蜻蜓点水—水培韭菜高效收割机原理与设计

（基金项目：2024年国家级大学生创新创业计划项目资助 项目编号：202410066027）

【内容摘要】 从水培韭菜的市场需求与生产现状入手，在此基础上通过对比，详细论述水培韭菜的市场需求巨大与供应不足导致的一些问题，由此引出发展水培韭菜收割机的意义与价值，继而对水培韭菜高效收割机，进行收割原理，设计过程与使用说明进行论述。

【关键词】：水培韭菜  L型收割刀具  多层收割

一．引言

由于当前我国农村劳动力的流失情况日趋严重，从事农业生产的工作人员在年龄上趋向于老龄化，劳动力数量骤降。我国农业机械化在工程建设领域具备较高的科学技术含量，其应用范围也愈加广泛，它不仅能够解放劳动力，而且还可以改善劳动生产率，从而提高企业的产品质量。

本作品根据大学创新创业训练计划项目的主旨要求而设计，属于兴农机械。我们对于对汀步蜿蜒—水培韭菜高效收割机设计了一款基于水培韭菜的自动收割打捆一体化的机械，对于系统中的行进装置、 收割装置、运输装置、 打捆装置、升降装置，分别进行了选型、参数成果、建模等工作，设计了可靠性高，结构紧凑的一套系统模型。此收割装置的设计使其有较高强度的同时，可提高装置的承载能力且降低结构重量。水培韭菜高效收割机可完成收割、打捆、运输、收集等一系列动作。水培韭菜高效收割机空间布置及结构和合理，节省人力资源，适合水培韭菜收割。

二．工作原理

本机器为一款水培韭菜高效收割机，可完成水培韭菜的自动化采收。如图3为蜻蜓点水—水培韭菜高效收割机工作流程图。2.1收割装置

（1）扶苗机构：类比于普通韭菜的扶禾器，形状类似两个圆锥，在切割前将韭菜聚拢便于切割

（2）切割机构：由两片刀构成，当进行切割动作时，上下两个刀片的刀刃形成相对运动进而切断韭菜完成切割。

（3）走刀机构：动力源推动切割机构进入待切割区域，并且能够实现切割区域与刀具装载箱之间形成往复运动。

2.2送料装置

轨道及轨道上的皮带：轨道上的皮带夹住韭菜，使韭菜进入待打捆区域，完成打捆后，推料杆推动韭菜捆进入翻转机构。

2.3打捆装置

当切割好后的韭菜，运送韭菜收集装置，装置中的打捆带收紧，遇到韭菜后停止收紧，烫头融解切断，完成韭菜的打捆。

2.4升降装置与行走装置

当一层的韭菜收割完成后，通过升降机构调节切割装置的高度，进而实现第二层韭菜的收割；当收割装置运行到末端后行走装置前进一个工作单位，通过完成以上的往复运动，达到双层水培韭菜收割目的。

2.5电控部分

三．方案设计

水培韭菜高效收割机主要由五个装置组成：收割装置、送料装置、打捆装置、升降装置、行走装置。

（1）收割装置：由扶苗、切割、走刀机构组成。扶苗为俩锥形扶禾器；切割靠上下矩形刀片相对挤压；走刀分纵向（曲柄滑块控制）与横向（齿轮间歇驱动丝杠）。

（2）送料装置：含轨道、皮带、翻转机构。韭菜切割后经轨道、皮带进入打捆装置，推料杆送韭菜捆至翻转机构暂存，收割周期结束倒入收集箱。

（3）打捆装置：韭菜送入，打捆带收紧遇阻后，烫头融接切断完成打捆。

（4）升降装置与行走装置：升降靠剪叉机构；行走由动力源驱动，与收割装置配合，收割到末端时，装置右移一个单位。​

如图4为蜻蜓点水—水培韭菜高效收割机的设计流程图。

五．理论设计计算

如图5为“L”型韭菜切割刀，其由扶苗器、矩形刀片、导轨、传动皮带构成，当机器工作时扶苗器收拢韭菜便于切割刀进行切割，当完成切割后，韭菜进入导轨，随传动皮带运输到待打捆槽内。

5.1丝杠处电机选型

丝杠处选电动机，要求体积小、重量轻、功率需求不大，三相异步电动机能满足。其结构简单、价格低、易维护，输出转矩高，可适应不同负载。Y 系列电动机效率高、封闭性佳、性能好、噪声低、振动小，因此选 Y 型电机。

5.2剪叉杆受力分析

剪叉机构具有对称型，取其一半进行研究

5.3弯矩分析

5.5稳定性分析

六．结论

韭菜高效收割机适用于大型水培农作物种植基地，实现了收割、打捆和收集一体化操作。其设计灵活，可通过调整轨道适应不同类型的农作物捆扎。该机器不仅提高了收获效率和产品质量，还显著增加了经济效益，促进了水培种植业的普及，并推动了农业现代化进程和智慧农场的发展通过促进新兴行业的发展，该技术还为经济增长提供了动力，并创造了更多的就业机会。

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