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葵花籽采收机的设计 说明书.doc

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中 北 大 学 2012 届 毕 业 设 计 说 明 书第 1 页 共 23 页1 绪论手工收获葵花籽,不仅加大了劳动力,而且回收率比较低,不能将全部的葵花籽全部收获,会给农民的收入带来一定的损失,采摘葵花籽需要大量的劳动力和巨大的采摘费用,这成为向日葵产业进一步发展的限制因素,因此,葵花籽采收机的诞生和应用具有十分重要的意义。因此,发明代替手工采摘葵花籽的采收机也就显得特别重要。葵花籽采收机属于农业机械,根据手工采收葵花的方法而研制,能够代替手工采收葵花籽;它是提高土地产出率与资源利用率的重要手段;也是持续、合理利用农企资源的重要手段。根据我国的葵花籽农业机械的发展和研究现状来看,目前大多数采用葵花籽脱粒装置有纹杆滚筒式脱粒装置、钉齿滚筒式脱粒装置、 双滚筒式脱粒装置、轴流滚筒式脱粒装置,弓齿滚筒式脱粒装置;它们工作性能稳定,成本低廉,结构简单;但是振动噪声大,机械结构具有局限性,脱粒性能有一定的限制。在联合收割机上,脱粒装置必须与清选装置等其它作业相配套。随着葵花籽产量的提高,联合收割机的产量也不断提高,在联合收割机上清选作业多采用了气流选筛或气流双圆筒式,使产生的脱粒物流量提高;因此,传统的脱粒装置不能很好的与这类清选装置配合工作,在一定程度上已经制约联合收割机生产率的提高并且影响作业质量。河北省平山县平山镇王母村的盖习林于 2002 年 7 月 4 日,申请的专利“采盘与划籽的设备葵花籽采收机” ,此机根据手工采收葵花的方法而研制,能够代替手工采收葵花籽。主要用圆盘顶在葵花籽上,使葵花籽在铁齿上划动,铁齿将葵花籽划下。在国外,葵花籽采收机械的自动化和机器人的研究始于 20 世纪 60 年代的美国(1968 年) ,采用的收获方式主要是机械震摇式和气动震摇式,其缺点是果实易损,效率不高,特别是无法进行选择性的收获。从 20 世纪 80 年代中期开始,随着电子技术和计算机技术的发展,特别是工业机器人技术,计算机图像处理技术和人工智能技术的日益成熟,以日本为代表的西方发达国家,包括荷兰、法国、美国、英国、以色列、西班牙等国家,在收获采摘机器人的研究上做了大量的工中 北 大 学 2012 届 毕 业 设 计 说 明 书第 2 页 共 23 页作,试验成功了多种具有多种具有人工智能的收获采摘机器人。日本的采摘机器人研究始于 1980 年,Kawamura 等人开展了采摘机器人的研究。他们利用颜色与背景的差别,采用机器视觉对作物进行判别,研制了采摘机器人。该机器人有 5个自由度,对果实实行二维定位。由于不是全自由度的机械手,操作空间受到了限制,而且坚硬的机械爪容易造成果实的损伤。经过多年的生产和使用过程中暴露出了一些问题;1.与传统的脱粒机相比,脱净率略低;2.脱粒过程中,葵花籽的碎芯较多,对筛选装置和清选装置构成了很大的压力,导致预清后葵花籽的净度偏低。葵花籽收获工作是整个葵花籽生产过程中最重要的一个环节,而葵花脱粒是收获工作中的关键环节,它决定了葵花籽的破损程度。葵花的破损影响葵花籽的短期或长期的储藏,遭受破损的葵花籽易发芽,长出霉菌和虫子,而且其市场价值和出口价值降低。对于一个葵花籽采收工厂来说,1%的破损率就意味着相当大的经济损失。所以,降低葵花脱粒损伤成为机械脱粒的主要问题。葵花籽在脱粒过程中受力情况非常复杂,但研究表明:葵花籽在脱粒过程中的破碎主要与冲击力有关,是葵花籽与刚性部件冲击作用的结果。因此,从葵花上脱下籽粒需要一个适当力的作用,这依赖于应用的方法,方法的适当应用可减小损伤。根据我国葵花种植面积大、用种子量大、机械化程度低的情况,有必要从葵花本身的脱粒特性入手,深入研究机械作用机理及其对葵花破碎的影响,进而为低损伤、低破碎葵花籽收获机的研制提供理论基础。为了解决葵花脱粒过程中存在的葵花籽损伤大的问题,了解机械对葵花的作用机理,进而为低破碎葵花脱粒机的研制提供技术依据,通过在各种施力状态下葵花的冲击试验,获得了葵花在不同施力位置和不同施力方向下的脱粒性质。结果表明:在同一水分级下,冲击力的作用方向是影响葵花脱粒效果的主导因素,冲击力的作用部位对其也有重要影响。在对葵花脱粒市场调研过程中了解到,随着国内葵花种植区域的相对集中,葵花籽脱粒、加工正在向大型专业化方向发展,目前国内规模较大的企业对大型、固定式新型葵花籽采收机的需求是非常迫切的,这是因为挤搓式葵花籽采收机不仅加工效率高,而且对葵花籽损伤小。中 北 大 学 2012 届 毕 业 设 计 说 明 书第 3 页 共 23 页制约新技术推广应用的原因是:第一,新型挤搓式葵花籽采收机机生产批量小、加工成本高,市场售价相对较高;第二,新型挤搓式葵花籽采收机技术不够成熟,使用可靠性需要一定时间的考核。第三,多年以来,国内葵花企业一直延续使用传统葵花籽采收机配置清粮机的方
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