基于普通农户使用的新型大葱收割机

摘要：本作品旨在设计出一款新型的具有环保设计和可持续发展理念的大葱收割机，其有收割大葱和整理大葱的功能，在机构设计方面，多种机构的相互配合能够实现“一运二收”的效果，收割大葱，为农业产业的可持续发展做出了积极贡献。

关键词：电机传动机构 可调节式传送带 环保设计 大葱收割

我国农业、农村、农民问题是关系我国人民生活和国家经济的根本性问题，同时也是我党工作的重难点。我党对“三农”工作探索和实践一直不深入，从党的十六届五中全会提出的建设社会主义新农村，到十九大报告中第一次提出的乡村振兴战略[虞佳楠.新时代中国特色乡村振兴战略的路径选择及对策[J].农村经济与科技，2019，30（16）：176-177.]。

按照国际通行做法，国务院组织开展了第三次全国农业普查，评估了普查数据质量。综合抽查结果显示，农业普查登记户的漏报率为0.19%，普查指标数据差异率为0.40%，数据质量达到设计标准。我国2016年的农业经营户数为20743万人，其中普通经营户数为20345万人，规模经营户数为398万人，普通经营户占比高达98%。可见，普通农户仍然是我国从事农业生产的主力军。[郭熙保，高思涵.农户农地规模与结构状况分析——基于第三次全国农业普查两县市普通农户的全样本数据[J].经济理论与经济管理，2021，41（06）：81-98.]为了更高效，更省力离不开机械的发展。传统农业是一种特殊类型的经济均衡状态，要想打破这种均衡状态，提高农业生产效率，使传统农业向现代农业转变，必须有新的要素投入进来，这就要求以农业科技创新作为支撑。[李丽莎.农业科技创新体系综述[J].安徽农业科学，2012，40（09）：5722-5724+5726.]

一、现有产品分析

CX-1大葱收获机：该机型没有自己独立的动力源，需要在大型的拖拉机的牵引下才能完成工作，存在操纵性差、功耗较大等缺点。

振动铲式大葱收获机：该装置结构简单、易加工，但是收获效率低、人员参与度高、自动化程度低。

以上两种牵引式的机型是我国早期大葱收获装备的典型代表，其只能完成大葱收获流程中的松土工作。虽然在机器的参与下降低了劳动强度，但是后续大量的工作仍需人工完成。动力方面，大葱收获机动力来源，是以一个机械燃烧柴油来提供动力所以购买收获机的同时需要配备一个动力源，且不具备节能减排特点的，操作复杂需要专业的人员组装、操作。

二、产品设计思路

项目产品“大葱收割机”是一款创新设计的农机设备，专为大葱收割作业量身定制，以提升农业生产的效率和质量。该设备采用铝型材框架构建的四轮驱动底盘，确保了在各种地形条件下的稳定性和通过性，无论是平坦田地还是崎岖山坡，均能轻松作业。其核心特点包括可调节松紧的传送机构，适应不同大小的大葱，保证收割过程中的完整性和新鲜度；有机废弃物去除机构，有效分离大葱和废弃物，保持产品的清洁度；以及犁式松土及收集机构，不仅翻松土壤，还收集杂物，维持田地整洁。整体而言，“大葱收割机”以其高效、精准、环保的特性，满足了现代农业对机械化和自动化的需求，为农业现代化贡献了重要力量。

三、产品介绍

1.底盘机构设计——四轮驱动底盘

在“大葱收割机”中，四轮驱动底盘是核心的动力传输和移动部件。该底盘的独特设计确保了机器在各种地形和作业环境下的稳定性和高效性。

所述驱动装置使用两个电机通过链条驱动实现。具体工作原理如下：两个电机通过链条与输出轴连接，电机带动输出轴旋转将动力传递给链轮，使链条开始旋转，链条再将动力传递给连接四个轮子的链轮，使轮子产生向后的推力，从而推动整体结构向前推进。

2.传送机构设计——可调节松紧式传送装置

传送装置的核心在于电机与联轴器的直接驱动方式。电机作为动力源，通过联轴器与驱动辊紧密相连，形成直接的驱动关系。而传送带是传送装置的重要组成部分，它通过带动可调节式传动辊来实现大葱的运输。可调节式传动辊是传送装置中的关键部件，它能够根据大葱的大小进行灵活的调节。在大葱运输过程中，当大葱的直径或长度发生变化时，可调节式传动辊会通过内部的压缩弹簧进行自适应调节，从而确保大葱在传送过程中的稳定性和整齐性。

3.松土及收集机构

松土及收集机构发挥着不可或缺的作用，确保了大葱的收割效率以及土壤的松动和准备工作的顺利进行。该机构巧妙地结合了松土和收集两大功能，实现了大葱收割过程中的高效作业。

当机器在田间前进时，聚拢装置首先发挥作用，将葱苗聚拢在一起，形成一个相对集中的区域。紧接着，利用机器向前的惯性，犁头部分会准确地插入土壤中，实现对土壤的松动。松土操作不仅有助于减少大葱的拔出阻力，还有助于改善土壤结构，为后续的种植工作打下基础。当大葱通过传送带被传送到机器的后方时，电机开始发挥作用。电机带动转动辊旋转，与挡板一起协作，形成一个稳定的收集通道。这个通道能够确保大葱在进入方筛时保持相对整齐的状态。

4.有机废弃物去除机构

在“大葱收割机”中，有机废弃物去除机构是一个高效且实用的设计，它能够在大葱的收割过程中迅速去除不必要的部分，确保大葱的清洁度和整齐度。该机构主要由旋转刀片和拨土装置两部分组成。

旋转刀片部分的刀片被巧妙地安装在传送带的上方，随着传送带的运动而旋转。当大葱经过旋转刀片时，刀片会迅速、准确地切割大葱顶部的枯萎部分。同时，旋转刀片的设计也考虑到了操作的便捷性，可以在不需要此功能的情况下轻松拆卸，方便机器在不同场景下的使用。拨土装置部分被放置在传送带的下方，主要用于清除附着在大葱底部的土块和其他杂质。

四、应用前景

我国大葱深受国内外消费者的喜爱，中国大葱的出口总量占世界出口总量的70%，对国内一些地区的经济发展以及居民收入有着重要的影响。以山东章丘为例，章丘全区种植大葱11.5万亩，大葱年产量高达63万吨，大葱产业从业人员约计10万人，产值高达50亿元。

根据以上面积分布图片可以看出我们小型机械可以替代人工采摘提高工作效率。绝大多数只有2-3亩地，他们认为机器采摘成本高、利润小，宁愿分多次采摘也不愿意机器采摘。还有些地方大型机器无法下地工作，加上有些是大棚种植，道路窄操作起来困难。结合现有产品分析我们小型大葱收割机不管是在操作方面还是体积方面，都能满足普通经营户的需求，结构简单、维修方便。能达到采摘、收集一体化，大大提高工作效率。

五、总结与展望

大葱收割机极大地提升了大葱的产量效率，同时显著降低了劳动成本。通过先进的设计，该机器仅需两个电机通过链轮实现四轮驱动，降低了成本并提高了机械的可靠性，从而适应了现代农业机械化的趋势，更减轻了农民的体力负担。大葱收割机的环保设计符合农业可持续发展的理念，有助于减少资源浪费。推广应用这一产品不仅提高了农业生产的效益，也推动了农业现代化进程，为农业带来了更为绿色、高效的未来。这种全面提升农业生产效率的创新，将对农业产业的可持续发展产生深远影响，为农民和社会带来了实实在在的经济和环境效益。

作者单位·武汉商学院·杨蒙宇，陈佳威，王宇豪，刘仁杰，雷承志

参考文献

虞佳楠.新时代中国特色乡村振兴战略的路径选择及对策[J].农村经济与科技，2019，30（16）：176-177.

郭熙保，高思涵.农户农地规模与结构状况分析——基于第三次全国农业普查两县市普通农户的全样本数据[J].经济理论与经济管理，2021，41（06）：81-98.

李丽莎.农业科技创新体系综述[J].安徽农业科学，2012，40（09）：5722-5724+5726.

刘崇琪，何静，吕堃，李元明.打造一个品牌引领一个产业——济南市章丘区特色农产品品牌发展分析[J].农村工作通讯，2021，（10）：45-46.

作者简介：杨蒙宇，2004年1月，湖北省十堰市，汉族，材料力学与工程方向；陈佳威，2001年12月，湖北省孝感市，汉族，机器人学与自动化方向；王宇豪，2003年6月，湖北省孝感市，汉族，动力学与控制技术方向； 刘仁杰，2004年7月，湖北省黄冈市，汉族，能源清洁与目标优化方向；雷承志，2004年1月，四川省自贡市，汉族，环境监测与可持续方向。

通讯作者：汪宇康，男，1990.10，汉族，湖北省武汉市，硕士，讲师，机械工程。

课题项目：2024年湖北省大学生创新创业训练计划项目：自动化大葱收割机（编号：202411654027）