針對(duì)目前豌豆收獲機(jī)械化技術(shù)在國(guó)內(nèi)研究較少,為實(shí)現(xiàn)中國(guó)豌豆收獲機(jī)械化配套作業(yè),減輕勞動(dòng)力投入,設(shè)計(jì)了一款豌豆割曬機(jī)械裝備。首先對(duì)豌豆特性進(jìn)行研究,分析了豌豆收獲作業(yè)存在的問(wèn)題。然后基于TRIZ理論中"物-場(chǎng)模型"分析方法進(jìn)行了切割系統(tǒng)及輸送系統(tǒng)的"物-場(chǎng)模型"功能分析,同時(shí)采用"沖突解決原理"解決割曬系統(tǒng)中涉及的矛盾沖突,獲得合適的解決方案,并依據(jù)豌豆植物特性對(duì)割曬機(jī)主要機(jī)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。完成了豌豆割曬系統(tǒng)中割曬裝置、防纏繞撥禾裝置、輸送鋪放裝置等關(guān)鍵設(shè)計(jì)方案求解。最后基于虛擬樣機(jī)技術(shù)建立豌豆割曬機(jī)模型結(jié)構(gòu),并加工出樣機(jī),在河南南陽(yáng)、內(nèi)蒙古商都、北京平谷3處試驗(yàn)田進(jìn)行田間試驗(yàn)。田間試驗(yàn)結(jié)果 1表明,割曬機(jī)有較強(qiáng)的適應(yīng)性,割茬高度小于40 mm,收割效率達(dá)到0.13～0.19 hm²/h,北京平谷區(qū)試驗(yàn)中收割損失率僅4.96%,漏割率為4.78%。所設(shè)計(jì)豌豆割曬機(jī)作業(yè)效果滿足農(nóng)戶需求,可為后續(xù)豌豆相關(guān)收獲作業(yè)機(jī)械裝備研究提供參考。 

【文章來(lái)源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

普通割曬機(jī)切割情況示意圖

由于豌豆作物特殊的植物特性，普通割曬機(jī)難以滿足該類(lèi)作物的割曬作業(yè)。為實(shí)現(xiàn)豌豆收割機(jī)械的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用TRIZ理論進(jìn)行研究分析。首先要將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為問(wèn)題模型，然后利用TRIZ中解決問(wèn)題的工具找到解決方案模型，最后將解決方案模型轉(zhuǎn)化為具體的解決方案[14-15]。本文采用經(jīng)典TRIZ解決問(wèn)題的一般流程如圖2所示。2 基于“物-場(chǎng)模型”方法的割曬系統(tǒng)功能研究

要實(shí)現(xiàn)豌豆的收割作業(yè)，需使豌豆保持直立狀態(tài)，輔以扶喂動(dòng)作，單一的剪切力場(chǎng)不具備剪切和扶喂雙重功能，需增加“場(chǎng)”功能，通過(guò)復(fù)合場(chǎng)的作用，使切割系統(tǒng)兼?zhèn)洹凹羟小�、“扶喂”功能；同時(shí)切割系統(tǒng)需保證根茬一致，并減少豌豆損傷，而田間地形高低不平，很難保證豌豆根茬統(tǒng)一，切割系統(tǒng)需強(qiáng)化剪切力場(chǎng)，使剪切力場(chǎng)能夠依據(jù)地形調(diào)整高低狀態(tài)，保證割刀始終距離地面一定高度。普通的切割系統(tǒng)模型如圖3a所示，“物-場(chǎng)模型”元素完整，但僅依靠切割裝置S2產(chǎn)生的切割力場(chǎng)F2難以實(shí)現(xiàn)豌豆收獲作業(yè)，屬于效應(yīng)不足的場(chǎng)。而增強(qiáng)后的切割裝置S’2能夠適應(yīng)田間高低不平的作業(yè)環(huán)境，同時(shí)插入扶喂裝置S3進(jìn)行撥動(dòng)扶喂作業(yè)，輔以撥動(dòng)力場(chǎng)F3來(lái)強(qiáng)化提高有用效應(yīng)（圖3b）。依據(jù)切割系統(tǒng)的“物-場(chǎng)模型”，要實(shí)現(xiàn)理想切割，整個(gè)剪切過(guò)程必須保證合適的根茬高度并減少豌豆莢及豌豆作物損傷。本研究擬采用往復(fù)式切割器，并輔之浮動(dòng)切割、扶禾推送的收獲方式。通過(guò)附加的撥動(dòng)力場(chǎng)對(duì)倒伏和纏繞在一起豌豆作物進(jìn)行梳理，在收割前使豌豆作物處于挑起狀態(tài)，并露出根部，保證在切割過(guò)程中，割刀僅能接觸豌豆根莖。改進(jìn)后的切割裝置如圖4所示，豌豆作物在撥動(dòng)裝置的影響下脫離割刀的剪切應(yīng)力場(chǎng)，所附加撥動(dòng)裝置可以施加撥動(dòng)力場(chǎng)，撥動(dòng)裝置將蔓生的豌豆挑起，與割刀共同完成切割作業(yè)；浮動(dòng)割臺(tái)可以保證割茬一致性，提升機(jī)具適應(yīng)性，滿足收割要求，固定支架與固定軸連接，固定軸可在限位滑槽里上下移動(dòng)，故浮動(dòng)機(jī)架可以上下浮動(dòng)，實(shí)現(xiàn)割臺(tái)浮動(dòng)作業(yè)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]豌豆機(jī)械化收獲技術(shù)研究現(xiàn)狀與研究趨勢(shì)[J]. 趙繼云,王曉燕,王杰,侯秀寧,宋昌博,張學(xué)敏.  農(nóng)機(jī)化研究. 2020(05)
[2]水培生菜整株低損收獲裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 馬義東,徐燦,崔永杰,傅隆生,劉浩洲,楊晨.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]基于TRIZ理論的D型打結(jié)器設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 馬賽,李鳳鳴,錢(qián)旺.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(S1)
[4]基于TRIZ理論的紅花絲盲采裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 曹衛(wèi)彬,焦灝博,劉姣娣,楊雙平,陳棒棒,孫胃嶺.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(08)
[5]華南地區(qū)冬種荷蘭豆的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)[J]. 李達(dá)炎,葉惠儀,謝玉威,陳翠玉,梁耀棠.  現(xiàn)代農(nóng)業(yè). 2018(05)
[6]4SY-1.8型手扶式油菜割曬機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 廖宜濤,陳傳節(jié),舒彩霞,田波平,廖慶喜.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2014(S1)
[7]油菜聯(lián)合收獲與分段收獲效果比較[J]. 吳崇友,肖圣元,金梅.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(17)
[8]油菜割曬機(jī)撥指輸送鏈?zhǔn)捷斔脱b置研制與試驗(yàn)[J]. 金誠(chéng)謙,尹文慶,吳崇友.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2013(21)
[9]基于TRIZ理論的玉米根茬收獲系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 權(quán)龍哲,曾百功,馬云海,佟金,陳東輝.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(23)
[10]龍須草莖稈往復(fù)式切割試驗(yàn)研究[J]. 羅海峰,湯楚宙,鄒冬生,李順春,吳萬(wàn)剛,鄒運(yùn)梅.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2012(02)

博士論文
[1]創(chuàng)新問(wèn)題解決理論（TRIZ）在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]. 仇成.南京理工大學(xué) 2008

碩士論文
[1]4SY-2.2型油菜割曬機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 石增祥.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]水稻割曬機(jī)割臺(tái)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D]. 楚智偉.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2016
[3]菜用豌豆“溫豌1號(hào)”的選育及推廣[D]. 沈紅芬.浙江大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3411165