农禾速干机

一、参赛信息

申报单位名称：齐齐哈尔大学 

队伍名称：下雨天

产品名称：农禾速干机

指导教师：吴庆涛、李明

学生队员：韩少、贾永晖、崔家宝

二、作品背景

民以食为天，我国作为一个农业大国，农业机械工业发挥着巨大作用。新型农机工业可以提高农业劳动生产率,降低农业生产成本,促进农业结构调整,农民收入增加,从而推动农村经济的发展。新型农机工业的发展水平,直接影响着农村经济的竞争力和可持续发展能力。

其次,新型农业机械工业是农村产业发展的重要支撑。新型农机工业可以推动农民专业合作社和农业产业集群的建设,实现规模化、集约化的生产管理,提高经济效益。农业机械的引进和应用可以改变传统的农业生产方式,促进一、二、三产业的融合发展,实现农业产业的升级和农村经济的转型。

据统计2023年2月28日，国家统计局发布《中华人民共和国2022年国民经济和社会发展统计公报》。初步核算，全年粮食产量68653万吨，比上年增加368万吨，增产0.5%。其中，夏粮产量14740万吨，增产1.0%；早稻产量2812万吨，增产0.4%；秋粮产量51100万吨，增产0.4%。全年谷物产量63324万吨，比上年增产0.1%。其中，稻谷产量20849万吨，减产2.0%；小麦产量13772万吨，增产0.6%；玉米产量27720万吨，增产1.7%。大豆产量2028万吨，增产23.7%。2023年政府工作报告指出：过去五年，粮食产量连年稳定在1.3万亿斤以上。

对于我国如此大的粮食产量，晾晒粮食也是一个困扰人们的问题，为什么要晒粮食呢？首先，晾晒可以有效地去除粮食中的水分。在收割后，粮食中还残留着一些水分，如果不及时晾晒，这些水分会导致粮食变质，影响粮食的质量和储存时间。因此，晾晒可以让粮食更好地保存，并且减少储存过程中的腐烂和霉变。

其次，晒粮食还可以杀菌。在农村环境中，有很多微生物和细菌，它们可能会影响小麦的品质和储存时间。而晒粮食可以利用太阳的紫外线和高温来杀死这些细菌，从而减少粮食受到微生物污染的风险。

此外，晒粮食还可以减少其中的杂质。在收割和运输的过程中可能会混入一些杂质，如石子、枯草、树叶等。这些杂质会影响粮食的品质和口感。而晾晒可以让杂质更容易被筛选和清除，从而提高粮食的品质。总的来说，晾晒是一个很重要的环节，它不仅可以保证粮食的质量和储存时间，还可以杀菌、去除杂质，同时也是一个让农民们放松的机会。虽然现代科技已经让农业生产更加现代化和高效化，但是这个传统的农业工艺依然在农村广泛地应用着，它不仅是一种传统文化的体现，更是对农业文化的传承和创新。

对于大型合作社而言可以修建烘干塔，那么一些小型农场以及农村，或是粮食储量不大的地方大多采用天然晾晒，到了收获季节的农村我们经常看见农民伯伯在一片平地上将粮食一袋又一袋铺开，随着太阳落山再将粮食集中收集起来，这样的晾晒粮食不仅工作效率低，而且还是个体力活，如果赶上突然下雨就来不及将粮食收集起来如图1所示。目前市场上还没有一款适用于家用，以及农场的粮食晾晒收集装置，普遍采用人力。农禾速干机可以代替人工解决一系列问题，它是一个高效，环保的设备。可以做到收集，晾晒一体式作业，其次它机身小巧，更加适用于小型农场及农村工作环境有限的地方。   

图 1传统晾晒粮食

三、项目介绍

本产品设计机身小巧，适用于小型农场及农村家用，主要部分包括收集装置，筛选装置及晾晒装置，可以做到收集、晾晒一体化作业，且工作噪音小，传动系统稳定，更换滤网便可以实现多种农作物收集，应用场景广泛。实现一机多用，多场景的工作模式。推动农业向绿色化发展。

四、结构说明

农禾速干机主体采用柴油机提供动力同时为电机发电，另外设有三台电机作为各个装置的驱动。采用柴油机主要原因是可以适用农村及农场的复杂工作环境，而且柴油机多年来一直作为农业机械的首选带来的可靠性是毋庸置疑的。

农禾速干机大体分为三个系统，其中收集系统主要由铲子、毛刷滚子、毛刷护罩及螺旋输送器构成。在驾驶位座底电机作为收集系统的主要驱动装置。通过皮带传动带动毛刷滚子将晾晒粮食收集到铲子小平台上，然后通过螺旋输送器把粮食集中在输送带上运输到筛选滚筒中。筛选系统主要构成部件包括内外双层的筛选滚筒，电机会通过带传动将内部筛选桶带动起来，内部筛选滚筒主要起搅拌作用，使粮食充分与滤网接触，筛选滚筒会将粮食中掺杂的泥沙、灰尘以及杂质筛选出来，其次在筛选滚筒旁的厢体外侧设有两个风扇也可将灰尘抽出滚筒，保证筛选后的粮食干净卫生。存储系统由一个真空管道将粮食抽出到两个小型集中箱以免发生堵塞现象，最后把粮食统一储存在厢体右侧粮仓中。在驾驶员脚下设有粮仓的开窗，可以让驾驶员时刻观察粮仓的储存情况。

五、功能说明

图 2粮食晾晒收集机整体结构

1．本产品具有安全，可靠，高效的特点，操作简单易上手。

2.此款农禾速干机可用于不同工作环境，适用于小型农场，农产品加工厂，农村，食品加工厂等，可用作粮食的晾晒以及收集工作，高效实现粮食的晾晒工作，节省了劳动力。

3.此产品采用自动化设置，采用传动稳定，结构简单的同步带，能保证安全工作同时也保证了驾驶员的安全。

六、设计原理

 

底盘

图 5厢体

厢体与底盘紧密结合，其中包含了，筛选滚筒，抽风机，真空机，粮仓，柴油机，传动轴。其中底盘主要负责支撑车辆整体框架，车辆的动力总成集中在底盘上。保证了作为农用车辆的稳定可靠。厢体则主要负责粮食筛选以及集中收集，筛选滚筒我们采用双层的锥型滚筒，好处是筛选干净，节约能源。当粮食进入滚筒内随着滚筒旋转会自然的向下流动，巧妙的实现能源的节省。固定滚筒的装置我们采用双侧类三角钢板固定，使筛选粮食的同时尽可能的减少噪音。粮食筛选后由真空机抽入粮仓内集中储存，为了避免真空机堵塞现象，在厢体后端设置有小书包样式的缓冲区域，粮食通过两段式的抽取最终落入粮仓。之所以采用真空机是因为真空机在工作的过程当中能够较大程度的保证粮食的无菌环境，同时还可以对粮食进行干燥处理，其次真空机能够非常快速的完成运输工作。为机器的整体提高效率。

在粮仓底部设有放粮通道，当人们想晾晒粮食时，通过电控挡板，可以自由控制放粮口的大小从而实现放粮的快慢如图6所示，尾部的爬犁与小型家用的工具一样，在车辆行进同时，实现将粮食铺散均匀的目的。在爬犁顶部通过弹簧与厢体连接，可实现对于道路不平，爬犁在弹簧的行程范围内自动调节高低，尽可量保持爬犁工作时紧贴地面如图7所示。

这样一种多功能基于一体式的粮食晾晒收集机，实现了安全，高效，的作业效果。为人们的工作提供便利。
       
       图 6放粮口                                          图 7弹簧连接

七、设计方案

收集结构的设计是粮食收集装置的一个重要环节，而选择和确定收集机构则是关键。根据收集结构的工作环境以及需要具备的功能，整体的收集机构应集中在工作台上实现一体化设计，工作台应该具有可以上下小幅度运动的特点，即工作台与底盘连接处为固定点做上下摆动，只要确定工作台前铲的位置，整个机构就可以确定。接下来是选择工作台的驱动方式，带传动作为首选目标具有传动平稳，噪音小，制造简单、安装、维护方便价格低廉等优点。毛刷的设计采用尼龙纤维，具有耐磨耐热、回复性强等特性，加上可塑性强，因此通过各种工艺加工，尼龙纤维材质的毛刷遍及了多个行业，如轨道交通运输、五金工具、养殖、清洁、环保节能等大大增加了设备的稳定性。滚刷的工作原理是利用滚刷旋转产生的摩擦力将粮食收集。通过计算设计出工作台的摆动行程，进而确定液压杆的行程选择。通过单独的电机调节快慢实现滚刷转动的可控。

筛选结构的设计是农禾速干机设计的另一个重要环节，而选择筛选方式则是关键。市面上常见的筛选方式大体分为振动筛，气流筛，滚筒筛。首先气流筛多用于粉尘筛选且结构复杂，维修不便其次考虑到振动筛选方式占用空间大，噪音大且容易产生共振等缺点，设计初期我们采用双层滚筒筛选装置，优点是节省空间，筛选量大，噪音小，传动平稳等种种原因成了不二之选。但是另一个问题出现了筛选后的粮食需要驱动装置才能流入粮仓，后来我们重新设计为锥形双层筛选滚筒，使筛选平面成倾斜状态，粮食筛选滚动的同时伴着重力作用便向下流动。如图8所示

图 8更改前后滚筒变化

八、产品特色

产品创新性：

1.该设备集多功能为一体，可以代替人工高质量，高效率完成粮食晾晒以及收集工作，且操作简单一位人员就可以完成大面积的粮食晾晒收集工作。

2.结构简单后期维护修理方便且价格低廉。不同以往农村的农机，本产品工作噪音小，向农业机械绿色化发展看齐。

产品实用性：

1.该设备采用一体式机身，减少人工的介入，自身能完成收集、筛选及晾晒工作。安全高效的实现一系列作业。

2.该设备能适应多种工作环境，可在农村，小型农场，农产品加工厂等地方作业。

3.该设备对于不同粮食可以更换不同滤网，实现多场景，多功能性的作一体化作业。

可推广性：

本产品推广客户主要是农场以及农村，种地多的农户，并且能够给农户带来高的经济效益，推广应用价值高。