根据现有农业机械来看,我国的叶菜收割机械研发大多以小型机械为主,且收割种类单一化。而我国叶菜种植种类繁多,种植面积小,总种植面积大,不适用于欧美研制的大型农业机械。不同种类的蔬菜又需不同的设备进行收割,收割成本较大。因此,一种小型多作物可替换式收割机对于叶菜产业发展具有重要意义。
叶菜体型大致分为大中小三类,如大白菜,青菜,韭菜。依照三种体型,因此需制造三种适应的切割模块进行切割。市面上对于叶类蔬菜的收割大致有三类刀片,分别为圆盘式割刀、往复式割刀以及带刀式割刀。现有的类似锯齿型或者圆盘型收割机大致用于收割小麦、水稻等其作物高度较高的高茎类作物,不适用于韭菜等作物收割。而往复式割刀所需动力小,稳定性高等特点,较其余两种较为适合。对于更换模组方面采用卡扣悬挂式的设计,可以进行快速的更换拆卸。
由于本设备需要快更换收割头,所以如何设计收割装置和车体的连接时本设备的重点。而对于韭菜收割装置的设计采用双刀往复式切割方式,将下锯齿状刀片固定,利用凸轮结构,杆带动凸轮旋转使上锯齿状刀片进行往复切运动。当上下两锯齿状刀片啮合时完成切割动作。此外韭菜所需要的电机设计安装在车身,以便于快捷更换收割头。电机轴和凸轮运动的轴也需要做一个便于更换的零部件,制作一种凹凸啮合结构,插入轴运用开口销提高其稳定性。对于青菜和大白菜,根据其体型下紧上松的特点,制作不同角度的锯齿状头部,利用车身前进的动力,青菜和利用锥面切割铲出大白菜。
快拆是本作品的亮点之一,所以设计的难点就在于如何在已有的韭菜收割动力的基础上,同时也能够使模组更换后依然能够在原有的动力源基础上运动。为此我们在已有的前端电机上安装一个同步带轮,并在收割模组的左端安装一根竖直转动轴,转动轴的上端安装同步带轮与前端电机上的同步带轮运用皮带连接传动。转动轴的下端运用一组锥齿轮,使得横向力矩通过该结构变成纵向力矩带动耙禾器转动。
我们设计了快拆机构,收割模组通过快拆机构进行更换,使收割模组方便更换,收割模组的更换可以使用于不同类型的蔬菜收割,只需更换不同的收割模组,即可收割各种蔬菜,缩短了机构的更换时间,提高了收割效率。
作品设计的主要特色有四点,分别为模组快拆、切割装置、传送装置以及智能控制。