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本期视频主要内容： 山东平度市盛产大葱，发明人綦博兴为了帮助农民解决人工挖葱的困难决心发明一台代替人工高效率挖葱的机器。经过两次改进，綦博兴成功研制出新型大葱收获机，解决了农民人工挖葱的困难，也提高了挖葱的效率。 （《我爱发明》 20150321 坐收大葱）
发明人联系方式：綦博兴 186 6391 7908 （注：綦读 qí )
《坐收大葱》花絮：这次去山东平拍摄印象最深的是山东人民非常热情。我们的拍摄一场比赛的时候，气温零下，风力达到7级。当天在拍比赛的时候，能凑齐这么多人，也着实不易。因为天气骤然变冷，当地农民都担心大葱被冻坏在地里，大家都忙着抢收，能来协助拍摄的老乡，真是热心肠的好乡亲。
本期视频主要内容： 大葱在播种后3到4个月时，因为涨势相对密集，需要将葱苗移栽到空间更大的土地里。这样会让大葱生长的更加健硕。而移栽，也是大葱种植的过程中，最复杂的一步。刘德波是山东平度市小戈庄的一位普通农民，因为从小看着父亲种植大葱，极度耗费经历。善于动手的他，钻研出来了一台给大葱培土的机器，也正是因为这个帮助大家种植大葱的铁家伙，他成为了当地的发明大王。（《我爱发明》 20151031 大葱保姆）
发明人：刘德波（13573206675）
编导手记：山东省青岛平度市的大葱享誉全国，但是种植大葱的环节却繁多复杂，播种，起苗，移栽，培土，收葱。村民门每天早上5点就起来干活，顶着太阳劳作，中午只能在地里吃饭。十分辛苦，而且随着人工的成本不断提高，葱农们的效益却难见提升。
刘德波，小戈庄里的发明大人，一直经营农机的他，敏锐的注意到了这一点。很早之前就做出了大葱培土机的机器。接触大葱行业多年，随着对于农机技术的不断精进，刘德波开始注意到在平度种植最广的大葱。平时农民种植，特别的辛苦，尤其看到身为葱农的父亲疲惫的身影，刘德波便暗下决心，要做出一台管理大葱的机器。也就是说，在种植大葱的播种，起苗，移栽，培土，收葱的每一步上面，都有机器能够代替，他还真的成功了。（编导：刘宇；摄像：李震）
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。
圆葱收获机的试验与设计
王建刚1，陈广成2，连政国1
（1．青岛农业大学机电工程学院，山东青岛摘
要：大葱收获机
266109；2．青岛电站阀门有限公司，山东青岛
266109）
为提高圆葱收获的机械化水平，根据我国圆葱种植模式的特点，研制了4行牵引式圆葱收获机。同时，
重点完成了各功能部件结构优化设计及动力传动系统的分配设计，可依次完成4行圆葱的挖掘拔取、输送、秧苗切割、去土和集收等功能。田间测试表明：损失率为1．2%，伤葱率为1．25%，均满足生产需求。关键词：圆葱；收获；果土分离；牵引式；秧苗切割中图分类号：S225．92
文献标识码：A
文章编号：1003－188X（2015）10－0108－04
DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.10.023
0引言
我国圆葱种植区域分布广阔、种植模式复杂，且
栽培品种多样，极大地制约了圆葱收获机械的发展。目前，国内对圆葱收获机具的研究较少，起步滞后于花生、大蒜等根茎类收获机具，尚无适宜、专用的圆葱收获机械，挖净率低下、破损率高等问题突出；虽有个别专利技术，但实用性差，极少能形成实际产品。圆葱机械化联合收获水平较低，严重制约了圆葱作物的经济效益。针对以上问题，研制了适应我国圆葱生长环境和种植模式的4行牵引式圆葱收获机。
1．割秧装置2．分禾拨禾装置3．侧向输送装置
4．挖掘装置5．去土清选输送装置6．果仓7．传动系统8．机架
图1
Fig．1
圆葱收获机结构简图StructurediagramofOnionharvester
2
2．1
圆葱收获机整体设计
圆葱收获机整体设计
结合我国圆葱的种植模式、种植环境及现有的收
1圆葱收获机工作原理
设计的圆葱收获机如下图1所示。收获机为牵
引式，可与12kW马力以上的拖拉机配套使用，可以同时完成4行圆葱的收获功能。机器在行进的过程中，分禾器将秧苗向割刀方向聚拢，拨禾轮将秧苗向后拨动，圆盘切割刀沿圆葱秧根部切除果秧，通过侧向输送绞龙将秧苗传递到一侧，挖掘铲将割除秧苗后的圆葱挖出，圆葱进入到抖动栅板并斜向上运输，在输送抖动过程中实现初步的果土分离；当圆葱被输送到传送链之后，传送链上的橡胶栅杆斜向上输送圆葱，并且通过传送链上的空隙进行二次去土清选；圆葱经输送链输送到果仓，完成圆葱的收获。
收稿日期：2014－10－21
基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（2011BAD20B05．2－4）；山东省优秀中
青年科学家科研奖励基金项目（BS2012NY004）
作者简介：王建刚（1962－），男，山东莱阳人，副教授，硕士，（E－mail）
Jiangang_wang@yahoo．com．cn。
通讯作者：连政国（1964－），男，山东文登人，教授，博士，（E－
mail）Zglian64@126．com
。
获机存在的问题，设计了4行牵引式收获机。其主要由传动系统、分禾拨禾装置、侧向输送装置、挖掘装置、筛选输送装置及去土清选装置收集装置等部件组成。本机型的主要工作参数如表1所示。
表1
Table1
4行牵引式圆葱收获机整机主要参数
MainparametersofFourlinestowedonionharvestermachine参数
外形尺寸（长×宽×高）输出功率（柴油机）输出转速（柴油机）
行走速度收获行数适应行距挖掘深度大葱收获机
单位mmkWr/minm/s4mmmm
2500～100数值
3000×1249×931
35．327000～2．05
圆葱收集装置可拆卸，由独立车轮支持，衔接在收
获机后部，避免了整机重力集中在收获机的两轮，减轻土壤压实程度。2．2
圆葱切秧装置的设计
圆葱切秧装置选用双圆盘刀（见图2），根据实验测定可知：上、下圆盘刀的间隙在5～10mm时，切割效果最好。为保证圆盘刀的自磨锐性能，锯齿数选为25齿，圆盘刀顶圆与根圆的径差取10mm。刀的刃角越小，刃口越锋利；但刃角过小则会降低圆盘刀的刚度，容易发生“爬刀”现象。因此，选取刃角为30°。刀盘与扶禾器间隙是否合理直接影响切割性能，间隙过大会将茎秆连根拔起，因此刀盘间隙选为20mm。锯齿式圆盘切割器的转速与喂入能力有密切关系，为了确定适宜的转速，对不同转速下喂入能力进行了对比试验。结果表明：圆盘刀转速在300～450r/min之间时，喂入能力最高。
成。侧向输送装置的外形设计是根据圆葱秧的外形尺寸而确定的，绞龙的长度为750mm，直径为300mm。为了有效保证圆葱秧在输送的过程中不会堆积在绞龙底侧，从而避免影响其工作性能，绞龙的转度Vt的大小应该大于或等于水平喂入速度Vh，取Vt=1．1Vh。2．4
挖掘装置的设计
挖掘装置将生长在地表之下的圆葱挖出，并能使圆葱沿铲面上升。设计的挖掘铲如图4所示。工作工程中，挖掘铲所受阻力大小直接影响机器的功率损耗情况。为减少挖掘铲所受阻力，对挖掘铲进行受力分析，确定最佳设计参数，建立平衡方程式为
Fcosα－T－Msinα=0N－Mcosα－Fsinα=0
T=Nμ
图4
Fig．4
挖掘铲结构简图
StructurediagramDiggingshovel
其中，F为圆葱沿挖掘铲移动所需的力；N为挖掘铲对土壤的反作用力；M圆葱重力；α为挖掘铲对水平面的倾角；μ为土壤对钢的摩擦系数。方程式变换后得到：tanα=
图2
Fig．2
圆葱收获机圆盘刀结构简图
StructurediagramofOnionharvestercuttingdisc
F－μMF－μM
，。通过试验对α=arctan
μF+MμF+M
挖掘铲所受比可知：入土角度α在16°～20°范围内时，
阻力最小。为保证整机结构的紧凑性，确定h在100mm左右。为了减小偏转扭矩，将挖掘铲设计成4个，通过sinα=h/L来确定铲子长度L。经过试验确定铲子L=300mm，铲宽B=100mm，h=98mm。2．5
去土升运装置的设计
去土升运装置如图5所示。升运装置由两根链条和栅杆组成，栅杆固定在链接上，随链条做圆周回转转动；为降低圆葱在传输过程中的摩擦破损率，栅杆选择外部为橡胶材料包裹的钢筋。输送链去土装置的设计参数根据圆葱外形尺寸的大小和特点来确定，为保证良好的去土效果又避免圆葱掉落，选择栅杆直径为8mm，栅杆之间的间隙为30mm，传输链的总宽度为830mm。为有效避免圆长度为L=1850mm，
葱果实在传输链上堆积而影响去土效果，栅杆传输速度的大小Vs大于或等于水平传输链喂入速度的大小Vh，所以选取Vs=1．1Vh。
工作过程中，圆葱由挖掘装置滚落到升运装置
2．3侧向输送装置的设计
侧向输送装置将圆盘刀切下的秧苗输送到收获
机一侧，实现果秧分离与秧苗的有序铺放。侧向输送装置如图3所示
。
1．绞龙架
图3Fig．3
2．绞龙3．链轮4．栅条
侧向输送装置结构简图
StructurediagramofLateralconveyer
侧向输送装置由绞龙、支撑轴、机架和链轮等组
后，卡在两栅杆之间的凹槽内，随传送链的转动而向后运动，输送到收集仓内。在运动过程中，圆葱受到圆葱相互之间的摩擦碰撞和栅杆的振动，使粘附在圆杂草和秧苗等从栅杆脱落，从而达到葱表面的土壤、二次清土的效果
。
3．2
代入数据得：切割装置上端主动链轮的转速n6=460r/min。
秧苗切割装置链轮的转速
绞龙侧向输送装置主动链链轮是在链轮2的带动下转动的。已知链轮1的转速n1、齿数z1和链轮8的齿数z8，代入上式，得链轮2的转速n2=460r/min。链轮2通过链条与链轮8相连接，链轮8与链轮2齿数比为1：3，可得链轮8的转速为153r/min。通过上述计算可得，绞龙输送机构的转速为153r/min。3．3
各部件传动比的分配
秧苗切割装置传动比：秧苗切割装置动力输入的主动链轮6齿数为从动链轮1齿数的2倍，则i1，6=n1/n6=z6/z1=2。
秧苗侧向输送装置的传动比：秧苗侧向输送装置也由链传动提供动力，其主动链轮的齿数z18=30，从动链轮的齿数z12=10，则i18，12=3。
1．栅杆2．连接销图5
Fig．5
去土升运装置结构简图
Structurediagramofsoilclenningliftingdevice
中间过渡阶段传动比：由于此过程属于过渡阶段，目的在于将传动转向改变，因此传动比设定为1。
去土清选装置的传动比：传送链传输装置由齿轮带动，其主动齿轮轮的齿数z4=16，从动链轮齿数z10=16，又通过齿数相同的齿轮进行传动，代入上述公式，i4，10=1。
3
3．1
传动比及相关参数的确定
秧苗切割装置链轮的转速
本文设计的4行牵引式圆葱收获机配套拖拉机的
收获行走速度为1．8～2．05m/s，圆盘刀的转速为430r/min。建立转速比关系式为
n1/n6=z6/z1大葱收获机
其中，n1为主动轮的转速；n6为从动轮转速；z1为主动轮的齿数；z6为被动轮的齿数。
表2
Table2
试验次数1234平均
试验时间
/h55．454．556．250．754．2
测定区长
/m4040404040
4试验分析
对设计的四行牵引式圆葱收获机（见表2）进行
田间测试，选用22kW的拖拉机牵引。试验田地为常年种植圆葱的地块，进行4次测试，记录下试验数据，并取平均值，根据试验结果进行分析。
4行牵引式圆葱收获机整机主要参数
MainparametersofFourlinestowedonionharvestermachine
明葱量/kg402413423409411．75
埋葱量/kg3．233．33．13．15
漏挖葱量/kg0．91．21．31．24．6
伤葱量/kg4．85．25．66．25．45
损失率/%1．020．91．11．051．2
伤葱率/%1．191．241．321．231．25
生产率/hm2·h－1
76．575．078．076．576．5
作业幅度
/m11111
试验结果表明：圆葱收获机的损失率为1．2%，伤葱率为1．25%，纯工作生产率为76．5hm2/h，满足圆葱收获需求。
圆葱收获机，其结构较为紧凑。同时，对挖掘铲进行了优化设计，挖掘阻力小，可减少功率损耗。
2）对圆葱收获机进行了田间测试试验，测试装置运行平稳。试验表明：圆葱收获机的收获损失率和伤葱率较低，秧苗切割和侧向输送效果良好，均满足设计要求，生产效率高，提高了圆葱收获的机械化水平。
5结论
1）研制了适应我国圆葱种植模式的4行牵引式
2015年10月参考文献：
农机化研究
与开发［J］．农机化研究，2003（4）：54－55．
第10期
［1］计福来，胡良龙，胡志超，等．胡萝卜种植及其收获机械
J］．农业机械，2008（22）：43－45．［
［2］胡志超，彭宝良，尹文庆，等．多功能根茎类作物联合收获
机设计与试验［J］．农业机械学报，2008，39（8）：58－61．［3］黄文禄，林庆福．一畦两行自走式胡萝卜收获机［J］．福建
农机，2002（2）：20．
［4］张颖达．久保田胡萝卜收获机在山东试验示范［J］．农机
2011，6（7），13－14．市场，
［5］Norbert．Leszczynski．TheInfluenceofWorkingParameters大葱收获机
ofaCarrotharvesteronCarrotＲootDamage［J］．Mainte-nanceandＲeliability，2011（1）：35－41．
［6］JohnW．FreshVegetableHarvesting［J］．ProQuestAgricul-tureJournals，2003，10（8）：7－8．
［7］CzeslawWaszkiewicz，AleksanderLisowski，AdamStruzyk，
etal．Theimpactofharvestertechnicalandoperatingparame-tersonselectedenergyindicatorsduringcarrotrootharvesting［J］．InynieriaＲolnicza，2008，99（1）：389－394．
［8］陈书法，李耀明，孙星钊．花生联合收获机挖掘装置的设
计研究［J］．中国农机化，2005（1）：47－49．
［9］TouruAbe，ToshiyukiKobuchi，HisayoshiTokunaga，etal．
HarvesterforＲootVegetables：UnitedStatesPatent：5431231［P］．1995－07－11．
［10］闫志利，牛俊义．我国作物收获技术研究应用的现状与
前景展望［J］．河北农业科学，2009，13（2）：15－18．
［11］王俊发，马旭，马浏轩，等．根茎类中药材收获装备现状
及其收获工艺［J］．农机化研究，2009，31（5）：242－243．
［12］刘建军，宋建农，陆建伟，等．大蒜收获工艺的分析与探
讨［J］．农机化研究，2008（1）：32－34．
［13］申屠留芳，孙星钊．中粘壤土块茎类作物收获机的研究
·
·
［14］贾素梅，王进朝，张西群．多功能根茎收获机的试验研究
J］．农业机械学报，2008，39（8）：5－9．［
［15］杨然兵，李国莹，尚书旗，等．机械化挖掘收获部件发展
现状与展望［J］．农机化研究，2008（9）：5－8．
［16］尚书旗，李国莹，杨然兵，等．4HQL－2型全喂入花生联
合收获机的研制［J］．农业工程学报，2009，25（6）：125－130．
［17］孙义忠．4U系列悬挂式薯类作物收获机［J］．农业机
械，2002（6）：52．
［18］贾晶霞，张东兴，桑永英．马铃薯挖掘铲计算机辅助分析
与模拟试验研究［J］．农业工程学报，2006，22（8）：106－110．
［19］陈书法，李耀明，孙星钊．花生联合收获机挖掘装置的设
计研究［J］．中国农机化，2005（1）：47－49．
［20］孙可文．带式输送机的传动理论与设计计算［M］．北京：
1991：52－59．煤炭工业出版社，
［21］王彦军，魏宏安，张得俭，等．4M－2型马铃薯联合收获
机传动系统的研制［M］．甘肃农业大学学报，2007，42（6）：138－142．
［22］金诚谦，吴崇友，王焕然．块茎类作物机械化收获需重点
解决的技术问题［J］．农业装备技术，2006，32（3）：8－9．
［23］濮良贵，纪名刚．机械设计（7版）［M］．北京：高等教育
出版社，2001．
［24］李宝筏．农业机械学［M］．北京：中国农业出版社，
2003：279－280．
［25］中国农业机械化科学院研究院．农业设计手册［K］．北
京：机械工业出版社，1988：960．
［26］大连理工大学工程画图教研室．机械制图［M］．北京：高
2004．等教育出版社，
DesignandExperimentofOnionHarvester
WangJiangang1，ChenGuangcheng2，LianZhengguo1
（1．CollegeofMechanicalandelectricalEngineering，QingdaoAgriculturalUniversity，Qingdao266109，China；2．QingdaoPowerStationValveCo．，LTD．，Qingdao266109，China）
Abstract：Inordertoenhancethemechanizationlevelofonionharvest，accordingtothecharacteristicsofonionplantingpatternsinChina，thispaperdevelopedafourlinetractiontypeonionharvester．Mainlyforeachfunctionalunitstructureoptimizationdesignandthedistributionofthepowertransmissionsystemdesign，itcancompleteextractionofmining，transmission，seedlingcutting，soilclenningoffourlinesonion．Weconductedthefieldtest，Theexperimentalresultsshowedthatlossrateis1．2%，theinjuryonionsatarateof1．25%，meettheproductionrequirements．Keywords：onion；harvest；fruitsoilseparation；tractiontype；thecuttingofseedlings
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