履带型自走式韭菜收割机设计与试验

履带型自走式韭菜收割机设计与试验目录1.内容综述................................................2

1.1研究背景.............................................2

1.2收割机的应用与发展...................................3

1.3研究的目的和意义.....................................5

2.收割机设计原则..........................................6

2.1液压系统设计.........................................6

2.2工作机构设计.........................................8

2.3行走机构设计.........................................9

2.4用户友好性设计......................................10

3.履带式收割机模型构建...................................11

3.1收割机总体布局设计..................................12

3.2主要部件设计与分析..................................14

3.3动力系统和传动系统设计..............................15

4.收割机关键技术.........................................17

4.1收割刀组设计........................................18

4.2力学仿真分析........................................19

4.3控制系统的设计与实现................................20

5.试验方法...............................................22

5.1试验环境与条件......................................23

5.2试验设备和材料......................................24

5.3试验步骤与数据分析..................................25

6.试验结果分析...........................................27

6.1收割机性能测试......................................28

6.2动力与传动系统效率分析..............................29

6.3安全性与用户友好性评估..............................30

7.设计和试验中的问题与改进建议...........................32

7.1问题发现............................................32

7.2原因分析............................................34

7.3改进措施建议........................................351.内容综述随着农业机械化发展和农业生产效率提升的需求，韭菜收割技术也亟需革新。传统的人工收割方式存在效率低、劳动力成本高、劳动强度大等问题。履带式自走式韭菜收割机作为一种新型的收割技术，能有效解决这些问题，具有更高的效率、更低的成本和更舒适的操作体验。本项目基于对履带式自走式韭菜收割机的现有研究现状和实际需求分析，对其关键技术进行了深入研究和探索。论文首先介绍了履带式自走式韭菜收割机的基本结构和工作原理，并对不同类型收割机进行了对比分析。详细阐述了本次设计中所涉及的核心技术，包括履带驱动系统、收割装置、行走控制系统和割草输送系统，并对其设计思路和技术方案进行了详细论述。通过搭建试验平台，对设计方案进行了验证和测试，分析了收割机的收割效率、质量和操作性能，并针对试验结果提出改进建议。本项目旨在为研发新型的履带式自走式韭菜收割机提供理论依据和实践经验，为推动农业机械化发展和提高农业生产效率做出贡献。1.1研究背景随着农业机械化的不断推进，韭菜作为广泛种植的经济作物，其收割机械化一直是提升韭菜种植效率、降低人力劳动强度、确保韭菜品质的关键环节。考虑到韭菜生长特性与以往成熟的作物收割机械存在差异，市场上针对韭菜专用的收割机产品相对较少，部分现有的自走式韭菜收割机在作业效率、适应性和可靠性方面亦未能满足现代农业作业的高要求。以往的韭菜收割设备主要集中在手动和半机械化的刀片式收获工具，尽管这些工具能够实现一定程度的自动化作业，但普遍存在作业效率低、劳动强度大、收割质量不能保证等问题。对于大面积、规模化韭菜种植而言，传统的收割方式已难以满足市场需求，迫切需要技术革新与新设备的应用。伴随科技的发展，新的农业机械化技术不断涌现，为研发一款高效率、高智能的履带型自走式韭菜收割机提供了技术支撑。对这些设备的需求催生了田间作业机械的研究与设计课题，通过实验验证设计方案的可行性与有效性，从而促进韭菜收割机械化水平的提升，使韭菜产业向高效、环保、安全的方向发展。1.2收割机的应用与发展履带型自走式韭菜收割机作为现代农业机械的重要组成部分，其应用广泛且发展迅速。随着科技的进步和农业现代化的推进，这种收割机在农业生产中发挥着越来越重要的作用。履带型自走式韭菜收割机采用先进的液压驱动技术和履带式行走系统，具有较高的机动性和灵活性。它可以轻松穿越农田，快速到达作业地点，从而大大提高了韭菜收割的效率。与人工收割相比，该机器能够显著缩短收割时间，降低劳动强度，为农民节省了大量的人力资源。随着市场对高品质蔬菜的需求不断增加，传统的韭菜收割方式已无法满足市场需求。履带型自走式韭菜收割机采用精确的切割和输送装置，能够确保韭菜的完整性和清洁度，提高产品的品质。该机器还可以根据不同韭菜品种和生长情况，进行适应性调整，进一步推动农业产业的升级。履带型自走式韭菜收割机在收割过程中对土地的破坏较小，有利于保持土壤结构和肥力。该机器还具备一定的自保功能，如防碰撞、过热保护等，能够确保作业安全。这些特点都有利于农业的可持续发展，减少对环境的不良影响。随着科技的不断进步，履带型自走式韭菜收割机将朝着智能化、自动化方向发展。通过搭载先进的传感器和控制系统，可以实现实时监测和自动调整作业参数，进一步提高收割质量和效率。随着新能源技术的不断发展，未来的收割机还将更加注重环保节能，以降低农业生产对环境的影响。履带型自走式韭菜收割机在农业生产中具有广阔的应用前景和发展空间。1.3研究的目的和意义本研究旨在设计和开发一种新型的履带型自走式韭菜收割机，该机械不仅能够提高韭菜收割的效率和自动化水平，还能减少农民在田间作业的劳动强度，改善农业生产的条件。研究的目的包括优化收割机的结构设计，使其更适应韭菜收割的特点，减少对韭菜植株的损伤，提高收割质量；同时，改进机械的驱动系统、控制系统和操作性能，确保收割机在实际作业中的稳定性和可靠性。本研究的意义在于推动农业机械化进程，尤其在小型园艺作物收割领域。通过提高韭菜收割的机械化水平，可以降低对人工的依赖，缓解劳动力成本上涨的压力，增加农民收入。这种收割机的研发和应用还有助于农业可持续发展，减少土地的劳动力使用，保护生态环境。本研究结果可以为相关领域的研究和产品开发提供参考，推动农业机械技术创新。2.收割机设计原则高效收割:设计目标是实现高效率、快速收割韭菜，最大程度地减少收割时间，提高劳动力产出率。对韭菜叶品质轻柔保护:考虑到韭菜的叶片剪得越细越受欢迎，设计收割装置需采用一定的缓冲和柔性结构，避免损伤叶片，保证收割后韭菜叶片新鲜完整。轻便易操作:采用履带式驱动，可适应复杂地形，机身设计轻便，操作门槛低，便于人员操控。安全可靠:设计需符合机械安全标准，配备必要的安全防护装置，确保操作人员和周围环境安全。节能环保:采用高效环保的动力系统，降低能源消耗，减少对环境的影响。易于维护:各部件设计应模块化，方便拆卸维护，降低维修成本及时间。适应性强:设计应能够适应不同品种和生长状况的韭菜，例如叶片粗细、株高等，满足多场景应用需求。2.1液压系统设计本段落内容将聚焦于韭菜收割机液压系统的设计和优化，液压系统在自走式韭菜收割机中扮演着至关重要的角色，其功能主要包括动力传输、压力调节、运动控制等，确保收割机的各个部件能够精确且高效地协同工作。液压系统的核心组件包括液压泵、液压马达、液压缸、液压控制阀等，它们共同构成了一个闭环系统。液压泵将机械能转换为流体的压力能，驱动液压马达或者通过液压缸实现线性运动，进而驱动收割机刀片进行自动化作业。需特别考虑液压系统的流速、压力、泄漏量和运动速度等因素。为了适应收割作业的负载和震动条件，液压系统的组件需具备足够的强度和耐用性。采用防卡设计、可调节流量的液压比例控制组件以及多重安全保护机制来保障工作安全稳定。我们将在不同工况下测试液压系统的表现，如应对不同厚度韭菜的切割效果、在不同地形的适应性、以及长期作业的耐久性。我们还计划收集数据，通过分析压力波动、流量变化、能耗等关键性能指标，进一步优化液压系统的设计与工作参数。液压系统是实现韭菜收割机自动化的关键技术之一，通过精心设计和严谨试验，本项目的液压系统有望提高韭菜收割效率，同时保障机器的稳定性、可靠性，并为未来的同类产品开发提供宝贵的参考依据。2.2工作机构设计履带型自走式韭菜收割机的工作机构设计是确保其高效、稳定作业的关键环节。本节将详细介绍收割机的主要工作部件及其设计要点。整机结构布局需合理规划，根据韭菜的生长特性和作业要求，选择合适的履带式行走底盘，确保机器在作业过程中具有良好的通过性和稳定性。收割台的设计要兼顾切割、输送和分离等功能，实现韭菜的高效收割。切割机构是收割机的核心部件之一，应考虑切割刀片的材料、形状和布置方式。一般采用高速钢或复合材料制成的锋利刀片，以确保切割效率和质量。切割刀片的布置应均匀，以减少韭菜的残留。切割机构还需具备防误操作功能，确保在非工作状态下不会误伤操作人员或设备。输送机构负责将切割后的韭菜顺利输送至分离和收集区域，应选择具有良好耐磨性和弹性的输送带，以确保在长时间作业中保持稳定的传输性能。输送带的速度应根据收割速度和作业条件进行调节，以实现高效、稳定的输送。分离机构用于将切割后的韭菜与茎杆分离，常见的分离方式有振动筛分、风力分离等。振动筛分利用振动原理，使韭菜与茎杆在筛网上进行分层分离；风力分离则通过风力作用，将轻质部分（如韭菜）与重质部分（如茎杆）分离出来。分离机构的设计需根据实际作业需求进行优化，以提高分离效率和降低能耗。为了提高韭菜的产量和品质，收割后往往需要进行覆土和清理工作。覆土机构用于在韭菜茎杆上覆盖土壤，以保护根系和促进生长；清理机构则负责去除收割过程中产生的杂质和损坏的叶片。这些机构的设计需满足不同作业环境和要求，以实现高效、可靠的覆土和清理效果。履带型自走式韭菜收割机的工作机构设计需要综合考虑整机结构布局、切割机构、输送机构、分离机构和覆土及清理机构等多个方面。通过合理设计和优化各部件的性能参数，可以实现高效、稳定、可靠的韭菜收割作业。2.3行走机构设计行走机构是履带型自走式韭菜收割机的重要组成部分，其设计需要充分考虑拖拉力的分配、机器的移动路径以及收割作业的需要。本设计采用履带式行走系统，这是因为履带具有较好的抓地力和耐磨性，能够适应不同地形，减少割台在操作过程中的颠簸，提高收割精度。履带的选用应根据机器的负荷和作业环境确定，履带的宽度需要与割台工作部分的高度相匹配，以确保履带不仅能支撑机器的重量，还能承担收割时的载荷。履带的张紧度也需要严格控制，以保证履带在工作时不会因过松而打滑，也不会因过紧而磨损严重。行走机构的动力源通常为发电机或拖拉机的动力输出，设计中需要考虑传动系统的布局，以实现动力的高效传输。传动系统通常包括轴、齿轮和链条等部件，它们的材质、形状和尺寸都需要经过精心设计，以确保在各种作业条件下都能保持可靠的运行性能。在设计行走机构时，还需要考虑转向功能。本收割机设计了简单的转向机构，通过转动履带的端点安装的支轴来控制机器的转弯角度。该系统要求支轴的转动灵活、无卡滞现象，同时要确保转向过程中机器的稳定性和操作者的舒适性。行走机构的耐用性在长期使用中尤为重要，设计时应考虑到部件的磨损问题和环境适应性，比如防止泥水进入、减少盐碱对部件的腐蚀等，以延长行走机构的使用寿命和机器的整体使用寿命。通过不断的优化和试验，确保行走机构满足实际的收割作业要求。2.4用户友好性设计可视化操作界面:搭建清晰易懂的操作界面，采用图形化显示，显著标注主要功能按钮，并配以简洁的文字说明。人性化控制布局:结合操作者的生理特点，将控制按钮和踏板分布在符合人体工程学的位移上，确保操作者能够轻松、舒适地操控机器。多功能安全装置:配备多个安全装置，例如机舱安全门、紧急停车按钮、超载保护和反向报警系统等，以有效保障操作者在作业过程中的安全。智能辅助功能:设置导航辅助、高度调节提示等智能功能，帮助操作者更加精准、高效地进行收割。语音提示及警示系统:结合文字、灯光等提示，同时加入语音报警系统，帮助操作者及时了解机器状态和潜在危险。3.履带式收割机模型构建段落开头通常引出主题，并概括段落重点。在此段落中，“履带式收割机模型构建”是一个关于设计创新的部分。需要详细阐述模型的组成部分、设计理念以及可能的技术要点。在这次设计研究中，履带式收割机的构建采用了模块化设计思想，以确保装置的轻巧便携和高效作业。模型主要由以下几个关键模块组成：动力系统：选择新型高效直流电动机作为动态动能来源，通过变频调速技术调整电机转速以适应不同收割需求，从而实现精确且持续的控制。履带系统：采用高性能耐磨材料，在覆土环境中提供强有力的牵引力和稳定性，同时具有一定程度的自主调整功能，适应不同地势地形的变化。割刀系统：设计高强度可调位割刀组，可依据韭菜的生长高度和密度灵活操作，保证切割动作流畅且断口平整。集料系统：包含自动输送带和集料车厢两大部分，输送带可将收割后韭菜匀速输送至集料处，避免因堆积造成堵塞，集料车厢设计便于倾倒和收纳。物联网控制系统：集成传感器和通讯技术，装置可通过GPS定位和服务器连接远程操作与实时监控，极大地提升了作业效率和智能性。综合各种先进技术考量，本模型走向了创新与实用性的结合，不仅在功能设计上力求符合韭菜收割的高标准，在材料选择与动力配备上也秉承了节能减排和长效可靠的原则，你可以在接下来重点介绍每个模块的详细设计与预期效果。通过这样的结构，目标是为了确立这座模型为实际生产中的韭菜收割问题提供了一个极佳的解决方案。3.1收割机总体布局设计收割机的总体布局设计是确保其高效作业和可靠性的关键，在本设计中，将采取以下布局原则来最大化收割机的性能和实用性：收割机将采用柴油或电动作为主要动力源，确保在田间作业时有足够的动力支持。动力系统将置于机器的最前端，以确保驱动轴位于中心位置，便于机械稳定性和动力传输。考虑到农作物的种类，选定的动力源将能够提供足够的扭矩，以适应不同农作物收割时的阻力。履带式行走系统被选用来适应各种农田地面条件，包括湿滑和硬地。履带的设计将考虑其耐磨性和磨损特性，以确保长时间使用下不易损坏。履带的间距和张力将通过试验来优化，以适应不同地形的牵引力和稳定性需求。收割机械部分将位于机器的顶部，以方便对农作物进行收割。采用适合韭菜收割特点的刀片或割刀装置，保证收割的效率和清洁度。收割装置的设计将考虑其可维护性，以便于清理和更换维护。收割机将配备直观的操作控制面板，包括启动停止按钮、安全开关以及收割速度调节器等。通过定制的操作界面和自动调节系统，用户可以轻松地控制收割机的作业模式和性能。安全设计贯穿于整个收割机的布局，包括驾驶室的防滑地板、安全带、紧急停止按钮等设施。还将在收割区上方设置防割网，以保护操作员的安全。对所有暴露的机械部件进行有效防护，以防止人员在接近作业时受到伤害。收割机将集中设计多种功能，如自动卸载、自动油箱填充系统等，以提高操作的便利性和作业效率。将进一步研究和集成智能技术，如远程监控和维护提醒系统，让用户更好地掌握机器的运行状态和维护需求。3.2主要部件设计与分析本节将详细介绍履带型自走式韭菜收割机的主要部件设计及分析，包括驾驶室、动力系统、传动系统、割台机构、堆垛机构和控制系统等。驾驶室设计为可枢动结构，提供舒适的操作环境和良好的视野。内饰配备ergonomic座椅、仪表板和操作控制台，并具备良好通风、空调和灯光系统，确保机组人员的操作舒适度和安全。动力系统采用高功率、低转速柴油发动机驱动，提供充足的动力以满足收割和搬运作业的需求。采用水冷式散热系统确保发动机始终在最佳的工作温度范围内。传动系统采用hydrostatic液压传动，提供平稳、可变速度的行走功能，并能实现原地转向。采用多段控制阀和液压泵组成，实现精确的速度和方向控制。割台机构采用多刀条割刀设计，配合oscillating切割机制，确保韭菜切割更彻底、损伤更小。刀条材质采用高强度耐磨钢，可有效延长使用寿命。堆垛机构采用旋转式输送带和升降机构，实现韭菜的集中堆垛。堆垛机构可根据不同操作需求进行调节，实现堆垛高度和宽度等参数的调整。控制系统采用embedded程序控制，整合了发动机、传输、割台、堆垛等各部分的控制信号，实现自动化操作控制。用户可通过操作控制台进行参数设置和故障诊断，提高作业效率和准确性。本设计布局清晰、结构合理，各部件之间紧密配合，为完善的韭菜收割解决方案奠定了基础。下一步将进行详细的性能测试和优化调整，进一步提高机器的性能和可靠性。3.3动力系统和传动系统设计本节将着重介绍韭菜收割机设计的动力系统和传动系统，这关系到整个设备的作业效率和可靠性。我们的目标是设计一套高效、自给的动力以及精确、稳定的传动系统，以确保韭菜在高速和低能耗的情况下，能够高效地被收割。动力系统是整个收割机的核心，经过反复研究和理论分析，我们采用了一台高性能柴油机作为韭菜收割机的主动力源。在设置动力时，不仅考虑了韭菜收割作业的正常需求，还预留了一定的余量以应对装载量变化或是特殊作业情况。传动系统是一个将动力转换为收割机构机械动作的关键环节，我们遵循简单可靠和精度控制的原则，通过齿轮、链条和皮带等传统传动方式相结合，实现了三级驱动的传动链条设计方案。其中初级传动用于驱动刀片机构，保证韭菜在收割时的快速和切削效果；中级和次级传动则用来控制刀片的旋转速度和相对定子的位移，确保在收割时韭菜的损伤率最低。传动系统设计时，我们还特别引入了电子调速器，这使得动力供应能够根据实际操作需要进行精细调节，既可以在操作过程中保证动力输出的平稳性，又能通过准确控制电机转速来适应不同地块上的作业环境。动力系统和传动系统设计在韭菜收割机的整体结构中扮演着至关重要的角色。通过精密的设计和合理的构造，本设计的动力系统和传动系统不但为韭菜收割提供了充足的动力，同时还在确保传动精度的前提下，降低了能耗，提升了作业质量和效率。4.收割机关键技术履带行走系统是履带型自走式韭菜收割机的重要组成部分，它负责将收割机稳定在韭菜田中并进行移动。设计时应考虑履带的宽度、长度和厚度，以确保足够的承载能力和地面牵引力。履带行走系统的稳定性和耐用性也非常关键，这对于收割作业的平稳性和机器寿命的长短都是非常重要的。收割机上的割刀是切割韭菜的关键部件，它们的设计应兼顾锋利度和耐用性。切割机构的设计应确保割刀能够准确切割韭菜，且不会伤害韭菜根部，同时要考虑到韭菜的不同品种和生长条件，以适应不同的收割需求。收割机将割下的韭菜输送至收集部位的系统设计至关重要，这一系统应能够快速、均匀地将韭菜输送至收集区，同时减少韭菜的损伤和损失。集满韭菜的收集系统还需要方便用户投递，以提高作业效率。动力系统是驱动收割机各个工作部件的能源来源，设计时需要考虑到电机的功率和效率，以及传动系统的可靠性。传动系统应确保动力的有效传递，避免因传动故障而导致收割过程的中断。控制系统是收割机的神经中枢，它负责接收和处理来自各个传感器的信息，启动和调节各部件的工作。安全保护系统则是确保收割作业安全的关键，包括割刀的安全启动停止机制，以及可能的机械故障警示和紧急停止按钮等。这段内容是一个简化的指南，具体的设计和试验细节将取决于实际的机械工程设计标准、韭菜的生长条件以及生产目标。在实际撰写文档时，每个关键技术点都需要详细描述设计理念、选型依据、试验结果和优化方案等具体内容。4.1收割刀组设计刀架:由耐磨钢材制成，安装在收割头的前端，固定刀片并承受剪切力。刀架设计为倾斜结构，方便韭菜被切割后下落到输送带。刀片:切割面采用高强度、高韧性的合金钢材制成，并进行淬火处理，具备良好的锋利性和耐磨性。刀片设计为与各刃之间形成一定间隙，确保韭菜充分切断，防止堵塞。驱动系统:收割刀组采用电机驱动旋转，动力传递效率高，能够确保高速、精准的收割工作。保险装置:为保护机器和操作人员的安全性，设计了刀片过载保护装置，当刀片遇到阻力超限时，会自动停止运转，避免刀片损坏和卡壳现象。为了提高收割效率和降低自走式韭菜收割机的能耗，本设计采用了优化化的刀片排列方式和刀片角度。针对韭菜的特性，收割刀组设计了自动调节功能，可以根据韭菜的生长高度和穗状花序密集度进行自动调节，实现最佳的收割效果。4.2力学仿真分析为了准确体现各个部件在实际工作状态下的力学响应，本研究对收割机进行了全面的几何模型建模，随后导入到FEA软件中。计算模型中，材料属性基于韭菜收割机各个组件的实际材质由工程师团队采集及输入到仿真环境中。这些输入值包括了弹性模量、泊松比例、质量密度等关键材料参数。履带部件仿真中，重点考虑了履带与地面的接触力学以及传递力矩的能力，考量了传动系统对履带牵引力的分摊效应。还模拟了在不同土壤条件下的附着力变化，确保机械在多变的环境下仍具良好的通行性能。切割器的仿真分析着眼于其刀片在收割过程中的受力和应力计算，以便评估刀片磨损程度及其使用寿命。考虑到韭菜切割的复杂性，通过细化网格模拟刀片与韭菜的切入过程，并检查韭菜结构和韧度的关系。考虑至传动系统的复杂性，设计者通过仿真确认驱动力的分布状况以及各部件的应变和温度，确保传动机构在保障高切割效率的同时，减少机械磨损并提高耐用性能。通过精确地设定边界条件、施加荷载以及定义材料性质，计算结果显示了收割机在不同操作条件下的整体性能，从而验证并优化设计参数。此一分析对于预测收割效率、稳定性以及耐用度至关重要，并为后续的物料收集和存储系统的设计与实施提供了依据。这段仿真分析段落集中体现了工程研发过程中的关键步骤，包括但不限于建立仿真模型、进行模型验证、以及在实际应用中可能考虑到的所有因素。这些都被综合后用以提炼出可能的性能提升点，为最后的设计完善和生产准备铺平了道路。这样的力学仿真分析将极大提高设计过程的精准性和创新性，有助于生产出更高效的农业机械。4.3控制系统的设计与实现在履带型自走式韭菜收割机的控制系统中，首先要进行的是总体设计。这个阶段的主要目标是确定系统结构、选择合适的传感器、控制器和执行机构。总体设计应该考虑到操作的便捷性、系统的可靠性、以及与现有机械部件的兼容性。还需要对设备进行尺寸限制，确保收割机能够适应不同的农田环境。传感器的选择对于控制系统至关重要，对于履带型自走式韭菜收割机，可能需要使用轮速传感器来监控履带的运行速度，以确保收割效率和机器稳定性。还可以加装位置传感器和速度传感器，以便实时监控收割机的位置和移动速度，以及积累的韭菜数量。通过这些传感器的数据，控制系统可以更准确地控制收割机的行进轨迹和收割速度。控制器是整个控制系统的大脑，在设计控制器时，我们需要考虑如何处理来自传感器的数据，以及如何根据处理结果给出正确的指令来控制执行机构。对于履带型自走式韭菜收割机，控制器需要能够处理来自轮速传感器的速度信息，以及来自位置和速度传感器的位置信息。控制器通过这些数据，能够控制履带的加速和减速，确保收割机的稳定运行。执行机构是控制系统的对外输出，由电机、齿轮箱和其他机械部件组成。为了确保收割机的性能，执行机构需要能够承受切割韭菜时的冲击和移动时的负荷。选择合适的电机和齿轮箱，以及考虑必要的润滑和冷却系统，对保证执行机构的长期稳定运行至关重要。软件是控制系统的核心，在设计软件时，需要考虑的目标包括运行效率、数据处理的速度和准确性，以及用户界面的人机交互性。软件应该能够处理传感器的数据，通过控制器算法进行必要的数据处理，然后输出控制指令给执行机构。软件还需要提供实时监控和故障诊断功能，以便在出现异常时能够及时调整操作。将硬件和软件部分集成到一起，并进行系统测试是控制系统设计与实现过程中的最后一步。在集成过程中，需要确保各个组件能够正常工作，并且没有任何潜在的不匹配或冲突。系统测试则是为了确定设计的控制系统是否能够满足预期的性能标准，包括设备的工作效率、收割质量、燃油消耗等。通过测试收集的数据可以为后续的优化提供依据。完成这一系列的设计与测试工作后，一个完备的履带型自走式韭菜收割机控制系统便可以投入使用，为农业作业带来更高的效率和更好的效果。5.试验方法本试验旨在评价履带型自走式韭菜收割机在韭菜田中的收割效能、动力特性及运行稳定性。试验选取位于（试验地点）的成熟韭菜田，该田面积约为（试验田面积）平方米，韭菜种植密度为（种植密度）株平方米，平均植株高度为（平均高度）cm。收割速度:将收割机设置不同的工作速度，分别为（速度一）、（速度二）、（速度三），记录每个速度下的收割宽度和单位时间内收割面积。收割损耗:在不同速度条件下，随机选取若干条韭菜，对比收割前后的茎秆重量和外观变化，计算茎秆破损率和落叶率。收割效率:根据收割速度、收割宽度和收割时间，计算收割机单位时间的收割面积和韭菜产量，并分析不同速度的收割效率。油耗:在不同速度和收割高度下，记录收割机在工作中的燃料消耗量，计算不同条件下的油耗，并分析其与收割效率的关系。功率:通过测试发动机转速和扭矩数据，在不同工作负载下测定收割机的输出功率。振动:使用振动传感器对履带型移动平台和刀具系统进行振动测试，分析其振动幅值和频率分布，评价收割机的运行稳定性。噪音:使用声级计对收割机不同工作状态下的噪音进行测量，分析其声压级和噪音污染程度。在试验过程中严格遵守安全操作规程，配备必要的防护设备，并由专业人员进行安全监护。5.1试验环境与条件气候条件：海南属热带季风气候，适合韭菜常年栽培，而山东与河北属于温带季风气候，具有典型韭菜种植季节规律。散户与农场并存：该地区既有传统的小规模韭菜种植，也有现代农业中的大田种植，能够全面检验机器在不同规模生产中的应用效果。土壤条件：海南土壤肥沃，适宜韭菜生长；山东与河北土壤类型多样，可评估收获机对不同土壤的适应性。水资源：水资源较为丰富，有利于评估收割机在湿润与干旱条件下的性能。韭菜品种多样性：这些地区的韭菜品种多样化，收割机设计应考虑处理不同种类韭菜的需求。为确保试验结果的准确性，每次试验前需对机械进行彻底的清洁与校准，确保切片厚度均匀、行走速度稳定。试验需注意的是在每个测试点选取不同成熟阶段的韭菜，以便综合评估机器对不同生长阶段韭菜的处理能力。针对机械在垂直、水平以及复杂地形条件下的适应性和可靠性进行详细的记录。试验团队应紧密观察每一步操作，避免人为因素的干预影响试验结果，确保试验数据的真实性与科学性。5.2试验设备和材料履带型自走式韭菜收割机（以下简称“收割机”）：用于收割青菜及其他韭菜等作物。需提供收割机的型号、规格、功能等详细信息。测试区域及草坪地表:试验地点应具有代表性的地表条件，如土壤类型、湿度、坡度等，以确保试验条件的真实性和可重复性。记录表数据采集系统:用于记录收割机的各项性能指标，如割刀深度、割茬高度、作业速度等。测量工具套件:包括尺子、体重秤等，用于测量韭菜的收获情况及相关参数。清洁工具和补给品:如水桶、拖把、垃圾袋等，用于试验后现场清洁和维持试验环境。鉴于收割机的特殊性，需对收割机进行操作前的检查和准备工作，以确保试验的高效和数据记录的准确性。还应对测试区域和草坪地表的条件进行预处理，以保证试验的可靠性。在测试实施前，应将计时器秒表进行校准，确保时间记录的准确。数据采集系统应事先调试并确保稳定运行，测量工具也应该进行检查和校准，以便获得准确的数据。在试验过程中，应定期检查所有设备和材料的使用状况，如确保设备功能正常、材料完好无损。维护工作应包括设备的清洁、润滑和必要的检查，以确保设备在试验中能够正常工作，减少故障率。同时也需要记录设备和材料的损耗及磨损情况，为下次试验提供参考。5.3试验步骤与数据分析设备设置:将履带型自走式韭菜收割机安装调试完毕，确保各系统正常工作。测量设备的尺寸、重量和主要参数。收割速度测试:以不同收割速度(每分钟10m,15m,20m)横穿试验场地，记录每一速度下完成割修面积所需的时间，并计算收割效率。收割高度测试:调整收割刀的切割高度，以不同高度(5cm,7cm,9cm)进行收割，记录不同高度下韭菜残留长度，并评估切割效果。收割质量分析:收割完成后的韭菜进行质量评估，包括刈切整齐度、稻谷损伤率、残茬长度等。数据统计与分析:利用EXCEL等软件对试验数据进行统计分析，并进行回归分析，从而得出履带型自走式韭菜收割机在不同条件下性能指标和收割效果的结论。故障诊断与处理:记录所有试验过程中出现的故障现象，分析故障原因，并进行及时处理。收割质量:通过评价韭菜残留长度、损伤率等指标，分析不同收割高度下的收割质量。设备可靠性:通过记录故障次数以及故障处理时间，分析设备运行可靠性。6.试验结果分析收割机的作业速度和适应性方面表现出色，机器能够在不同地形和坡度的田地中保持稳定的操作性能，且在预定的作业速度下，能够迅速且高效地完成韭菜的收割。测试数据表明，在理想作业条件下，收割机每小时可完成近1亩地的收割任务，这大大提升了韭菜收割的效率。收割品质符合预期，试验中使用收割机收割的韭菜均达到了标准要求，保证了韭菜的完整和无损。分析收割后的sample发现，韭菜的切断面平滑，且不造成叶片的机械损伤，显著保证了加工质量与外观。能源利用效率方面，自走式设计极大程度上减少了人力与物力的成本消耗。由于使用内燃机的驱动，机器在连续工作若干下依旧表现出良好的能源利用效率。进一步的研究可以聚焦在提高发动机的燃料利用率或是转向可再生能源的应用，进一步优化成本和环境效益。机器在某些复杂地形或在狭窄作物区域作业时，仍存在操作灵活性的挑战。我们建议未来的研发重点是进一步强化机器的机动性和适应高难度作业环境的稳定性。试验中机器的表现还有许多值得优化之处，如收割机的割幅大小、动力系统的改进、以及智能化控制系统的完善。这些方面的优化都将有助于提升整个设备的作业性能，为农民带来更多便利。履带型自走式韭菜收割机在设计理念和实际应用中都取得了相当可观的进展和成绩。根据试验结果，依然有提升空间。需要针对众多细节进行深入的优化和测试，以期实现更为高效、节能和智能化的韭菜收割效果。通过不断的试验与应用反馈，我们相信这一创新的韭菜收割机将继续推动农业自动化进程，并为韭菜产业创造更高的价值。6.1收割机性能测试收割效率的测试目的是定量地评价履带型自走式韭菜收割机在单位时间内收割的韭菜数量。测试应在不同韭菜生长阶段和不同韭菜密度条件下进行，以达到更为全面的效果。回收效率的计算公式通常为：。动力性能测试动力性能测试用于考察履带型自走式韭菜收割机在作业过程中的机械动力需求，包括功率、扭矩输出等参数。测试时应加载相应的作物负载，记录收割机发动机在不同工作点时的功率输出。可靠性测试是考查收割机的稳定性和耐久性，通过长时间连续工作来判断其机械部件磨损情况和设备稳定性。测试过程中需要对收割机进行定期的维护检查，以排除可能影响测试结果的临时故障。收割机的作业精度直接影响到收割后的韭菜品质，测试其割茬高度、切割宽度以及切割的整齐程度等，确保收割机能够提供高质量的收割作业效果。履带型自走式韭菜收割机需要适应各种地形和气候条件，因而进行环境适应性测试是必要的。测试内容包括不同土壤类型、不同坡度、不同温度和湿度条件下收割机的性能表现。收割机在作业时应确保操作人员的人身安全，测试主要包括收割机械的防护措施、紧急停止系统、控制系统的人机工学设计等方面，确保其在出现意外情况时的安全性。通过对履带型自走式韭菜收割机的综合性能测试，可以明确其各项性能指标是否满足实际生产需求，以及是否有改进的空间，为收割机的优化设计和用户的选择提供科学依据。6.2动力与传动系统效率分析履带型自走式韭菜收割机的动力与传动系统效率直接影响机收割效率和燃油经济性。本试验以收割速度为变量，分析了动力与传动系统各环节的效率，包括发动机、变速箱、液压系统和履带系统。发动机效率:以发动机额定功率为参考，测量不同转速下的发动机输出功率和油耗，计算发动机效率。试验结果表明，发动机在7590额定转速下效率最高，高于额定转速和低于额定转速时。变速箱效率:通过测量不同档位下的传动扭矩和输出功率，获得变速箱效率。变速箱效率与档位选择有关，高档位下效率相对较低，低档位下效率较高。液压系统效率:通过测量液压泵的驱动功率和液压油的流量，计算液压系统泵的效率和液压阀的泄漏流量。试验结果表明，液压系统在较高工作压力下效率更高，但泄漏流量也会增加。履带系统效率:通过测量履带的牵引力、行驶速度和油耗，计算履带系统效率。履带机的效率受地表情况和载荷情况影响较大，在平坦路况下效率更高，而载重程度增加时效率会下降。通过对各传动环节的分析，确定了动力与传动系统整体效率影响因素，为优化设计和提高机器收割效率提供了依据。6.3安全性与用户友好性评估安全性是设计任何农用机械时首要考虑的核心因素之一，对于履带型自走式韭菜收割机而言，涉及的多个组件和控制系统需要经过严格的安全评估。防护设计与警告标识：在收割机上使用代言清晰的防护罩，确保操作者和维护人员的安全。在关键部件（如转动部件、刀刃和传动轴等）附近设立清晰的警告标识，提醒用户避免潜在危险。紧急停止机制：设计集成紧急停止开关和紧急制动装置，确保在突发情况下能够迅速终止机器工作，保护操作者安全。稳定性与平衡性：机器的稳定性对于工作安全至关重要。通过对机器重心进行合理配置与优化，减小翻倒风险，增强整体的稳态特性。电气安全标准：电子控制设备和元件需符合国际和国内标准，如IP等级（以防尘、防水特性），确保电气系统的安全可靠。为确保韭菜收割机的有效使用和普及，需对每项使用功能进行用户友好性评估：操作简便性：韭菜收割机应设计成界面直观、操作简单的方式，减少用户的学习和工作负担，以提高用户的使用效率。指令响应性：机械的操作接口需响应迅速，确保用户能准确控制收割的幅度、深度等参数，避免失误。维护保养便捷性：便于用户自行进行简单的维护和保养工作，例如更换零部件、清洗和润滑油等，降低保养成本。运输和储存便利性：设计考虑运输过程中的部件拆卸和再装配，同时需考虑收割机长时间储存时的保护措施，以应对不同存放条件。通过多维度、全方位的发展和安全标准的研究和实施，履带型自走式韭菜收割机能够显著提升农业生产的安全水平和作业效率，同时降低操作门槛，使之贴切融合于韭菜的机械化种植流程中。7.设计和试验中的问题与改进建议关于履带型自走式韭菜收割机的设计与试验过程中，我们发现了一些问题并提出了相应的改进建议。这些问题的研究和解决对进一步优化设备性能和提高生产效率至关重要。在实际试验过程中，我们发现在复杂地形和较陡峭的地块上，机器的定位精度不够高，可能影响精准收割韭菜。这