大蒜收获与清理工艺及设备的研究

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1、大蒜收获与清理工艺及设备的研究刘加利日照职业技术学院机电工程学院摘要：通过对大蒜收获方式的研究，阐述了大蒜清根、清茎的工艺路径，拔取大蒜后，采用螺旋辗夹持蒜茎进给、浮动切刀切根方式，完成蒜根清理，实现机械化联合收获，并应用机电一体化技术提升收获机械可靠性和自动化水平。关键词：大蒜收获;联合收获;机电一体化;作者简介：刘加利(1977,04-),男，汉族，日照市东港区，工学硕士，讲师,研究方向为机电一体化技术、液压气动技术、CADCAMo1概述大蒜广泛种植于我国山东、江苏、河南等省区，是重要的经济作物，近年来我国己经成为全球最大的大蒜种植国家和出

2、口国家。大蒜的收获过程主要包括:挖掘、清土、捡拾、清选、分级和装运等工序。收获方式一般有三种:人力收获、分段收获和机械化联合收获。人力收获主要靠人工借助简单挖掘和剪切工具，完成各项工序，得到的蒜头清洁度高、损伤率低，但是劳动强度大，工作时间长，工效低。分段收获是采用起蒜机将大蒜挖出铺条晾晒后，用其他机械进行捡拾、杂物分离、清选、分级和装运等操作，效率提高，但作业周期长。机械化联合收获机可以一次性地进行大蒜挖掘、清理、蒜头收集等作业，收获损失小，生产效率高,但结构复杂，成本高，对环境适应性差，适于大规模农场作业。随着我国城镇化的快速发展，人口逐渐

3、向城市转移，农村劳动力减少，大蒜收获与处理加工述主要靠人力及单一功能机具，造成生产成本上升，大蒜价格时常高涨，大蒜收获环节己经成大蒜种植业发展的瓶颈。发展大蒜联合收获机是未来大蒜种植业的唯一出路，能显著降低大蒜生产成本，避免在市场竞争屮被淘汰。2大蒜收获机械的现状目前，国内大蒜收获机械主要存在以下问题：(1)大蒜收获机械无法定型。大蒜种植模式不一致导致大蒜收获机械化的推广受到限制，目前我国大蒜种植区大部分为平作模式，也有少部分为垄作模式，口行距、垄距不--致，因此首先要推广机械化标准种植作业，才能保证行距、垄距一致。（2）大蒜收获机械适用性较差

4、。在粘性土壤后或土壤湿度比较大时机器拥堵严重，造成机器无法正常运行,必须人工清理，遇到连续的阴雨天气只能人工挖掘。（3）大蒜收获机械的功能较少。FI前国内大部分大蒜收获机械技术还不够成熟，多数均处于样机设计研发或田间试验阶段，农业部南京农机化研究所研制的4HLB-2型半喂入自走式大蒜联合收获机（图1）能基本实现挖掘、输送、清土、切茎、收集于一体，但缺乏对蒜根的精处理。国外发达地区对大蒜机械化牛产技术与装备的研发，起步早、投入大、发展快，早已实现专业化、成套化和系列化，实用性强，可以提供很好的借鉴。3大蒜联合收获加工机械大蒜联合收获根据市场需求，

5、可以对大蒜进行分门别类的预加工，大蒜可以挖掘、输运、蒜茎分离（或打捆）、集中收集等工序，大蒜挖掘可以分为两类:挖掘式和拔取式;挖掘式还有预先割除茎杆（图2（a）所示）和保留茎秆两类，保留茎秆只能铺条晾晒，分段收获。预切除茎秆的大蒜经过筛分，进入运输通道，在滚动过程中，蒜茎部分在重力作用下落，蒜茎完成倒立，然后由螺旋馄夹持行进，进入切根切茎阶段。拔取式（图2（b）所示）是机具前进方向上成列的蒜秧在分禾器的引导下被导入到胶带构成的夹持通道之中，在导入与夹持的同吋相配合的挖掘铲在土下将蒜根部挖松，蒜株在挖拔力的共同作用下被拎起，挖掘机构的设计需满足挖

6、掘大蒜根茎时带土量最少、粉碎土堂能力强、不缠草、伤蒜率低、耐磨等要求，常用松土铲主要有固定式和振动式。拍土装置在蒜株沿斜置的输送胶带向上输送的过程中振动清土，最后输送至打捆机构批量打捆或者在输送过程中实现蒜茎分离并完成蒜头的集中收集。下载原图图14HLB-2型半喂入自走式大蒜联合收获机切茎装置a挖掘式图2大蒜联合收获机工艺下载原图按照［□间种植模式的调查数据，大蒜株距15cm,收获机械行走速度一般在0.6m/s^0.8m/s,相应的单行机械化收获切根效率为4~6个/s。由于种植区域不同、生长环境不同、栽植品种不同，蒜直径山（45cm

7、cm,杞县白皮蒜）和高度h（37cm〈dK53cni,杞县白皮蒜）变化较大，对于蒜根的清理，目前大多采用手工装夹上料或手工夹持、机械切根的的方式，对于不同大小的蒜体，目前没有更好的类人手夹持机械结构來适应。因此，对于蒜根的处理，采用刀具移动适应蒜体的方式。dididi图3大蒜基本尺寸下载原图从定位来看，定位大蒜根部困难，由于根部和蒜茎沿一条直线，茎部定心性好,蒜茎为蒜的中心，可以作为牵引蒜的关键部位，从方位上可以分为蒜茎向上型和蒜茎向下型。大蒜切根装置的关键部分是对松散的大蒜实现有效的夹持，4HLB-2型半喂入自走式大蒜联合收获机切茎装置（图2

8、）采用夹持皮带与导轨分离的策略，基木实现切茎和粗切根，但蒜的序列位置还不能适合精细切根。如果茎部的夹持采用螺旋轮能使蒜茎一直保持受拉力的状态，不论蒜的