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作品名称：花生联合收割机
学校名称：沈阳工学院
参赛队伍：花生联合收割机zhang
队伍编号：212544
参赛学生：张峰张喜悦张恩铭
指导老师：周莹黄世凯
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

花生联合收割机作品简介

一、作品背景与问题导向

我国是花生种植大国，种植面积超7000万亩，但传统花生收获长期依赖“人工挖掘-晾晒-摘果-清选”的分段式作业，存在三大核心痛点：一是人工成本高，每亩需3-5个劳动力，且老龄化劳动力难以适应高强度劳作；二是作业效率低，传统机械单日作业仅10-15亩，错过最佳收获期易导致花生霉变、落果；三是损失率高，分段作业中挖掘漏果、摘果破损率超8%，造成显著经济损失。

针对上述问题，本团队研发的“多功能花生联合收割机”，实现从“土壤挖掘”到“净果收集”的全流程自动化作业，旨在破解花生规模化种植的收获瓶颈。

二、核心技术与创新亮点

（一）一体化作业技术，突破流程壁垒

设备集成“挖掘-输送-摘果-清选-集果”5大核心模块，采用“前置挖掘铲+链式输送机构+柔性摘果辊+双风道清选”的串联设计：

• 挖掘铲采用弧形仿生结构，入土角度可根据土壤硬度自动调节（调节范围15°-30°），减少土壤阻力的同时，将漏挖率控制在2%以内；

• 摘果辊选用橡胶包裹金属辊，表面凸起间距精准设计为3cm，既避免花生壳破损，又确保摘果效率达98%以上；

• 双风道清选系统通过“初筛除土+二次风选除叶”，净果含杂率低于1%，无需后续人工分拣。

（二）智能控制技术，适配复杂场景

1. 工况自适应调节：搭载土壤湿度传感器与花生成熟度识别摄像头，实时检测田间环境——当土壤含水率高于25%时，自动降低挖掘速度并增大输送链张力，防止泥土黏连；当识别到未成熟花生占比超10%时，触发声光报警提醒调整作业区域。

2. 远程监控与操作：通过手机APP实现“作业数据可视化”（单日作业面积、油耗、损失率实时显示），支持远程启停、故障诊断，解决传统机械“需专人跟机”的痛点，单人可同时管理2-3台设备。

（三）轻量化与通用性设计，降低应用门槛

• 设备整机重量仅1.2吨，采用“模块化可拆卸”结构，可适配50-80马力拖拉机牵引，无需额外改装，中小型种植户可直接使用；

• 支持行距调节（40-60cm可调），兼容我国北方垄作、南方平作等主流种植模式，打破传统收割机“单一行距适配”的局限。

三、性能指标与应用价值

（一）关键性能优势

指标传统分段作业本作品

单日作业效率 10-15亩 50-60亩

综合损失率 8%-12% ≤2.5%

每亩人工成本 80-120元 ≤15元

净果含杂率 5%-8% ≤1%

（二）经济与社会价值

1. 降本增效：以100亩花生种植户为例，使用本设备可减少人工成本约1万元，缩短收获周期3-5天，避免因延误收获造成的每亩50公斤产量损失，综合增收超1.5万元。

2. 推动规模化种植：设备作业效率提升4-5倍，降低花生种植的“收获门槛”，助力小农户向规模化种植转型，契合国家乡村振兴中“农业机械化、智能化”的发展方向。

3. 绿色节能：采用轻量化材料与优化传动结构，每亩作业油耗仅0.8L，较传统机械降低30%，减少农业生产碳排放。

四、发展规划

短期（1-2年）：优化设备细节，开展小批量试产，在山东、河南等花生主产区建立5-8个示范基地，收集用户反馈迭代升级；

中期（3-5年）：完善产业链合作，与拖拉机厂商联合开发“一体机”，拓展油菜、大豆等作物的适配功能，实现“一机多用”；