藜蒿去葉機(jī)去葉裝置的設(shè)計與試驗研究.pdf

1、藜蒿是一種常見蔬菜，其種植主要分布在長江中下游地區(qū)，其中湖北、江蘇、湖南、江西、安徽等省份最為常見，由于藜蒿香脆可口，營養(yǎng)豐富且具有很高的藥用價值，現(xiàn)已成為一種深受廣大消費者喜愛的綠色保健蔬菜。近年來藜蒿產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，已成為農(nóng)民增收的又一新途徑，其中湖北省武漢市蔡甸區(qū)等已將藜蒿種植作為提高農(nóng)民收入的重要途徑。但目前國內(nèi)藜蒿種植機(jī)械化程度低，主要以人工種植、采收、加工為主，但人工工作時間長、效率低，增加了藜蒿種植成本，降低了農(nóng)民藜蒿種植積

2、極性，阻礙了藜蒿種植產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步提高，因此提高藜蒿采收和后處理的機(jī)械化水平的需求越來越急迫。藜蒿具有獨特的生物學(xué)特性和物理機(jī)械特性以及嚴(yán)格的農(nóng)藝要求，缺乏針對藜蒿的去葉機(jī)械，本論文通過查閱國內(nèi)外去葉機(jī)械的相關(guān)研究現(xiàn)狀、分析并參考了現(xiàn)有去葉機(jī)械的去葉方式方法，對食用期藜蒿幾何特性進(jìn)行了測量統(tǒng)計，對其機(jī)械物理特性進(jìn)行了測試分析，在分析藜蒿莖稈幾何特性和物理機(jī)械特性的基礎(chǔ)上，提出了適合藜蒿去葉工作的去葉方案，通過試驗選擇最佳去葉方式，運用so

3、lidworks軟件進(jìn)行了三維建模并制作去葉裝置，通過試驗優(yōu)化機(jī)構(gòu)參數(shù)，以及對樣機(jī)的進(jìn)行了制作和試驗。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴本文設(shè)計的去葉機(jī)作業(yè)對象為采割后新鮮的藜蒿，因此，結(jié)合有關(guān)對莖稈類材料的研究，對新鮮的藜蒿莖稈幾何特性進(jìn)行測量與分析，得到收獲期藜蒿的總長差異較大，平均值為304mm，株高主要集中在320-339mm、收獲期藜蒿最大直徑為3.29-8.42mm，平均值為5.3mm，主要分布在5-6mm之間、藜蒿莖稈留葉

4、處直徑主要分布在3-4mm之間，均值為3.29mm，最小直徑為2.35mm，最大直徑為4.29mm、藜蒿莖稈平均保有葉子總數(shù)為13.5，最多為20、平均去葉數(shù)為8，最多去葉數(shù)為12;最底端葉子到莖稈頂端的距離最大為254mm，最小為124mm最頂端需去葉子到莖稈頂端距離最大為90mm，最小為10mm，由此確定去葉機(jī)對藜蒿莖稈的作業(yè)長度為254mm-10mm。⑵對新鮮藜蒿莖稈進(jìn)行了壓縮試驗，得到最大藜蒿莖稈破壞力為26.8N，最小藜蒿莖稈

5、破壞力為9.6N，彈性模量平均值為1.5MPa，而藜蒿樣本和藜蒿莖稈直徑對藜蒿莖稈破壞力都有極顯著影響(p＜0.01)，藜蒿莖稈直徑對藜蒿莖稈破壞力有極顯著影響(p＜0.01)。⑶對新鮮藜蒿葉子進(jìn)行了不同方向的拉伸試驗，得到順生長方向拉伸所需拉力平均值為3.4N，垂直生長方向拉伸所需拉力平均值為1.7N，逆生長方向拉伸所需拉力平均值為0.8N，去葉方向?qū)λ枥τ酗@著影響(P＜0.01)。⑷參考國內(nèi)外有關(guān)莖葉分離的研究，結(jié)合藜蒿莖稈幾何

6、特性和物理機(jī)械特性，為滿足藜蒿去葉農(nóng)藝要求，提出梳刷去葉、雙輥去葉、鋼絲網(wǎng)孔去葉和仿生去葉4種去葉方案，對不同方案的去葉效果進(jìn)行了試驗分析，對比各去葉方案的優(yōu)缺點，選擇了仿生去葉為最終去葉方案。⑸通過對仿生去葉方案的詳細(xì)分析，設(shè)計了一種藜蒿去葉裝置，可實現(xiàn)自動夾取藜蒿、去葉、葉莖分別放置的功能，對去葉裝置的關(guān)鍵部件夾持裝置、導(dǎo)軌和去葉機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。⑹結(jié)合藜蒿去葉機(jī)去葉裝置的總體設(shè)計和關(guān)鍵部件的設(shè)計，進(jìn)行了三維建模和虛擬組裝，制作了

7、去葉裝置的試驗裝置，利用該試驗裝置對夾持裝置合頁夾尺寸和去葉機(jī)構(gòu)去葉夾尺寸對去葉裝置工作性能的影響進(jìn)行了試驗，得到去葉夾最佳寬度為10mm，合頁夾最佳寬度為10mm和30mm，此時去葉總合格率可達(dá)到83％;進(jìn)行了單根與多根藜蒿喂入對去葉效果的影響試驗，得到多根喂入有利于提高去葉合格率。⑺結(jié)合試驗裝置的試驗和分析，采用不銹鋼材料制作了擁有3組去葉裝置，9個夾持裝置的藜蒿去葉機(jī)樣機(jī)，并用新鮮藜蒿進(jìn)行了性能測試，得到樣機(jī)的平均去葉合格率為75