打瓜撿拾機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)摘 要:本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題是撿拾部件的設(shè)計(jì)，打瓜取籽機(jī)構(gòu)在市場(chǎng)上有較為成熟的機(jī)型，可以直接使用。當(dāng)打瓜成熟以后，瓜皮顏色明顯變白轉(zhuǎn)黃并變軟，瓜蒂收縮凹陷時(shí)采收，打瓜瓜皮比西瓜的瓜皮有韌性，有較強(qiáng)的碰撞能力。且打瓜的生長(zhǎng)環(huán)境較惡劣，一般是雜草叢生，地形起伏不平，打瓜成熟以后其大小不同等，所以對(duì)撿拾部件有較高的要求，必須要有地面仿形機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)撿拾部件時(shí)要充分考慮各種影響因素，保證收獲機(jī)械的正常運(yùn)行。關(guān)鍵詞：打瓜；機(jī)械化；扎瓜齒0 引言農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要內(nèi)容，是先進(jìn)的農(nóng)藝技術(shù)和生物技術(shù)實(shí)施的載體。農(nóng)機(jī)與農(nóng)業(yè)分工所帶來(lái)的要素優(yōu)化組合，經(jīng)濟(jì)規(guī)模以及農(nóng)機(jī)經(jīng)營(yíng)者的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展目標(biāo)一致的運(yùn)行機(jī)制，為高效率和大規(guī)模的機(jī)械化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了基本條件。而機(jī)械化農(nóng)業(yè)相對(duì)于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)在改造惡劣的生產(chǎn)條件，高效能利用生態(tài)資源，吸收利用高新科技，抵御自然災(zāi)害以及提高農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。在我國(guó)由農(nóng)業(yè)大國(guó)發(fā)展成農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)的過(guò)程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率和農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的核心要素。種植打瓜產(chǎn)量占全國(guó)種植打瓜總產(chǎn)量的 75%左右，因此打瓜已成為我區(qū)主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，打瓜籽是重要的外貿(mào)商品，多年來(lái)在國(guó)際市場(chǎng)上供不應(yīng)求。主要銷往西歐、北美、中東、東南亞及港澳等地區(qū)，年出口量 1～15 萬(wàn)噸，占世界貿(mào)易量的一半以上。1 打瓜撿拾機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)及工作原理1.1 打瓜撿拾機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)打瓜撿拾機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-1 所示：1、機(jī)架底座 2、油缸 3、油缸護(hù)殼 4、梳瓜齒機(jī)架 5、軸承和軸承座 6、撿拾輥支撐軸 7、扎瓜齒上料板 8、破碎機(jī)構(gòu)入料斗 9、撿拾輥齒圈 10、梳瓜齒 11、撿拾齒 12、齒圈三角鐵 13、撿拾輥軸 14、輪胎 15、輪軸圖1-1 撿拾機(jī)構(gòu)示意圖1.2 工作原理該撿拾機(jī)構(gòu)在作業(yè)之前，由人工或集條機(jī)將籽瓜撿拾鋪放成條，作業(yè)時(shí)使用小馬力拖拉機(jī)作為動(dòng)力，通過(guò)機(jī)架帶動(dòng)撿拾輥向前滾動(dòng)。人工將籽瓜集攏到撿拾齒輥工作的幅寬內(nèi)，籽瓜被撿拾輥從地上扎起。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)籽瓜運(yùn)動(dòng)至取瓜齒位置時(shí)，籽瓜被梳瓜齒強(qiáng)行梳下，沿接瓜板到脫籽機(jī)的進(jìn)瓜口，在脫籽機(jī)內(nèi)完成籽皮的分離。在運(yùn)輸時(shí)，通過(guò)油缸壓力把仿形裝置置于撿拾輥底部，將撿拾輥升起，完成道路的運(yùn)輸。2 主要零部件的設(shè)計(jì)2.1 撿拾輥的設(shè)計(jì)撿拾輥主要由撿拾齒、齒輥、仿形輪、軸、機(jī)架、梳瓜齒等裝置組成。撿拾齒垂直并用螺栓緊固在齒輥表面上。撿拾輥的轉(zhuǎn)動(dòng)由仿形輪提供動(dòng)力，仿形輪和齒輥通過(guò)軸、軸承與軸承座連接在一起。U 形架用螺栓和斜板連接在一起，取瓜裝置固定在 U 形架頂端，取瓜裝置為梳齒狀，與撿拾齒交錯(cuò)布置，可將扎起的打瓜強(qiáng)行與齒分離如圖 2-1 所示。圖 2-1 撿拾輥2.2 扎瓜齒的設(shè)計(jì)分析扎瓜齒的尺寸主要由打瓜自身特點(diǎn)及其尺寸決定。打瓜因種植管理、灌溉模式、品種、氣候等因素，個(gè)體之間差異很大，其直徑范圍約為 160-200mm 之間。當(dāng)扎瓜齒伸入到打瓜直徑一半時(shí)，隨著機(jī)具的前進(jìn)，打瓜將被扎起，既滿足設(shè)計(jì)需求。使用較長(zhǎng)的扎瓜齒，雖使打瓜較易扎起，并且扎的比較牢固，但是缺點(diǎn)也是很大的，在撿拾齒運(yùn)動(dòng)到梳瓜齒位置時(shí)，會(huì)不易被梳瓜齒梳起，而倒置打瓜被擠碎，粘連在扎瓜齒上。并且增加了整機(jī)質(zhì)量及成本，若扎瓜齒過(guò)于短小，雖便于將打瓜從梳瓜齒梳下，但是在撿拾的過(guò)程中，會(huì)有許多的打瓜不易被扎起，降低撿拾輥的工作效率，增加農(nóng)戶的人工輔助工作量。綜合上訴情況所述，本設(shè)計(jì)考慮多種情況，最終將打瓜扎瓜齒長(zhǎng)度控制在 190-210mm之間最為合適。同時(shí)，扎瓜齒的直徑選用也很重要，若扎瓜齒的直徑多大，會(huì)增加撿拾輥的機(jī)體重量，增加成本，在梳瓜的同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致打瓜不易被脫落。若扎瓜齒的直徑過(guò)小，雖然減少了撿拾輥的重量，但是在撿拾的過(guò)程中，如果碰到堅(jiān)硬的物體，如：石頭、鐵塊等硬物，會(huì)損壞撿拾齒的齒間與撿拾齒彎曲變形等情況，故本設(shè)計(jì)撿拾齒直徑的選取在17-20mm 之間為合適尺寸。該撿拾齒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、使用壽命長(zhǎng)，能很好地將籽瓜扎起，送到脫籽裝置，便于后續(xù)脫籽作業(yè)。三維撿拾齒如圖 2-2（a） 、圖 2-2（b） 、圖 2-2（c） 、圖 2-2（d）所示，包括籽用瓜撿拾脫籽聯(lián)合作業(yè)機(jī)的撿拾齒輥輥圈上安裝的撿拾齒，在撿拾齒輥輥圈上均布設(shè)置撿拾齒安裝孔，在安裝孔上通過(guò)連接裝置固接著撿拾齒，撿拾齒由扎瓜齒、齒座和齒座下部的連接固定桿構(gòu)成。圖 2-2 扎瓜齒（a） 圖 2-2 扎瓜齒（b）圖 2-2 扎瓜齒（c） 圖 2-2 扎瓜齒（d）2.3 扎瓜齒的排列扎瓜齒的排列主要受打瓜尺寸及產(chǎn)量的影響。扎瓜齒的排列遵循以下幾個(gè)原則：1)盡可能的減少使用扎瓜齒，可以減少扎瓜齒與硬物的碰撞幾率。2)扎瓜齒的排列順序應(yīng)該均勻排列，主要是便于梳瓜裝置在很小梳取力量下把打瓜梳下脫落。3)扎瓜齒間距與排列方式必須滿足最小的扎起打瓜，減少撿拾輥的漏扎率，使人工能夠達(dá)到最少的撿拾工作量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。綜上所述，本設(shè)計(jì)采用圓周線性排列方式，齒間距為 60mm，齒排間距為 90-100mm 之間,如圖 2-3 所示。1、扎瓜齒 2、撿拾齒輥圖 2-3 撿拾輥3 結(jié)束語(yǔ)本課題首先通過(guò)利用三維設(shè)計(jì)軟件 Solidworks，進(jìn)行建模和裝配，首先是零部件的三維建模，在建模的過(guò)程中一定要注意零部件的尺寸要求，否則在裝配的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的問題。其次是一些標(biāo)準(zhǔn)零部件的選用，在標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中進(jìn)行精心挑選所需要的標(biāo)件。然后就是對(duì)零部件的裝配，將設(shè)計(jì)好的零件和部件裝配在一起構(gòu)成打瓜撿拾機(jī)構(gòu)的總裝配，注意零部件的尺寸間隙。4 參考文獻(xiàn)[1] 王學(xué)農(nóng).農(nóng)科院農(nóng)機(jī)化所研制出打瓜揀拾、脫籽聯(lián)合作業(yè)機(jī)[J].農(nóng)機(jī)化,2007,6:60.58-60.[2] 佐劍波.聯(lián)合打瓜收獲脫籽機(jī)[P].中國(guó)專利,CN2691233Y,2005-04-13．[3] 佐劍波.改進(jìn)的聯(lián)合打瓜收獲脫籽機(jī)[P].中國(guó)專利,CN2802936Y,2006-08-09．[4] 王世勤.聯(lián)合打瓜脫籽機(jī)[P].中國(guó)專利,CN2857445Y,2007-01-17．[5] 劉雙玲,楊東明,高士其,等.打瓜機(jī)械化收獲技術(shù)在阿勒泰地區(qū)的引進(jìn)示范[J].農(nóng)機(jī)化,2008.15-16.[6] 王亞鴿,王維新.兵團(tuán)籽瓜機(jī)械化收獲技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)機(jī)化,2011.03.128-131.[7] 高銀峰.打瓜收獲機(jī):中國(guó).200620022892.6[P].2006.4.18.[8] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué),中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社[M],2003.[9] 楊悅乾,龔振平,紀(jì)文義,等.保護(hù)性耕作體系及配套機(jī)械系統(tǒng)的研究[J].農(nóng)機(jī)化研究，2006(1):61-62.