排蒜車機械結構的設計論文
摘要：針對人工種植大蒜勞動強度高、效率低的特點，設計了一款排蒜車。其透過蒜瓣分離機構將蒜球摩擦、擠壓成單個的蒜瓣；在透過振動盤將蒜瓣調整為根下芽上方向；最後透過旋轉插播機完成播種，對加速推進大蒜機械化播種有較好借鑑意義。
關鍵詞：排蒜；蒜瓣分離；振動盤；旋轉插播機
1引言
由於農業種植結構的調整，大蒜受到了國內外的廣泛關注，大蒜的外形不規則，大蒜種植時要保證入土後蒜頭朝上的話，需解決密排種、大蒜鱗牙識別、直立播種三個關鍵技術[1]。國外發達國家，如日本，美國，法國，西班牙等國家基本上實現了大蒜播種機械化。其大蒜種植機械可以進行蒜種精密的單粒播種，但其無法實現蒜頭朝上、蒜根朝下的直立栽種要求[2]。中國農科院、研究所，企業、農戶都曾嘗試改進大蒜播種機械，並研發了十幾款大蒜種植機械產品，由於關鍵技術和地域適應性的限制，目前還沒有大蒜播種機械產品得到廣大蒜農的認可[3]。將蒜球細分成蒜瓣、芽上根下、直立種植於一體的全新排蒜車，將傳統的蒜瓣分離和蒜瓣種植合二為一，簡單方便，可一人操作。排蒜車透過皮帶輪將發動機的動力傳遞給分蒜機構。當蒜球進入分蒜裝置，在帶齒偏心輪和外框帶齒內壁的摩擦作用下，利用矽膠滾輪模仿人工手搓動作，將蒜瓣分離。分離後的蒜瓣透過下方的出口進入儲蒜容器，容器內裝有風扇用於去除分蒜時產生的蒜皮和蒜梗；蒜瓣向下進入振動裝置；振動裝置由帶凸點的斜底內框、蒜瓣出口、出口擋板、具有彈性的可伸縮頂杆杆套組合、振動盤組成。蒜瓣在重力作用下較重的根部會朝下從而形成根下芽上的趨勢；軌道的盡頭有一個擋蒜板防止蒜瓣漏出來，播種輪有六個撥動輥和不停轉動的六個種蒜鬥相對應，撥動輥撥開擋蒜板，大蒜就進入了種蒜鬥；種蒜鬥與挖坑輪透過同步齒形帶（確保傳動精確）傳動連線，挖坑輪與種蒜的輪相對應，使蒜鬥和蒜坑相互配合，使大蒜直立頭朝上埋進土裡，完成直立播種。
2大蒜蒜瓣外形尺寸測量分析
對多個大蒜進行分瓣處理後，將其混合均勻。從中隨機抽取50粒適合做蒜種的蒜瓣進行外形測量（分別對它們的長、寬、高和重量進行測量），根據蒜瓣測量結果所得結論：1）蒜瓣長平均為33.85mm（不算蒜尖），高H平均為21.85mm，寬度B平均為19.15mm；2）同一大蒜品種經過分級挑選的蒜瓣大小均勻，特別是蒜瓣長度L上下波動範圍最小；3）蒜瓣形狀上尖下粗，蒜背呈弧形，其重心在根處，有利於蒜瓣排鍾時的穩定落下[4]。
3分蒜機構設計
採用高標準的矽膠做成柔性的偏心帶齒滾輪與帶齒外框摩擦，仿手工的'動作，使蒜球達到剝離的效果。在圓形外框附帶的齒上開出中心細槽，可以任意調節滾輪間隙的大小，操作簡單，蒜球大小均可使用，且蒜瓣不易損傷，剝離率高達98%以上[5]。內建風機實現蒜皮、蒜杆、蒜瓣自動分離容易操作，採用上述偏心滾輪帶齒滾輪與帶齒外框摩擦機構結構簡單、體積小巧，具有高生產效率、容易維修清理、低故障率等特點。
4播插機構設計
播插機構由挖坑輪和播種輪組成。振動盤軌道的盡頭有一個帶彈簧的擋蒜板防止大蒜漏出來，種蒜輪上有六個撥動輥和六個種蒜鬥，其位置關係如圖3所示。動力裝置帶動播種輪轉動一定角度時，撥動輥撥開擋蒜板，蒜瓣就進入種蒜鬥。種蒜斗的下端部分將一直朝上，每個種蒜鬥口有一個彈簧擋板，防止蒜瓣掉下。由於播種輪與挖坑輪透過同步齒形帶傳動，使種蒜鬥和蒜坑位置重合。播種輪旋轉，種蒜鬥接近地面時，彈簧擋板與地面接觸，在地面阻擋作用下旋轉一定角度，使種蒜鬥下端開啟，蒜瓣落入蒜坑，彈簧擋板使土壤覆蓋蒜瓣。
5結論
排蒜車首先將蒜球倒入最上方的料斗中，蒜球進入蒜瓣分離機構；在蒜瓣分離機構裡，蒜球在偏心輪與外殼內框齒的摩擦力和擠壓力的作用下分開成為單個的蒜瓣進入儲蒜器；再進入振動盤，在振動圓盤的振動下蒜瓣呈現根下尖上的狀態緩慢下滑至種蒜鬥，在旋轉插播機構帶動下，完成播種。其將蒜球細分成蒜瓣、芽上根下、直立種植於一體的全新排蒜車，將傳統的蒜瓣分離和蒜瓣種植合二為一，簡單方便，可一人操作。排蒜車參加2013湖北省挑戰杯，效果良好，希望能為新農業的發展提供一份借鑑。
參考文獻：
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[2]郭毅，張祖立，於麗穎，等.大蒜播種機械的研究現狀[J].農機化研究，2009，3l(6)：221--223..
[3]翟力欣，何瑞銀，於海明.我國大蒜機械化播種的現狀及前景分析[J].陝西農業科學，2007(2)：124-125.
[4]高遲.大蒜播種機器人控制系統的研究[D].咸陽：西北農林科技大學，2010.
[5]王方豔.大蒜播種機主要部件的設計及分析[J].農機化研究，2010(8)：90-93.
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