割秧后花生收获机捡拾装置设计与试验
发布时间：2021-11-26 20:28
先将秧蔓切割再进行收获可较好地实现覆膜种植花生秧蔓饲料化利用。该研究针对割秧后花生植株变短、横向尺寸变小、荚果-秧蔓比增加,原有收获机捡拾装置适应性差的问题,在已有花生捡拾收获技术基础上,对捡拾弹齿间距、弹齿转速、折弯角度、弹齿排数等关键结构和运动参数进行改进,研制了一种适于割秧后收获的弹齿式花生捡拾装置。运用SPSS软件对割秧后花生植株横向尺寸进行统计分析,确定了弹齿间距为7 cm;通过对花生植株低损捡拾和顺畅抛送条件的理论分析,在回转半径为21 cm的条件下,确定捡拾弹齿转速为60 r/min;通过对花生植株被弹齿捡起时的受力情况分析,确定捡拾弹齿折弯角度为102°,并根据铺放厚度,确定捡拾弹齿折弯部分长度为4 cm;建立捡拾弹齿齿尖运动方程,运用Matlab软件对不同排数弹齿齿尖运动轨迹进行分析,确定捡拾弹齿排数为6排。田间试验结果表明,弹齿式花生捡拾装置的平均捡拾率为98.07%,捡拾装置造成的平均落果率为1.23%;满足割秧后花生捡拾收获作业需求。该研究可为割秧后花生以及其他作物捡拾收获机具研发和改进提供借鉴。
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(16)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
装置1.Auxiliaryguidepaling2.Depthwheel3.Mainshaftofscrewconveyor4.Frame5.Screwconveyor6.Pickupdevice图3滚筒式捡拾装置结构1.辅助导向栅条2.限深轮3.搅龙主轴4.机架5.搅龙6.捡拾
弹齿齿尖在回转过程中最低点离地面一定距离，随着机具的前进，花生植株在捡拾装置的作用下，向上向后输送至搅龙，再由搅龙将其自两侧向中间聚集，送入后端的输送辊筒，完成整个花生植株的捡拾作业。作业过程中，为了防止捡拾弹齿将花生植株向前向上挑起而无法进入滚筒式捡拾器，在捡拾装置前端配有高度可调的辅助导向栅。捡拾装置是滚筒式捡拾器的重要组成部分，其设计要求是：捡拾干净，同时防止打落花生荚果。该捡拾装置主要由捡拾弹齿、输秧板、支撑板、弹齿安装座、支座安装管、捡拾装置主轴等组成，主要结构如图4所示。1.辅助导向栅条2.限深轮3.搅龙主轴4.机架5.搅龙6.捡拾装置1.Auxiliaryguidepaling2.Depthwheel3.Mainshaftofscrewconveyor4.Frame5.Screwconveyor6.Pickupdevice图3滚筒式捡拾装置结构Fig.3Structureofdrumtypepickupdevice1.捡拾弹齿2.输送板3.支撑板4.弹齿安装座5.安装管6.主轴1.Pickupelastictooth2.Conveyingplate3.Supportplate4.Installationbaseofelastictooth5.Installingtube6.Mainshaft图4捡拾装置结构Fig.4Structureofpickupdevice针对割秧后花生植株特性及捡拾作业需求，在前期田间试验基础上，对弹齿间距、弹齿转速、弹齿折弯角度、弹齿排数等关键结构和运动参数进行优化。3.1弹齿间距确定弹齿间距是指相邻2根弹齿之间的横向距离。田间试验发现，花生植株的捡拾主要通过捡拾弹齿插入植株的分枝之间将其挑起而实现。为了将植株捡起，应保证捡拾弹齿间距适宜，间距过小，设备制造难度增加，成
。为了将花生秧蔓充分利用，并尽可能减少因切秧而切断花生果柄，造成落果损失，切秧位置应高于花生结荚位置。在对上述品种花生结荚高度（均低于12cm）测量基础上，确定留茬高度H1为12cm，利用剪刀进行人工割秧，每个花生品种测量50株，由于植株纵向尺寸包含了根长（花生植株根长一般大于10cm）和留茬高度，其尺寸明显大于植株横向尺寸，因此仅需满足横向尺寸大于捡拾弹齿间距，捡拾弹齿即可将其挑起。利用SPSS软件对测定结果进行统计分析，其中远杂9102品种花生横向尺寸频数统计结果如图5所示，其他7个品种花生横向尺寸频率统计结果见表1。8个品种花生的横向尺寸均呈现近似正态分布，横向尺寸集中在8.0～9.0cm之间，平均值大于8.3cm，横向尺寸最小值为6.7cm，共有5个横向尺寸小于或等于7.5cm，即98.75%的花生横向尺寸大于7.5cm，只要弹齿间距小于割秧后植株横向尺寸，理论上就能保证98.75%的花生植株至少能被2根捡拾弹齿挑到，因此本文设计弹齿间距为7cm。图5远杂9102花生横向尺寸统计直方图Fig.5HistogramofstatisticsoftransversesizeofYuanza9102表17个品种花生横向尺寸统计结果Table1Statisticalresultsoftransversesizeof7varietiesofpeanuts品种Varieties平均值Mean/cm标准平均值误差Standardmeanerror中位数Mediannumber众数Modalnumber标准偏差Standarddeviation方差Variance偏度Skewness标准偏度误差Standarddeviationerror峰度Kurtosis标准峰度误差Standardkurtosiserror最小值Minimum/cm最大值Maximum/cm罗汉果Luohanguo8.3320.064558.27.90.456450.2080.
【参考文献】：
期刊论文
[1]全喂入花生捡拾收获机喂入量建模与试验[J]. 王申莹,胡志超,吴峰,于昭洋,曹明珠,高学梅. 农业工程学报. 2019(23)
[2]全喂入式花生捡拾收获机捡拾输送装置研制[J]. 王申莹,胡志超,徐弘博,曹明珠,于昭洋,彭宝良. 农业工程学报. 2019(19)
[3]花生种子带式清选设备关键作业参数优化[J]. 王建楠,刘敏基,胡志超,谢焕雄,彭宝良,颜建春,陈有庆. 农业工程学报. 2018(23)
[4]基于弹齿轨迹的滚筒式牧草捡拾器遗漏率及工作参数优化[J]. 郁志宏,淮守成,王文明. 农业工程学报. 2018(04)
[5]花生捡拾联合收获机捡拾装置参数优化及试验[J]. 姚礼军,胡志超,王申莹,曹明珠,于昭洋,王冰. 农机化研究. 2017(12)
[6]花生秸秆在畜禽生产中的利用现状及其生物发酵技术[J]. 刘纪成,张敏,刘佳,刘锦妮. 中国饲料. 2017(20)
[7]网链式花生地残膜回收机设计与试验[J]. 徐弘博,胡志超,吴峰,顾峰玮,魏海,颜建春. 农业工程学报. 2017(17)
[8]美国花生收获机械化技术衍变历程及对中国的启示[J]. 高连兴,陈中玉,Charles Chen,C.L.Butts. 农业工程学报. 2017(12)
[9]中美花生收获机械化技术现状与发展分析[J]. 陈中玉,高连兴,CHEN Charles,BUTTS C L. 农业机械学报. 2017(04)
[10]华北地区地膜残留及典型覆膜作物残膜系数[J]. 张丹,胡万里,刘宏斌,杜连凤,徐钰,成振华,孙世友,王洪媛. 农业工程学报. 2016(03)
博士论文
[1]弹齿式花生捡拾装置设计及试验研究[D]. 许涛.沈阳农业大学 2016
[2]半喂入花生联合收获机关键技术研究[D]. 胡志超.南京农业大学 2011
[3]齿带式油菜捡拾收获机设计与参数优化[D]. 吴崇友.南京农业大学 2011
硕士论文
[1]花生全喂入收获捡拾台试验研究及机构优化[D]. 姚礼军.安徽农业大学 2017
[2]弹齿滚筒式牧草捡拾器运动仿真及性能参数的试验研究[D]. 乌吉斯古楞.内蒙古农业大学 2010
本文编号：3520868
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(16)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
装置1.Auxiliaryguidepaling2.Depthwheel3.Mainshaftofscrewconveyor4.Frame5.Screwconveyor6.Pickupdevice图3滚筒式捡拾装置结构1.辅助导向栅条2.限深轮3.搅龙主轴4.机架5.搅龙6.捡拾
弹齿齿尖在回转过程中最低点离地面一定距离，随着机具的前进，花生植株在捡拾装置的作用下，向上向后输送至搅龙，再由搅龙将其自两侧向中间聚集，送入后端的输送辊筒，完成整个花生植株的捡拾作业。作业过程中，为了防止捡拾弹齿将花生植株向前向上挑起而无法进入滚筒式捡拾器，在捡拾装置前端配有高度可调的辅助导向栅。捡拾装置是滚筒式捡拾器的重要组成部分，其设计要求是：捡拾干净，同时防止打落花生荚果。该捡拾装置主要由捡拾弹齿、输秧板、支撑板、弹齿安装座、支座安装管、捡拾装置主轴等组成，主要结构如图4所示。1.辅助导向栅条2.限深轮3.搅龙主轴4.机架5.搅龙6.捡拾装置1.Auxiliaryguidepaling2.Depthwheel3.Mainshaftofscrewconveyor4.Frame5.Screwconveyor6.Pickupdevice图3滚筒式捡拾装置结构Fig.3Structureofdrumtypepickupdevice1.捡拾弹齿2.输送板3.支撑板4.弹齿安装座5.安装管6.主轴1.Pickupelastictooth2.Conveyingplate3.Supportplate4.Installationbaseofelastictooth5.Installingtube6.Mainshaft图4捡拾装置结构Fig.4Structureofpickupdevice针对割秧后花生植株特性及捡拾作业需求，在前期田间试验基础上，对弹齿间距、弹齿转速、弹齿折弯角度、弹齿排数等关键结构和运动参数进行优化。3.1弹齿间距确定弹齿间距是指相邻2根弹齿之间的横向距离。田间试验发现，花生植株的捡拾主要通过捡拾弹齿插入植株的分枝之间将其挑起而实现。为了将植株捡起，应保证捡拾弹齿间距适宜，间距过小，设备制造难度增加，成
。为了将花生秧蔓充分利用，并尽可能减少因切秧而切断花生果柄，造成落果损失，切秧位置应高于花生结荚位置。在对上述品种花生结荚高度（均低于12cm）测量基础上，确定留茬高度H1为12cm，利用剪刀进行人工割秧，每个花生品种测量50株，由于植株纵向尺寸包含了根长（花生植株根长一般大于10cm）和留茬高度，其尺寸明显大于植株横向尺寸，因此仅需满足横向尺寸大于捡拾弹齿间距，捡拾弹齿即可将其挑起。利用SPSS软件对测定结果进行统计分析，其中远杂9102品种花生横向尺寸频数统计结果如图5所示，其他7个品种花生横向尺寸频率统计结果见表1。8个品种花生的横向尺寸均呈现近似正态分布，横向尺寸集中在8.0～9.0cm之间，平均值大于8.3cm，横向尺寸最小值为6.7cm，共有5个横向尺寸小于或等于7.5cm，即98.75%的花生横向尺寸大于7.5cm，只要弹齿间距小于割秧后植株横向尺寸，理论上就能保证98.75%的花生植株至少能被2根捡拾弹齿挑到，因此本文设计弹齿间距为7cm。图5远杂9102花生横向尺寸统计直方图Fig.5HistogramofstatisticsoftransversesizeofYuanza9102表17个品种花生横向尺寸统计结果Table1Statisticalresultsoftransversesizeof7varietiesofpeanuts品种Varieties平均值Mean/cm标准平均值误差Standardmeanerror中位数Mediannumber众数Modalnumber标准偏差Standarddeviation方差Variance偏度Skewness标准偏度误差Standarddeviationerror峰度Kurtosis标准峰度误差Standardkurtosiserror最小值Minimum/cm最大值Maximum/cm罗汉果Luohanguo8.3320.064558.27.90.456450.2080.
【参考文献】：
期刊论文
[1]全喂入花生捡拾收获机喂入量建模与试验[J]. 王申莹,胡志超,吴峰,于昭洋,曹明珠,高学梅. 农业工程学报. 2019(23)
[2]全喂入式花生捡拾收获机捡拾输送装置研制[J]. 王申莹,胡志超,徐弘博,曹明珠,于昭洋,彭宝良. 农业工程学报. 2019(19)
[3]花生种子带式清选设备关键作业参数优化[J]. 王建楠,刘敏基,胡志超,谢焕雄,彭宝良,颜建春,陈有庆. 农业工程学报. 2018(23)
[4]基于弹齿轨迹的滚筒式牧草捡拾器遗漏率及工作参数优化[J]. 郁志宏,淮守成,王文明. 农业工程学报. 2018(04)
[5]花生捡拾联合收获机捡拾装置参数优化及试验[J]. 姚礼军,胡志超,王申莹,曹明珠,于昭洋,王冰. 农机化研究. 2017(12)
[6]花生秸秆在畜禽生产中的利用现状及其生物发酵技术[J]. 刘纪成,张敏,刘佳,刘锦妮. 中国饲料. 2017(20)
[7]网链式花生地残膜回收机设计与试验[J]. 徐弘博,胡志超,吴峰,顾峰玮,魏海,颜建春. 农业工程学报. 2017(17)
[8]美国花生收获机械化技术衍变历程及对中国的启示[J]. 高连兴,陈中玉,Charles Chen,C.L.Butts. 农业工程学报. 2017(12)
[9]中美花生收获机械化技术现状与发展分析[J]. 陈中玉,高连兴,CHEN Charles,BUTTS C L. 农业机械学报. 2017(04)
[10]华北地区地膜残留及典型覆膜作物残膜系数[J]. 张丹,胡万里,刘宏斌,杜连凤,徐钰,成振华,孙世友,王洪媛. 农业工程学报. 2016(03)
博士论文
[1]弹齿式花生捡拾装置设计及试验研究[D]. 许涛.沈阳农业大学 2016
[2]半喂入花生联合收获机关键技术研究[D]. 胡志超.南京农业大学 2011
[3]齿带式油菜捡拾收获机设计与参数优化[D]. 吴崇友.南京农业大学 2011
硕士论文
[1]花生全喂入收获捡拾台试验研究及机构优化[D]. 姚礼军.安徽农业大学 2017
[2]弹齿滚筒式牧草捡拾器运动仿真及性能参数的试验研究[D]. 乌吉斯古楞.内蒙古农业大学 2010
本文编号：3520868
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