在从动从动轴通过轴承安轴上的压轴力为Fp=5563．94N，

装在下支撑支架上，故传递到下支撑支架的力是轴承B所添加如图4中的A、载荷，方向平行于下支撑臂，

·52·

Fig．5

图5

下支撑支架的网格划分模型

Themeshingmodelofthelowersupportbracket

2．6求解结果分析

求解后，得到下支撑支架模型在静态分析下的总

2015年4月

变形和等效应力分布彩图，如图6～图8所示

。

农机化研究第4期

动、链节和链轮齿的啮合会给链传动带来工作的不平稳性和有规律的振动。因此，为了避免共振，对下支撑支架进行模态分析求出其固有频率十分必要。

考虑下支撑支架在静态载荷作用下结构的应力状态可能影响下支撑支架的固有频率，因此要基于以上所做的线性静态分析的应力状况对下支撑支架进行预应力模态分析。

由振动理论可知，在钢结构的振动过程中起主要作用的是较低阶模态，高阶模态影响很小，并且衰减很快，故在进行下支撑支架模态分析时取前6阶。下

图6山药收获机械视频大全

Fig．6

静态下模型的位移变化

支撑臂支架的固有频率和振型如表1所示。

表1

阶次123456

模态分析结果数据

最大变形量/mm

3．47683．97997．94465．23305．01517．0567

固有频率/Hz6．917713．487023．057039．345052．010074．8630

Thedisplacementchangeofthemodelunderthe

static

图9～图14是求解后所得的下支撑支架前6阶振

图7

Fig．7

静态下模型的应力变化

型图。前3阶和第6阶振型最大位移处发生在连接机5阶振型的最大位移构末端、与输送机构连接处；第4、发生在下支撑板中部

。

Thestresschangeofthemodelunderthe

static

图8Fig．8

静态下模型的应力变化局部放大图

图9Fig．9

第1阶振型图1ordermodal

figure

Partialenlargeddetailofthestresschangeofthe

modelunderthestatic

从分析结果可以看出，下支撑支架的最大应力值为86．281MPa，发生在连接机构连接处，小于材料的屈服强度235MPa；最大变形为3．2526mm，发生在支架末端与输送机构连接处，在允许的变形范围内。因此，下支撑支架满足使用要求。

3下支撑支架的模态分析

模态分析主要用于确定结构或机器内部的振动

特性。山药收获机在工作时，由链轮转动带动安装在链条上的链刀来完成切土，链刀切入土壤产生的振

·53·

图10Fig．10

第2阶振型图2ordermodalfigure

速度啮合，从而使链齿受到冲击并产生附加的振动。产生冲击频率为

=59．055Hzp

由此可知，链条的冲击频率位于第5阶和第6阶固有频率之间，频率变化范围相对较大，不会使下支撑支架产生共振。此外，工作人员应实时调整工作链条，使其保持良好的张紧状态，以避免链条松弛在启动、制动和载荷变化时产生惯性冲击。

图11Fig．11

第3阶振型图3ordermodal

figure山药收获机械视频大全

4结论

1）利用AnsysWorkbench对山药收获机下支撑支

架的工作位置进行静力学分析得出：下支撑支架的最大应力值为86．281MPa，发生在连接机构连接处，小于材料的屈服强度235MPa；最大变形为3．2526mm，发生在支架末端与输送机构连接处，小于许可挠度，其刚度满足使用要求。

2）对下支撑支架进行模态分析，扩展了前6阶固有频率，得出振型图。前3阶和第6阶振型最大位移5处发生在连接机构末端、与输送机构连接处；第4、

图12Fig．12

第4阶振型图4ordermodal

figure

阶振型的最大位移发生在下支撑板中部。链条的冲击频率为59．055Hz，位于第5阶和第6阶固有频率之间，频率变化范围相对较大，不会使下支撑支架产生共振。参考文献：

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图13Fig．13

第5阶振型图5ordermodalfigure

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1991：150－175．社，

图14Fig．14

第6阶振型图6ordermodalfigure

链节和链齿以一定的相对链节进入链轮的瞬间，

·54·

（下转第62页）

DesignofaDischargeDeviceoftheAutomaticSortingMachine

fortheDriedFruit

ZouZhipeng，ZhangJianling，DengJizhong，KeXinrong

（CollegeofEngineering，SouthChinaAgriculturalUniversity，Guangzhou510642，China）

Abstract：Adischargedeviceoftheautomaticsortingmachinesforthedriedfruitisdesignedinthispaper，whichiscomposedofapush－pulltypeelectromagnet，theturnovermechanism，aresettingspringandsoon．Accordingtotherequirementsofthecontrolsignal，thedischargedevicecancompletetheclassificationunloadingofthequalifiedfruitsandunqualifiedfruits．Theworkingprincipleofthedischargesystemisthatwhenthedetectionsystem（suchasmachinevision，etc．）foundasubstandarddriedfruit，thepush－pullelectromagnetistriggeredandtheturnovermechanismisopenedintime．Sothatthesubstandarddriedfruitontheconveyorwouldfallintosubstandardfruitboxesthroughthedischargebaffle．Andthequalifiedfruitwillalongtheflaptofallintostandardfruitcollectionpoint．Thedischargede-vicehastheadvantagesofsimplestructure，easytocontrol，especiallyformaterialseparationofthesmallmulti－channelsortingmachine．Theexperimentresultsshowthatthedischargedeviceisreliable，andhasahighersensitivity，andcanbesatisfiedfortheuseofsortingmachinesrequirement．

Keywords：sortingmachine；unloadingdevice；driedfruit；electromagnet（上接第54页）

M］．北京：国防工业出版社，［11］耿端阳．新编农业机械学［

2011．

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AbstractID：1003－188X（2015）04－0051－EA

DesignandAnalysisoftheLowerSupportBracketofNewYamHarvester

XuBo，HanYouquan，WangYaxu，GuanYuming

（MechanicalandElectricalEquipmentＲesearchinHebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China）Abstract：Thesupportbracketofyamharvesterisdesignedaccordingtotheheightfromthegroundofdrivesprocketandtrenchingdepth，intheprocessofactualoperation，theresistanceofchaincutter，spiralknifecuttingresistance，trans-portationagencysupportforce，theoilcylinderpushpullwereeventuallyissupportedbythesupportbracket，theforceisrelativelycomplex，pronetodeformationandfracture．Becausetheknifecutintothesoilproducesvibrationandthechainandsprocketmeshingwillbringchainworknotstationarityandregularvibration，itcancauseresonance．Sowhendesig-ningyamharvesterworkingdevice，thedesignerneedtousethefiniteelementmethodofthesupportbracketstaticsanaly-sisandmodalanalysis，toevaluatetherationalityofthedesign．Keywords：yamharvester；staticsanalysis；modalanalysis

·62·

自走式麻山药收获机的研究_宋帅帅_杨欣_冯晓静_殷梦杰_何建华
山药收获机械视频大全第七篇

自走式麻山药收获机的研究

宋帅帅，杨

欣，冯晓静，殷梦杰，何建华

071000）

（河北农业大学机电工程学院，河北保定

摘

要：

针对麻山药人工收获效率低、伤根及收获标准不统一等问题，设计了专用的麻山药收获机。该机采用

链式开沟自走方式进行作业，可同时平整土地、收获山药、自动填沟，是一种多功能麻山药收获机。田间试验和收获作业表明：收获机作业过程中性能稳定、效率高，收获麻山药根系完整、破损率低、开沟质量及翻振效果良好，作业质量符合农艺要求。该机具的设计为产业化麻山药收获提供了技术支持。关键词：麻山药；收获机；机械化；链式开沟

中图分类号：S225．72

文献标识码：A文章编号：1003－188X（2018）02－0080－05

0引言

麻山药是药食两用无公害作物，其蛋白质含量高

所示。1．1

工作过程与特点

麻山药收获机采用自走链轨式行走，与103kW发动机配套，动力充足，性能稳定。收获机作业前，确认先调节翻连接与安装部件连接安全。收获机进田前，振机构于升起状态，便于开沟器入土，并通过驾驶室控制调整机具平行于作业路线并保证开沟机构位于麻山药两侧。为便于作业，机具前端的整土机构开出平坦的作业路线，开沟装置在山药两侧挖出深沟，土壤翻振机构跟随机具在麻山药下方进行振动翻土，将麻山药完整托出土面。该机作业是进行麻山药根部土壤松动，作业开始时开沟链转动入土，翻振机构随其后入土开始作业，从山药的底部和两侧实现多方位收获机自动回填机构将开沟链的松动。作业过程中，

附带的土经运输带回填到上一行程产生的沟，实现覆土回填功能；随着机具前进，只需人工将松动的麻山药拾取放到一边，不妨碍机具往返作业路线即可。该机适用性良好，操作简单，主要有以下3个特点：

1）可同时收获两行，中间链条配合振动铲对麻山药底部进行充分松动；

2）机具液压转向代替传统转向，采用液压控制，方便可靠；

3）可同时平整土地、收获山药、自动填沟，极大地降低了人工劳动强度。1．2

主要参数

麻山药收获机主要技术参数如表1所示。

而含糖量低，种植投资少且产量高，近几年市场需求在河北、山东、河南等省份均有较大面积量逐渐增大，发展前景广阔种植，

［1］

。麻山药的块茎呈长圆柱形，

垂直向地下生长，深度可达1m以上。麻山药挖掘收获绝大多数依靠人工刨沟采收，占用大量的劳动力，增加了劳动成本，影响了生产效率，不能满足市场的

［2］

大批量需求。由于麻山药特殊的生长环境和自身生长特点，其机械化收获发展一直处于缓慢时期。近

几年，绝大多数农户开始借用单纯的开沟机进行辅助开沟作业，但块茎受损度较高，农户也处在观望状态，等待更好的收获方式出现，因此麻山药收获亟待实现机械化。针对此问题，对麻山药的收获环节进行了技术调研，根据麻山药种植户收获要求，结合农艺要求，设计开发了麻山药收获机。

1总体结构

在整机结构布局上，首先要考虑机具作业条件和

结合作业特点及实际作业中装卸机具性能的稳定性，

和安装是否方便等因素对整机做出合理布局，要求适用性、通过性良好、结构紧凑

［3］

。麻山药收获机主要

工作部件包括推土机构、驾驶室、发动机及传动系统、机架、覆土回填机构、开沟器和土壤翻振机构，如图1

收稿日期：2016－11－28

基金项目：国家苹果产业技术体系果园机械岗项目（CAＲS－28）

（E－mail）作者简介：宋帅帅（1990－），男，河北邯郸人，硕士研究生，

540214667@qq．com。

通讯作者：杨欣（1976－），男，河北定州人，副教授，硕士生导师，

（E－mail）yangxin@hebau．edu．cn。

2．1

主要工作部件及工作性能

链式开沟器

链式开沟器纵向开沟时，链刀的刀齿主要受到两

·80·

种力，分别是动力的驱动力及开挖土壤所受到的阻力。开沟作业中，两种力同时施加在链条上，链刀上为了确的刀齿部分必然会发生小幅度晃动。经研究，保开沟质量，应尽量减小链刀在开沟过程中的振动，对链刀的线速度在设计时需进行一定的限定

［4］

据国外研究人员进行的实验测试，链式开沟方式的开沟链对于沙性土来说，链速不宜过高，一般为1．0～2．0m/s［5］。经综合分析，设计开沟装置基本参数如表2所示

。

。根

1．推土机构2．驾驶室3．发动机及传动系统4．机架5．覆土回填机构6．开沟器7．土壤翻振机构

图1Fig．1

表1Tabl1

参数机长机宽机高发动机功率入土最大深度作业速度作业幅宽

表2

Table2基本参数开沟深度开沟宽度发送机动力输出轴转速前行速度链条的线速度

主要参数

自走式麻山药收获机结构示意图Thestructureofhempyamharvester

为了保证开沟质量，要求开沟装置与机组行走速度和动力输出系统相匹配。作为收获机主要工作部

数值5200194025001031200130800

Themainparameters

单位mmmmmmkWmmm/hmm

开沟装置基本参数

件，其材料的选用也很重要。基于材料密度、极限强度、泊松比和耐磨性等，结合材料造价和可维护性，选用65Mn钢。优质65Mn刚性好，耐磨损，最常用于农机部件中的触土工作部件

［6－7］

。开沟装置应在保证

开沟掘土性能的前提下较少增加整机质量，阻力最小，节省材料，降低生产成本。2．2

土壤翻振机构

土壤翻振机构是麻山药收获机关键部件，关键在于振动铲作业于麻山药两侧进行振动松土。振动铲采用两侧式，保证不伤及麻山药的根系，降低破损率。该机构由振动铲、偏心机构和传动机构等组成，如图2所示。同时，设计了拨土装置，其作用是将已松动麻山药聚集到中间位置，便于人工拾取。2．3

覆土自动回填机构

覆土自动回填机构将所挖深沟进行土壤自动回填，极大地方便后期的人工作业和土地平整。该机构利用开沟刀切削土壤产生的阻力将土壤刨到输送带上，随输送带运动到机构一侧。在土壤输送一侧，设置可调节挡土板，通过调节卡板控制挡土板。通过挡可变化输送带上的土被抛出去的距离。土板的作用，

农户可根据自身需求设定卡板的位置，完成土壤自动

·81·

Thebasicparametersoftheditchingdevice

单位mmmmkWr/minm/hm/s

参数值12008001305401331．6

回填。覆土自动回填机构如图3所示

。

3．1

测试方法

对每一行程开沟深度、开沟宽度及块茎完整度进行记录，抽取其中的4组数据进行分析。根据收获机在作业过程中的性能检测记录，来检验收获机的性能指标和破损率是否符合农艺要求。3．2

测试结果

随机抽取4个行程作业情况记录，每个行程中包括随机抽取的4组数据。机具作业性能数据统计如表3所示，破损率测试数据如表4所示。

表3

Table3

机具性能统计Machineperformanceanalysis

开沟深度/cm118118117119121118119117119118117120117118120120

开沟

行程

序号

宽度/cm

1．偏心机构2．拨土装置3．振动铲4．摆臂

图2

Fig．2

土壤翻振机构

第1行程

3412

第2行程

图3

Fig．3

覆土自动回填机构

7880797980798078797978808079

Soilvibrationturning

mechanism

7980

距离/cm

时间/s

速度/m·h－1

200200200200200200200200200200200200200200200200

54605654595856545260585654605660

133120129133120122129133135120127129133120129120

ThebackfillmechanismofSoilcoveringautomatic山药收获机械视频大全

第3行程

3412

第4行程

3试验与结果

在河北蠡县试验田进行样机试验，检验麻山药收

获机的性能和作业质量，图4为田间试验情况。试验田面积0．08hm，土质为黄沙土。麻山药类型为小白嘴山药，设定开沟深度为1200mm，宽度800mm

。

利用下列公式进行计算，具体如下：单个行程的平均开沟深度为

α=

－

∑αi

4个行程的平均开沟深度为山药收获机械视频大全

αm=

图4Fig．4

田间试验Thefieldtest

－

∑αi

每个行程的开沟深度变异系数为

ν=

·82·

×100%α

4个行程的开沟深度变异系数为

νm=

×100%αm

续表4收获

行程

序号

距离/cm

第4行程

200200200200

收获山药数量/颗63636260

破损山药数量/颗2212

破损率/%3．23．11．63．3

每个行程开沟深度稳定性系数为

u=1－υ

4个行程开沟深度稳定性系数为

um=1－υm

每个行程的开沟深度标准差为

将记录数据通过下列公式进行计算，具体如下：每个行程的平均破损率为

－

4个行程的开沟深度标准差为

sm=

式中

（αi

－αm）2

n－1

（αi

－αm）nm－1

4个行程的平均开沟深度为

bm=

式中

－

αi—各测点的测定开沟深度；n—每行程的测定点数；nm—4个行程的测定点数；α、αm—平均开沟深度；υ、υm—开沟深度变异系数；s、sm—开沟深度标准差；u、um—开沟深度稳定性系数。

计算结果为：开沟深度稳定性系数um=96%。

表4Table4

破损率测试表Breakagetestingtable

收获山药数量/颗666860606468646064686061

破损山药数量/颗321122111222

－

bi—各测点的破损率；n—每行程的测定点数；nm—4个行程的测定点数；b、bm—平均破损率。

计算结果为：收获机破损率b=2．7%。

试验数据和作业情况表明：该机开沟深度比较稳

－

定，变异系数较小，收获麻山药完整度较高，作业速度满足设计要求。快，

破损率/%

结论

通过实地调研和查阅相关文献，针对收获麻山药

收获

行程

序号

距离/cm

第1行程

3412

第2行程

3412

第3行程

200200200200200200200200200200200200

这一技术难题，设计了自走式麻山药收获机。该机可同时平整土地、收获山药、自动填沟，是一种多功能麻山药收获机。田间试验表明：收获机破损率在5%以下，满足农艺要求。参考文献：

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StudyoftheYamHarvester

SongShuaishuai，YangXin，FengXiaojing，YinMengjie，HeJianhua

（CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，AgriculturalUniversityofHebei，Baoding071001，China）Abstract：Inviewoftheproblemsoflowefficiencyofartificialharvesting，theinjuryofrootandthestandardofharvest，thespecialpurposeoftheflaxyamharvesterwasdesigned．Thismachineadoptsthechaintrencherself－propelledopera-tionmeans．Fieldtestandharvestingoperationshowedthatharvestmachinehasstableperformance，highefficiency，har-vestYamＲootintegrity，qualityandgoodeffectonvibrationofditching，workqualitymeetstheagronomicrequirements．Thedesignofthismachineistoprovidetechnicalsupportfortheindustrialproductionofyam．Keywords：hempyam；harvestmachine；mechanical；chainditcher（上接第65页）

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AbstractID：1003－188X（2018）02－0061－EA

SuspensionBottomPlowFrameFiniteElementAnalysisand

OptimizationDesignBasedonEqualStrength

HanChao，YangYougang，ZhangShuwei

（CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，NorthwestA＆FUniversity，Yangling712100，China）Abstract：Ｒeasonablydesignedplowframestructurescanensurethetractortodragalargerplowunderthesametractioneffect，rackswithlessmaterialandlongerservicelifeunderthesameoperatingconditions．Inthisstudy，ANSYSfiniteelementanalysissoftwarewasusedtoperformthestaticanalysisandsensitivityanalysisforhangingplowframetobequalifiedthroughactualproductiontest，andadjustthedesignbysimulatingtherealenvironmentofworkingconditiontooptimizethestructurebasedonthemethodofequalstrength．Theresultsindicatedthatimprovedchassiscouldcarrylar-gerloadsinthesamestructureafterextendingtheloadrangeonthebasisoftheoriginal．Keywords：bottomplow；finiteelement；frame；structureoptimization；standardizeddesign（上接第69页）

AbstractID：1003－188X（2018）02－0066－EA

TheStudyonStructureofＲadialDiskDiggingDevicewith

FiniteElementAnalysis

WangFangyan1，

（1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，QingdaoAgriculturalUniversity，Qingdao266109，China；2．Col-legeofEngineering，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，China）

Abstract：Aimingattheshortageofsingle－croproot－cropharvestingequipmentandtheextensivestructuredesign，thestructureandworkingparametersoftheradialdiskdiggingdeviceareanalyzed．Themodeloftheradialdiskexcava-tingdeviceisestablishedby3Dvirtualprototypingtechnology．Accordingtotheloadingsituationofexcavatingdevice，thepaperanalysisthedeformationoftheexcavationdeviceandstressbyvirtueofANSYSsoftware．Accordingtotheanal-ysisresults，itiseasytofindthedamagesiteoftheexcavatingdevice，whichprovidesatheoreticalbasisfortheoptimiza-tiondesignandperformanceimprovementofthesubsequentexcavatingdevice．Keywords：excavationdevice；radialdisk；finiteelementanalysis

·84·