2024年3月10日发(作者：掌德义)
2421
年
9
月
农机化研究
第
9
期
移动式花生摘果机的设计与试验研究
于健东
，
刘艳芬
，
王东伟
（
青岛农业大学机电工程学院
，
山东青岛
266109
）
摘要
：
目前
，
我国大部分花生摘果机存在荚果损伤严重
、
摘净率低
、
秸秆过碎不易清选等问题
，
且整体结构和
传动系统较为复杂
，
制造成本高
，
严重制约着花生生产的可持续发展
。
针对这一突出问题
，
研制了一种分离花生
果与花生秧且对花生果进行清选的可移动式花生摘果机
，
能够实现花生果实从喂料到摘果
、
集果的整个作业流
程
。
摘果机可自动对未摘净的花生进行重复作业
，
摘净率高
，
其分选装置包含风选
、
振动分选两部分
，
通过风选
与振动分选机器能够去除大部分的花生叶
、草叶等轻质杂质
，
以及泥土
、
土块及沙石等杂质
。
田间试验表明
：
该
移动式花生摘果机的未摘净损失率为
0.73%,
破碎率为
2,
1%,
作业噪声为
80dB
（
A
）
,
花生果含杂率为
1.97%
,
纯工作小时生产率为
2149ke,
均符合花生摘果机的作业要求
。
移动式花生摘果机实现了花生摘果的高速高效作
业
，
对于我国全面推进花生生产机械化具有十分重要的意义
。
关键词
：
花生摘果机
；
摘果机构
；
清选机构；
集果提升装置
中图分类号
：
S2251
+
3
文献标识码
：
A
文章编号
：
1003-188X
（
2021
）
09-0059-07
0
引言
花生是我国重要的优质油料与经济作物之一
。
我
的设计参数会影响到花生果实产出的质量
。
摘果机
构决定了花生荚果的成品质量,有关专家先后研制出
了单滚筒弹齿花生摘果装置
、
双滚筒弹齿花生摘果装
置
、
三滚筒弹齿花生摘果装置
、
多滚筒弹齿
，
凹板筛可
调定齿花生摘果装置和轴流式双螺旋滚筒全喂入摘
国种植花生历史悠久
，
目前尤以河南
、
山东等省份种
植面积最广且分布相对集中
［
1
］
o
受各种因素影响
，
我
国花生机械研究起步晚
，
发展速度缓慢
，
很多地区花
果机构
［
14
"
12
］
o
生收获至今仍主要依赖人力完成
。
为改善这一状况
，
更为我国花生机械发展提供动力
，
结合我国现在广泛
国内外很多学者进行了花生摘果原理和摘果装置
结构等研究
，
部分成果得到应用
［
I5
-
I5
］
o
其中
，
青岛农
业大学尚书旗教授的团队研发了一种螺旋圆弧面板
采用的花生收获方式即挖掘与摘果分开作业方式
，
设
计一款移动式花生摘果机
，
从而达到降低收获成本
、
提高收获作业效率的目的
J
9-2
/
o
式摘果机构
,
沈阳农业大学高连兴教授针对花
生起挖晾晒后的果柄特性进行了试验研究
，
为花生两
美国工业化程度高
、
进展快
，
早在
20
世纪
5
。
年代
就开始研制花生联合收获机械,经过多年的发展逐渐
段式收获在国内的应用奠定了基础
［
15
-
20
］
o
形成了捡拾式的联合收获系统
。
由于其花生植株为
匍匐型
，
半喂入式联合收获机械很难完成摘果作业
，
因此多采用分段式花生收获机械
［
i
6
o
花生摘果机主要用于花生果与花生秧蔓的分离作
1
设计原理及机构
移动式花生摘果机提供了一种干湿两用的摘果机
的摘果作业方案
，
能够完成花生的摘果
、
清选分离和
集果作业
。
机器选用全喂入方式进行作业
，
工作原
业
，
并可将摘下的花生果实进行适当的分拣
、
清理
。
花生摘果机作为近年刚发展起来的一种花生分段收
获设备
，
还有不少技术问题需要研究和攻克
［
一
9
。
花
理
：
将带有果实的花生秧蔓放在喂入输送带上
，
随着
喂入输送带不断向前运动花生果秧逐渐进入摘果机
构,在摘果机构内经过三级摘果滚筒与凹板筛的作用
逐步将花生荚果从花生上摘下
,
花生秧蔓也在摘果装
生摘果机的核心部件是摘果机构与分选机构,这两者
收稿日期
：
2323-01-26
基金项目
：
山东省农机装备研发创新计划项目
（
234YF
（
）
（
）
8-16
）
作者简介
：
于健东
（
1980-
）
,
男
，
山东莱阳人
，讲师，硕士
，
（
）
yjdlyf@
165.
como
置的作用下被折成小段
，
随花生果落入分选机构
；
未
摘净的花生果秧会随着摘果滚筒的运动
，
被带入侧面
的输送带随着输送带再次送到喂入传送带进行摘果
通讯作者
：
王东伟
（
1981-
）
,
男
，山东泰安人
，
教授
，
（
）
w88336661@
165.
cu
。
作业;落入分选装置的花生果实及花生茎秆在风机的
作用下被分选
，
质量较轻的会被风机及传送带排出
，
59
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农机化研究
第
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期
质量较重的会在重力作用下进入振动筛进行分选
，
在
振动筛的作用下花生果实上黏附的土会被振动振脱,
振落的土壤随筛子振动进入去土机构
,
而花生果经过
2.
1
传动系统设计
由于移动式花生摘果机的运动部件比较多
,
传动
中心距较大
，
因而设计中使用分路传动系统
。
动力经
过电机分为
3
部分，
分别输出到两个风机及摘果装
集果提升装置提升到一定高度,方便进行打包装袋
。
机器主要由移动装置
、
机架
、
喂入机构
、
摘果机
构
、
振动分选机构
、
风选机构、
二次上料机构
、
花生升
置
。
在摘果装置分路传动再次分支:一路传送到另外
两个摘果滚筒
、
振动筛和清选去土机构
，
另外一支传
到前方平置输送带和二次上料输送带
。整机传动系
统如图
2
所示
。
21
摘果装置设计
摘果装置是花生摘果机的主要结构
,
而摘果滚筒
又是摘果装置的核心
，
其性能直接关系到花生摘果机
的摘果质量及摘净率
、
破碎率等重要技术指标
。
设计的移动式花生摘果机采用开放式摘果滚筒
,
摘下的花生果实可以直接落入筛选机构
。
其结构简
单,质量小
,
制造成本低
,
且摘果过程中能够很好地抓
取花生秧蔓
、
防止花生茎秆堵塞
。
本设计的摘果机构
采用
3
个类型不同的摘果滚筒组合
，
前两个采用径流
式滚筒
，
适合摘晾晒干的花生果
，
最后一个采用轴流
式滚筒更适合摘未晾晒的湿花生果
。
这样
，
三者组合
既适宜于干湿两用的花生果实摘果作业
,
又能够提高
9
•
移动装置
图
1
1
移动式花生摘果机整机结构示意图
Fig.
1
The
whole
macUine
structure
摘果的效率
、
提高摘净率
。
机器采用钉齿式摘果滚筒与甩捋式摘果滚筒组合
方式构成摘果装置
，
达到更好的摘果效果
，
提高了摘
2
主要部件设计
果质量
。
III
集果升运机构
X
ib
X
风机
X
X
X
X
X
III
ill
风机
L
x
J
X
III
III
X
X
X
X
二次上料输送带
山
X
•II
振动筛
i
、
u
、
m
为摘果滚筒
图
2
移动式花生摘果机传动系统简图
Fig.
2
Transmission
system
diayram
of
the
movadle
peanut
picUer
60
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5
期
将相关参数带入式
（
3
）
中可得
：
n
二
540
〜
680
s
/
2
.
2
.
1
钉齿式摘果滚筒结构设计
钉齿式滚筒的钉齿沿轴向分布
，
并固定在钉齿固
min
,
本机取钉齿式摘果滚筒线速度为
^Oe/m
—
o
定板的上面,而钉齿固定板则固定在固定盘上
。
钉齿直径为
15mm
,
长度为
70mm
,
齿间距为
100mm
。
钉齿的作用在于能够将输送带送入的花生秧
2.2.2
甩捋式摘果滚筒结构设计
甩捋式滚筒由传动轴
、
摘果钉齿和螺旋搅龙等部
分组成
，
摘果钉齿沿螺旋形均匀排布
，
钉齿焊接在轴
与搅龙上面
，
滚筒摘果效率高
，
不易破碎和堵塞
。
根
据花生秧的喂入量及前一摘果滚筒摘果情况可以确
带入摘果机构
，
从而将花生果与花生秧蔓分离
。
钉齿
式摘果滚筒直线式分布
,
加工工艺简单
,
制造方便
。
摘果滚筒的直径大小关系到花生秧蔓的通过率
、
钉齿与筛板的间隙大小等
，
对摘果机构的摘果质量及
摘净率等参数产生影响
。
增加摘果滚筒的直径会提
定搅龙的直径
。
在搅龙上面均匀分布着摘果钉齿
，钉
齿长度为
60mm
。
在制造中采用钢筋焊接螺旋固定
杆
,
近似地模拟螺旋状
,
能够降低加工制造的成本
。
摘果搅龙直径与下筛板面积
、
摘果滚筒的长度等
高摘果质量
、
花生秧的通过率,但同时也会增大机器
尺寸,提高机器加工成本
。
通过查阅文献资料
，
在保
证花生荚果能够顺利摘下的前提下
,
尽可能避免出现
因素制约着摘果滚筒的摘果效率
，
即摘果滚筒越大,
摘果效率也就越高
。
为了保证花生能够进入搅龙随
搅龙进行高速旋转运动
，
根据花生的状态及花生秧蔓
漏摘及摘不干净等问题,最终确定摘果滚筒的直径为
560mm
。
的喂入量,可以确定摘果搅龙的直径为
560mm
。
2.2.3
上筛板
、
下筛板的设计
花生摘果滚筒的周长为
S
二
n
d
（
1
）
为了能够保证花生秧在摘果机构内能够沿着轴向
移动
,
需要在摘果机构的上筛板上设置一定数量的导
其中,
d
为花生摘果滚筒的直径
（
mm
）
。
经计算可得花生摘果滚筒的周长为
1760mm,
满
足摘果滚筒周长大于花生秧蔓平均长度的
4
倍
，
能够
有效防止花生秧蔓缠绕堵塞问题
，
可避免摘果滚筒及
流板
，
用于引导花生秧的流向
，
如图
3
所示
。
对于轴
向不同的位置导流板的升角应有所变化
，
以适应摘果
机构不同的功能要求
。
查阅文献资料可知
，
在远离花
生秧出口的地方
，
导流板的角度应该设计得小一些
（
20
。
左右
）
为好,这个角度能够保证摘果机构的摘果
其连接机构因堵塞造成损伤
。
摘果滚筒的长度满足下面的公式
,
即
L=vt
（
2
）
效率
，
而在靠近排秧器的地方导流板的升角应该设计
其中
2
为花生收获机的作业速度
（
m/s
）
；
为摘
得大一些
（
40
。
左右
）
，
这样设计有利于花生秧随摘果
滚筒的运动排出机器
。
果作业的时间
（
s
）
。
由此可知
，
花生摘果滚筒的长度与转速及摘果作
业的时间有关
，
滚筒的长度与摘果时间成正比
，
即随
着摘果时间的增加摘净率也会增加;但摘果时间过长
花生果的破碎率又会增加
，
同时机器的功耗也会增
加
。
因此,结合摘净率与破碎率两者综合考虑
，
确定
摘果时间为
2s,
带入式
（
2
）
可确定摘果滚筒的长度为
1200
mm
。
摘果滚筒的转速直接影响到花生摘果机的主要技
术参数
，
摘净率与破碎率都会随着滚筒转速的升高而
1.
导流板
2
•筛板罩
增加;而转速较低时
，
又会出现摘净率低的问题
。
因
此
,
需要确定较为合理的滚筒转速
。
参考相关资料可以了解到:钉齿式摘果滚筒的齿
图
3
上筛板示意图
Fig.
3
Schematic
diagram
ot
upcvs
sieve
plate
下筛板的主要作用是将花生果从花生秧蔓上摘
下
，
且使分离后的花生果实
、
折断的花生秧蔓及其它
顶线速度在
8
-
10m/s
时
,
摘果质量最好
,
因此确定滚
筒转速为
60®
n
-
d
nd
度
（
m/s
）
。
61
杂余落入振动分选装置
，
如图
4
所示
。
所以
，
必须保
证下筛板具有良好的通过性
，
不能造成堵塞
，
而且要
严格控制好下筛板与摘果滚筒钉齿顶部的间隙以保
证良好的通过性
，
同时要保证花生秧在摘果钉齿顶部
与下筛板之间具有摩擦力与挤压力
，
保证摘净率
。
下
（
3
）
其中
，
d
为滚筒直径
（
mm
）
为钉齿顶端的线速
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筛板与摘果钉齿之间的间隙不能小于
7mm
。
筛孔的
间距对摘果质量及花生的破损率都有影响
，
筛孔太小
2.3
清选装置的设计
清选装置的功能是将花生果实中的混合物清除干
不利于花生秧蔓及其摘出物的通过
，
容易堵塞筛孔;
净,清选后的花生果实的清洁率一般要求大于
98%
,
而筛孔过大又会造成碎花生秧过多落入分选机构
,
增
加清选机构的工作载荷
。
为了能够使花生脱出物顺
清选损失不能超过
0.5%
。
由后吹风风机
、
吸风风机
及振动筛共同组成清选装置
。
风机清选是利用花生果及其混合物的空气动力特
性的差异进行分选
。
该机器风选部分就是利用风机
利通过凹板筛
，
保证凹板筛的通过率,将凹板筛筛孔
设计成栅格式
，
筛孔方形边长为
5mm
。
产生足够的气流,从而利用花生果及其混合物空气动
力的差异实现分选
，
但风机结构简单
，
只能够清除杂
草
、
落叶及其它轻质混合物
。
2.3.5
吹出型风机的设计计算
吹出型风机由外壳
、
叶片
、
传动轴
、
进风口及排风
口等部分组成
，
如图
5
所示
。
工作原理是:传动轴带
动叶片做高速回转运动,带动风机机壳内的空气跟随
叶片运动
，
使得叶片回转中心产生一定的真空度
，压
力降低
；
在压力差的作用下
，
空气从进风口沿着两端
的进风口进入风机
，
在叶轮的带动下获得动能和压
力
，
通过排风口排出
。
图
4
下筛板示意图
Fig.
4
Schematic
diagram
of
loweo
sieve
p
—
te
1
2
3
4
5
6
2.2.4
摘果滚筒的功率计算
花生摘果装置工作时
,
会带动花生秧进行高速旋
转同时进行甩捋与击打,还要克服花生秧蔓与钉齿
、
下筛板之间的挤压力和摩擦力
，
才能够将花生果从花
生秧上摘下
。
成熟期后期可以确定为花生摘果的最
佳时期
，
而且此时花生果与果柄以及果柄与根部之间
的拉力十分接近
，
且受力比较稳定
（
约
9.
5N
）
。
摘果滚筒在工作时,对单株花生秧进行摘果的功
1
.传动轴
2.
叶片
5
螺栓
4.
固定板
5.
轴承
6.
带轮
率消耗为
0
60
图
5
吹出型风机内部结构图
Fig.
5
Inteool
stocture
of
the
blow
on-
type
Un
(
4
)
吹出型风机的出风口一般设计在风扇出口前方,
其中,
P
为摘一株花生果需要消耗的功率
（
W
）
。
代入相关数据计算
,
可以得到一株花生摘果时的
。
工作时
，
花生果及其混合物在出风口前落下
，
轻质杂
质被气流吹走
,
随前方风道排出机器
,
花生果实及重
功率消耗为
70.
4W
。
质混合物在重力作用下通过气流出口
，
落入振动筛
。
花生摘果机工作时的转速为
560
o/mix
,
花生秧蔓
清选装置的风机风扇一般选用农用型风扇
。
农用
型风扇一般为双面进风的结构
,
叶片长度一般与摘果
在摘果滚筒中停留约
2s
o
所以
，
在单位时间内
，
工作
滚筒中约有
24
棵花生植株
，
因此摘果滚筒需要消耗
的总功率为
P
二心
（
5
）
滚筒长度相当
,
而风扇叶轮的直径多在
300
〜
500mm
之间
，
转速一般根据清选杂物的质量在
600
〜
2000
mix
之间选取
。
由此
，
可以确定风机的主要结构尺寸
。
其中
，
为摘果滚筒消耗的总功率
（
W
）
；
P
0
为摘
为了保证风机风选的清洁率
，
需要有足够的气
流,需要确定风机的风选气流的风量
。
风选气流的风
果时单株花生消耗的功率
（
W
）
；
c
为工作过程中参与
的花生数目
。
量
％
需要根据花生果及其混合物中需要清除轻质杂
将有关数据代入式
（
5
）
,
计算可得花生摘果消耗
质的量来确定
，
即
V
。
二袒
（
6
）
的总功率为
8659.
2W
。
64
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年
9
月
农机化研究
第
9
期
其中
，
0
为花生秧蔓的喂入量
（
kg/s
）
；
为杂质占
花生喂入总量的比例;
；
为空气密度
（
kg/m
5
）
；
“
为携
及另一端的变向滚筒形成环状
，
在传动滚筒的带动
下
，
带体绕着两个托辊不断旋转
，
将物体置于输送带
上
，
依靠物体与带体之间的摩擦力
，
物体会随着输送
带一起运动
,
进而实现物体的移动
。
带杂质气流的混合浓度比
，
在
0.7~0.3
内取
。
空气密度
P
为
1.23ku/m
5
,
取
0=15%
,
“
=
0.3,
经
过计算可得理论气流量为卩
o
=
2
5m
5
/s
o
2.3.2
吸入型风机的设计计算
2.4.3
输送带带体的计算
输送带用于接收来自振动筛分选完毕的花生果
实
，
并提升到一定高度直接装袋
。
输送带的宽度需要
该机器采用吸入型风机主要是为了对振动筛筛分
后的花生果实进行再次清选
，
所以风机进风口的位置
考虑振动筛花生果出口处的宽度及振动筛摆动的幅
度
，
取其宽度为
450mm
。
设置在振动筛尾部
。
吸入型风机的风道一般配置在进风口之前
，
在工
作时进风口对着需要排杂的位置
，
将轻质的杂质吸入
输送带的长度为
风扇内部再由排风口排出
。
吸入型风机一般采用单面进风的方式
，
叶轮直径
在
250
~
400mm
之间
，
转速一般会在
1600
-
1900r/min
P
L
1
=
2L
2
+〒
D
1
+
D
）
+
人"
1
+
DL
（
5
）
其中,
L
为输送带带体总长
（
m
）
-L
为输送带滚
筒中心距
（
m
）
:
D
、
分别为头部滚筒直径
、
尾部滚筒
之间选取,可以确定吸入型风机的相关参数
。
2.3.3
振动筛装置的设计
振动筛是清选装置中必不可少的一部分,通过振
动筛的振动将杂质从花生果及其混合物中分离出来
。
直径
（
m
）
;
A
为输送带接头长度
（
m
）
;
当采用机械接头
时
A
=
0;n
1
为输送带接头数目
；
AL
为采用调节装置时
增加的长度
（
m
）
。
经过计算可得:输送机构所需输送带带体的长度
振动筛的工作原理:利用曲柄连杆机构的摆动带动摆
杆前后摆动
，
而摆杆一端与振动筛相连
，
从而带动振
为
5.
8m
。
2.4.2
集果提升机构
长度是集果提升机构的一个重要的参数,可以参
动筛前后摆动实现筛分;花生果实及其脱出物经过风
选后掉落在振动筛表面
，
与振动筛表面产生相对运
动
，
实现花生的筛分与除杂
。
照谷物籽粒输送器的设计公式计算
,
即
I
==
I
27/cosp
)
振动筛的主要尺寸是筛网的面积
，
主要由落入分
选筛筛网的花生果实及其混合物的量来确定
；
另外
，
还要考虑机架及摘果滚筒的宽度尺寸,所以筛子的整
gcos
(
0
+
a
)
(
9
)
其中
2
为集果提升机构的长度
（
m
）
；
为升运装
置倾斜角度
（
°
）
；
a
为花生果与提升机构的摩擦角
（
°
）
o
体宽度尺寸确定为
1.
44m
。
振动筛筛子的长度
L
1
可
以由下面的公式确定
，
即
1
花生集果输送带的线速度应该根据振动筛出口处
花生的排出量来确定
，
即根据花生果的喂入量来确
定
。
花生输送带的速度保持在
66
m/min
比较合适
，
旳
旳
其中
2
为杂余占花生总质量的比值
，
取
3
=
5%
；
2
为摘果机构的工作特性系数
，
通常取
0.
6
~
0.
9,
取
k
=
0.7;
集果提升机构的倾斜角应该在
40°
-
60
。
之间
，
而花生
果与升运装置的摩擦角应不大于
46
。
。
综上所述
，
计
算出集果提升机构的长度为
2.
5m
。
B
为筛子的宽度
（
m
）
;,
为单位面积上振动筛筛
面可以承担的分选物的喂入量
［
kg/
（
s
•
m
2）
］
,
取
,=
2kg/
（
s
•
m
2
）
o
经过计算可得
L
=
1250mm
。
2.4.3
输送机构运量的确定
为了保证集果提升机构能够将振动筛出口处的花
振动筛的摆动幅度在
2
r
左右
，
振动分选时
，
要保
生果及时运送完
，
保证不会出现堆积现象
，
需要对集
证清选效果
,
需要增加清选时间
，
且需要综合考虑花
果提升机构的运量进行计算
。
刮板式升运器的升运
量
R
的计算公式为
生果在筛面上的位移情况
，
应保证其前后位移量的差
值大于零
，
且花生果被抛离的高度不能过高
，
防止抛
R
=
Bhv
2
V
l
^/X
（
12
）
出筛子
。
参考现有机型
，
确定振动筛的振幅为
40mm
o
2.4
输送装置的结构设计
输送装置是依靠输送带的带体与托辊之间的摩擦
力实现动力传递的
，
主要由支撑架
、
输送带带体
、
托辊
及主动滚筒等部分组成
。
输送带带体绕过主动滚筒
63
其中,为刮板的宽度与高度
（
m
）
；
22
为刮板升
运速度
，
通常选择
1~2m/s;
V
1
为输送花生果的单位容
积的质量
（
ku/m
5
）
；
0
为充满系数
，
按照速度选取;
入
为倾斜系数
。
经计算得运量
R
=
3.9
ky/s
,
大于振动筛排出量,
2421
年
9
月
农机化研究
第
9
期
能够满足输送要求,且不发生堵塞
、
堆积现象
。
能够有效提高摘果的效率
、
摘净率以及摘果质量
。
田
间试验效果表明
：
花生未摘净损失率为
0.73%,
破碎
3
田间试验与结果
3.
1
试验基本条件
田间性能试验于
2219
年
4
月
20
日在山东省烟
台市莱阳市山前店镇西朱宅村进行
。
试验地莱阳市
率为
2.
1%,
作业噪声为
80dB
(
A
),
花生果含杂率为
1.92%
,
纯工作小时生产率为
2149kg,
完全满足花生
摘果机设计要求
。
3)
移动式花生摘果机作业效果完全满足花生摘
位于山东省胶东半岛腹地
，
北纬
36
。
98
，
,
东经
162°
4
主要地形为丘陵山地
，
属温带大陆性季风气候
,
四
果机农艺要求
，
有效解决了花生摘果作业耗费大量人
力的问题,显著降低了作业成本
。
参考文献
：
［1
］
季交替分明
；土壤类型为砂质壤土，
土层深厚,土壤疏
松肥沃
。
试验用花生品种为花育
22
o
为验证花生摘果机
作业效果,试验所用花生包括未经晾晒
、
晾晒
3
天
、
晾
杨然兵
，
尚书旗
，
王方艳
，
等.花生收获机械的应用现状
与进展
［
J
］
农业机械
,2008(2)
：
26-28.
［
2
］
周德欢
，
胡志超.花生全喂入摘果装置的应用现状与发
晒
5
天
、
晾晒
4
天
3
种情况
。
试验重复
3
次,结果取
展思路
［
J
］
农机化研究
,204,39(2
)
：
246-252.
［
3
］
李国
昉
，
陈立东.花生分段收获机械研究现状及应用对
平均值
。
31
试验结果
策
［
J
］
花生学报
,204,45(1
)
：
61-63.
［
4
］
孙玉涛
，
尚书旗
，
王东伟
，
等.美国花生收获机械现状与
移动式花生摘果机试验结果
，
如表
1
所示
。
表
1
移动式花生摘果机试验性能结果
TaPlc
1
Experimestal
results
cf
the
movadlc
peanut
picUcs
技术特点分析［
J
］
农机化研究
,204,36(4):7-11.
［
5
］
赵博.全喂入花生摘果机工作原理及主要部件设计
［
J
］
.
河北农机
,2018(5
)
67.
测试
未摘净损失率
破碎率
/%
/%
噪声
/1B(A
)
含杂率
/%
生产效率
/ha
•
h
-
［
6
］
刘洋成
，
何珂
.4HJZ-4A
花生捡拾摘果机设计与试验
［
J
］
农机化研究
,204,41(5
)
621-46.
项目
实测值
［
7
］
李思漩
，
尚书旗
，
于艳
，
等.弹齿式花生摘果装置的设计
n
4.
3
8
(平均值)
合格率
/%
4
94
449
与研究
［
J
］
农机化研究
,2015,37(2
)
：
136-139.
［
8
］
关萌.全喂入花生摘果试验装置与摘果机关键部件研究
lOO
99.5
lOO
95.4
［
D
］
.
沈阳
：
沈阳农业大学
,204.
3.
4
4.
3
标准差
0.
47
3.5
4.
3
4.9
3.5
6.47
7.9
4.4
［
9
］
周德欢
，
胡志超
，
曹明珠
，
等
.
两段式花生摘果特性试验
研究
［
J
］
农机化研究
,204,37(6
)
633-137.
变异系数
［
10
］
刘进
.
一种花生摘果机的分选装置
：
CN2080
4341U
［
P
］
.
2018-10-30.
由表
(
可知
：
未摘净损失率为
4.
73%,
标准差为
4.27,
变异系数为
3.9
,
完全满足花生摘果机未摘净损
［
1
］
周德欢
.
花生联合收获全喂入摘果特性试验研究
［
D
］
北京
：
中国农业科学院
,204.
失率不大于
4
0%
的作业要求
，
作业合格率为
164%
o
［
4
］
原鲁明
，
王东伟
，
尚书旗
.
两垄四行花生联合收获机横
破碎率
、
作业噪声和生产效率的试验结果表明:所设计
向输送装置的设计与试验
［
J
］
农机化研究
，
204,38
(5
)
:
33-86.
［
13
］
袁鹏飞
，
韩静歌.
4HLZ-130
型智能自走式花生联合收
的移动式花生摘果机作业质量满足花生摘果的作业要
求
。
试验中
，
花生果含杂率的合格率未达到
40%,
主
要是晾晒过
4
天部分的花生果摘果过程中
，
由于干透
获机摘果机构的研制
［
J
］
农业开发与装备
,204(3
)
：
93-94.
的土块很难被震碎而导致了含杂率偏高
，
不过破碎料
平均值还是满足花生摘果机的作业要求
。
［
4
］
庞德亮
，
张书坤
.
花生收获机的研究现状及发展趋势
［
J
］
南方农机
,204(4
)
67,
4
结论
4
田间试验表明
：
移动式花生摘果机在移动过程
［
15
］
鲍起静.干花生清选特性与筛选装置运动参数分析及
仿真研究
［
D
］
.
沈阳:沈阳农业大学
,2018
［
4
］
王东伟
，
尚书旗,韩坤.
4HJZ-9
型花生捡拾摘果联合收
中行走平稳
,
通过性
、
适应性强
,
更适宜于不同地块间
获机的设计与试验
［
J
］
农业工程学报
,2013,29(
11
)
：
27-365
移动作业
。
2)
摘果装置由
3
个不同类型的摘果滚筒组合而
［
4
］
柴恒辉
，
杨然兵
，
尚书旗
.4SHWZ-1300
自走型分段式
成,使得机器更适宜干湿两用的花生果实摘果作业
，
64
花生收获机的研制
［
J
］
农机化研究
,
2014
,36(9):76-
2221
年
9
月
80.
农机化研究
分析
［
］
.
农业机械学报
,242,48(4
)
第
9
期
［
8
］
吕尚武
，
尚书旗,王东伟
，
等
.
花生除杂(清选)分级机的
［
20
］
陈中玉
，关萌
，
高连兴
，
等
.
两段收获花生螺杆弯齿式轴
设计与研究
［
J
］
农机化研究
,202,41(9
)
：
71-75.
流摘果装置设计与试验
［
J
］
农业机械学报
，
202,47
(
11):106-113.
［
9
］
陈中玉
，
高连兴.中美花生收获机械化技术现状与发展
Desi-n
and
Experimentat
Stedy
of
Movabte
Peenuh
Pickea
Yu
Jiaudopg
,
Lin
Yaufen
,
Waog
Dooewc-
(
Colleve
of
Mechanical
and
Elect
—
col
Engideekng
,
Qingdao
Agkco
—
oral
Universits
,
Qingdao
226169,
China)
Abstract
:
At
present
,
most
peannt
pichers
in
ono
connWg
have
some
problems
,
such
as
sekoos
damage
of
pops
,
low
rate
of
piching
and
cleaning,
and
the
excessive
straw
coshing
is
hard
—
be
cleaned.
The
stocture
and
transmission
system
of
most
peannt
pichers
are
complex
,
and
the
mannfac
—
kng
cost
is
high,
which
sOopsly
rest
—
cts
the
sus
—
indOle
develop
ment
of
peannt
pmPoction
-
A
kind
of
movvOle
peannt
picheo
was
developed
to
solve
—
e
afove
pmPlems
,
which
can
sepa
rate
peannt
and
peannt
seedling
and
clevo
well.
The
movaOle
peannt
picheo
can
realize
the
whole
operation
process
of
peannt
from
Ueding
to
piching
and
cellecting,
and
o
—
mOiclly
repeat
—
e
operation
Uo
the
onpichO
peannts.
Piching
rate
of
the
movvOle
peannt
picheo
is
high.
The
separation
device
consists
of
two
parts
:
a-o
separation
and
vibration
separa
tion
.
Thmnoh
the
Of
separation
od
vibration
separation,
most
of
the
light
impukties
such
as
peannt
leaves
and
grass
leaves
,
as
well
as
the
impukties
such
as
soil
-
soil
bloch
and
sand
can
be
removed
.
The
fie
—
test
shows
that
the
net
loss
rate
is
0.
53%
,
the
coshing
rate
is
2.
5%
,
the
operation
noise
is
5
dB
(
A
)
,
the
impukty
content
is
7.
57%
,
and
the
pmPoction
rate
is
2199
kg
pea
hono
,
all
afove
haf
meet
the
operation
mquimmots
of
peannt
picheo.
The
movaOle
peannt
picheo
realizes
the
hmn-spon
and
high
-e
—
iciency
operation
of
peannt
piching
,
which
is
of
great
significodce
—
promote
the
mechanization
of
peannt
pmdoction
in
an
all-round
wa,
in
China.
Key
wo
V
s
：
peannt
picheo;
nnt-piching
mechanism
；
cleaning
mechanism
；
nnt-coPoting
—
device
65
2024年3月10日发(作者：掌德义)
2421
年
9
月
农机化研究
第
9
期
移动式花生摘果机的设计与试验研究
于健东
，
刘艳芬
，
王东伟
（
青岛农业大学机电工程学院
，
山东青岛
266109
）
摘要
：
目前
，
我国大部分花生摘果机存在荚果损伤严重
、
摘净率低
、
秸秆过碎不易清选等问题
，
且整体结构和
传动系统较为复杂
，
制造成本高
，
严重制约着花生生产的可持续发展
。
针对这一突出问题
，
研制了一种分离花生
果与花生秧且对花生果进行清选的可移动式花生摘果机
，
能够实现花生果实从喂料到摘果
、
集果的整个作业流
程
。
摘果机可自动对未摘净的花生进行重复作业
，
摘净率高
，
其分选装置包含风选
、
振动分选两部分
，
通过风选
与振动分选机器能够去除大部分的花生叶
、草叶等轻质杂质
，
以及泥土
、
土块及沙石等杂质
。
田间试验表明
：
该
移动式花生摘果机的未摘净损失率为
0.73%,
破碎率为
2,
1%,
作业噪声为
80dB
（
A
）
,
花生果含杂率为
1.97%
,
纯工作小时生产率为
2149ke,
均符合花生摘果机的作业要求
。
移动式花生摘果机实现了花生摘果的高速高效作
业
，
对于我国全面推进花生生产机械化具有十分重要的意义
。
关键词
：
花生摘果机
；
摘果机构
；
清选机构；
集果提升装置
中图分类号
：
S2251
+
3
文献标识码
：
A
文章编号
：
1003-188X
（
2021
）
09-0059-07
0
引言
花生是我国重要的优质油料与经济作物之一
。
我
的设计参数会影响到花生果实产出的质量
。
摘果机
构决定了花生荚果的成品质量,有关专家先后研制出
了单滚筒弹齿花生摘果装置
、
双滚筒弹齿花生摘果装
置
、
三滚筒弹齿花生摘果装置
、
多滚筒弹齿
，
凹板筛可
调定齿花生摘果装置和轴流式双螺旋滚筒全喂入摘
国种植花生历史悠久
，
目前尤以河南
、
山东等省份种
植面积最广且分布相对集中
［
1
］
o
受各种因素影响
，
我
国花生机械研究起步晚
，
发展速度缓慢
，
很多地区花
果机构
［
14
"
12
］
o
生收获至今仍主要依赖人力完成
。
为改善这一状况
，
更为我国花生机械发展提供动力
，
结合我国现在广泛
国内外很多学者进行了花生摘果原理和摘果装置
结构等研究
，
部分成果得到应用
［
I5
-
I5
］
o
其中
，
青岛农
业大学尚书旗教授的团队研发了一种螺旋圆弧面板
采用的花生收获方式即挖掘与摘果分开作业方式
，
设
计一款移动式花生摘果机
，
从而达到降低收获成本
、
提高收获作业效率的目的
J
9-2
/
o
式摘果机构
,
沈阳农业大学高连兴教授针对花
生起挖晾晒后的果柄特性进行了试验研究
，
为花生两
美国工业化程度高
、
进展快
，
早在
20
世纪
5
。
年代
就开始研制花生联合收获机械,经过多年的发展逐渐
段式收获在国内的应用奠定了基础
［
15
-
20
］
o
形成了捡拾式的联合收获系统
。
由于其花生植株为
匍匐型
，
半喂入式联合收获机械很难完成摘果作业
，
因此多采用分段式花生收获机械
［
i
6
o
花生摘果机主要用于花生果与花生秧蔓的分离作
1
设计原理及机构
移动式花生摘果机提供了一种干湿两用的摘果机
的摘果作业方案
，
能够完成花生的摘果
、
清选分离和
集果作业
。
机器选用全喂入方式进行作业
，
工作原
业
，
并可将摘下的花生果实进行适当的分拣
、
清理
。
花生摘果机作为近年刚发展起来的一种花生分段收
获设备
，
还有不少技术问题需要研究和攻克
［
一
9
。
花
理
：
将带有果实的花生秧蔓放在喂入输送带上
，
随着
喂入输送带不断向前运动花生果秧逐渐进入摘果机
构,在摘果机构内经过三级摘果滚筒与凹板筛的作用
逐步将花生荚果从花生上摘下
,
花生秧蔓也在摘果装
生摘果机的核心部件是摘果机构与分选机构,这两者
收稿日期
：
2323-01-26
基金项目
：
山东省农机装备研发创新计划项目
（
234YF
（
）
（
）
8-16
）
作者简介
：
于健东
（
1980-
）
,
男
，
山东莱阳人
，讲师，硕士
，
（
）
yjdlyf@
165.
como
置的作用下被折成小段
，
随花生果落入分选机构
；
未
摘净的花生果秧会随着摘果滚筒的运动
，
被带入侧面
的输送带随着输送带再次送到喂入传送带进行摘果
通讯作者
：
王东伟
（
1981-
）
,
男
，山东泰安人
，
教授
，
（
）
w88336661@
165.
cu
。
作业;落入分选装置的花生果实及花生茎秆在风机的
作用下被分选
，
质量较轻的会被风机及传送带排出
，
59
2021
年
9
月
农机化研究
第
9
期
质量较重的会在重力作用下进入振动筛进行分选
，
在
振动筛的作用下花生果实上黏附的土会被振动振脱,
振落的土壤随筛子振动进入去土机构
,
而花生果经过
2.
1
传动系统设计
由于移动式花生摘果机的运动部件比较多
,
传动
中心距较大
，
因而设计中使用分路传动系统
。
动力经
过电机分为
3
部分，
分别输出到两个风机及摘果装
集果提升装置提升到一定高度,方便进行打包装袋
。
机器主要由移动装置
、
机架
、
喂入机构
、
摘果机
构
、
振动分选机构
、
风选机构、
二次上料机构
、
花生升
置
。
在摘果装置分路传动再次分支:一路传送到另外
两个摘果滚筒
、
振动筛和清选去土机构
，
另外一支传
到前方平置输送带和二次上料输送带
。整机传动系
统如图
2
所示
。
21
摘果装置设计
摘果装置是花生摘果机的主要结构
,
而摘果滚筒
又是摘果装置的核心
，
其性能直接关系到花生摘果机
的摘果质量及摘净率
、
破碎率等重要技术指标
。
设计的移动式花生摘果机采用开放式摘果滚筒
,
摘下的花生果实可以直接落入筛选机构
。
其结构简
单,质量小
,
制造成本低
,
且摘果过程中能够很好地抓
取花生秧蔓
、
防止花生茎秆堵塞
。
本设计的摘果机构
采用
3
个类型不同的摘果滚筒组合
，
前两个采用径流
式滚筒
，
适合摘晾晒干的花生果
，
最后一个采用轴流
式滚筒更适合摘未晾晒的湿花生果
。
这样
，
三者组合
既适宜于干湿两用的花生果实摘果作业
,
又能够提高
9
•
移动装置
图
1
1
移动式花生摘果机整机结构示意图
Fig.
1
The
whole
macUine
structure
摘果的效率
、
提高摘净率
。
机器采用钉齿式摘果滚筒与甩捋式摘果滚筒组合
方式构成摘果装置
，
达到更好的摘果效果
，
提高了摘
2
主要部件设计
果质量
。
III
集果升运机构
X
ib
X
风机
X
X
X
X
X
III
ill
风机
L
x
J
X
III
III
X
X
X
X
二次上料输送带
山
X
•II
振动筛
i
、
u
、
m
为摘果滚筒
图
2
移动式花生摘果机传动系统简图
Fig.
2
Transmission
system
diayram
of
the
movadle
peanut
picUer
60
2021
年
9
月
农机化研究
第
5
期
将相关参数带入式
（
3
）
中可得
：
n
二
540
〜
680
s
/
2
.
2
.
1
钉齿式摘果滚筒结构设计
钉齿式滚筒的钉齿沿轴向分布
，
并固定在钉齿固
min
,
本机取钉齿式摘果滚筒线速度为
^Oe/m
—
o
定板的上面,而钉齿固定板则固定在固定盘上
。
钉齿直径为
15mm
,
长度为
70mm
,
齿间距为
100mm
。
钉齿的作用在于能够将输送带送入的花生秧
2.2.2
甩捋式摘果滚筒结构设计
甩捋式滚筒由传动轴
、
摘果钉齿和螺旋搅龙等部
分组成
，
摘果钉齿沿螺旋形均匀排布
，
钉齿焊接在轴
与搅龙上面
，
滚筒摘果效率高
，
不易破碎和堵塞
。
根
据花生秧的喂入量及前一摘果滚筒摘果情况可以确
带入摘果机构
，
从而将花生果与花生秧蔓分离
。
钉齿
式摘果滚筒直线式分布
,
加工工艺简单
,
制造方便
。
摘果滚筒的直径大小关系到花生秧蔓的通过率
、
钉齿与筛板的间隙大小等
，
对摘果机构的摘果质量及
摘净率等参数产生影响
。
增加摘果滚筒的直径会提
定搅龙的直径
。
在搅龙上面均匀分布着摘果钉齿
，钉
齿长度为
60mm
。
在制造中采用钢筋焊接螺旋固定
杆
,
近似地模拟螺旋状
,
能够降低加工制造的成本
。
摘果搅龙直径与下筛板面积
、
摘果滚筒的长度等
高摘果质量
、
花生秧的通过率,但同时也会增大机器
尺寸,提高机器加工成本
。
通过查阅文献资料
，
在保
证花生荚果能够顺利摘下的前提下
,
尽可能避免出现
因素制约着摘果滚筒的摘果效率
，
即摘果滚筒越大,
摘果效率也就越高
。
为了保证花生能够进入搅龙随
搅龙进行高速旋转运动
，
根据花生的状态及花生秧蔓
漏摘及摘不干净等问题,最终确定摘果滚筒的直径为
560mm
。
的喂入量,可以确定摘果搅龙的直径为
560mm
。
2.2.3
上筛板
、
下筛板的设计
花生摘果滚筒的周长为
S
二
n
d
（
1
）
为了能够保证花生秧在摘果机构内能够沿着轴向
移动
,
需要在摘果机构的上筛板上设置一定数量的导
其中,
d
为花生摘果滚筒的直径
（
mm
）
。
经计算可得花生摘果滚筒的周长为
1760mm,
满
足摘果滚筒周长大于花生秧蔓平均长度的
4
倍
，
能够
有效防止花生秧蔓缠绕堵塞问题
，
可避免摘果滚筒及
流板
，
用于引导花生秧的流向
，
如图
3
所示
。
对于轴
向不同的位置导流板的升角应有所变化
，
以适应摘果
机构不同的功能要求
。
查阅文献资料可知
，
在远离花
生秧出口的地方
，
导流板的角度应该设计得小一些
（
20
。
左右
）
为好,这个角度能够保证摘果机构的摘果
其连接机构因堵塞造成损伤
。
摘果滚筒的长度满足下面的公式
,
即
L=vt
（
2
）
效率
，
而在靠近排秧器的地方导流板的升角应该设计
其中
2
为花生收获机的作业速度
（
m/s
）
；
为摘
得大一些
（
40
。
左右
）
，
这样设计有利于花生秧随摘果
滚筒的运动排出机器
。
果作业的时间
（
s
）
。
由此可知
，
花生摘果滚筒的长度与转速及摘果作
业的时间有关
，
滚筒的长度与摘果时间成正比
，
即随
着摘果时间的增加摘净率也会增加;但摘果时间过长
花生果的破碎率又会增加
，
同时机器的功耗也会增
加
。
因此,结合摘净率与破碎率两者综合考虑
，
确定
摘果时间为
2s,
带入式
（
2
）
可确定摘果滚筒的长度为
1200
mm
。
摘果滚筒的转速直接影响到花生摘果机的主要技
术参数
，
摘净率与破碎率都会随着滚筒转速的升高而
1.
导流板
2
•筛板罩
增加;而转速较低时
，
又会出现摘净率低的问题
。
因
此
,
需要确定较为合理的滚筒转速
。
参考相关资料可以了解到:钉齿式摘果滚筒的齿
图
3
上筛板示意图
Fig.
3
Schematic
diagram
ot
upcvs
sieve
plate
下筛板的主要作用是将花生果从花生秧蔓上摘
下
，
且使分离后的花生果实
、
折断的花生秧蔓及其它
顶线速度在
8
-
10m/s
时
,
摘果质量最好
,
因此确定滚
筒转速为
60®
n
-
d
nd
度
（
m/s
）
。
61
杂余落入振动分选装置
，
如图
4
所示
。
所以
，
必须保
证下筛板具有良好的通过性
，
不能造成堵塞
，
而且要
严格控制好下筛板与摘果滚筒钉齿顶部的间隙以保
证良好的通过性
，
同时要保证花生秧在摘果钉齿顶部
与下筛板之间具有摩擦力与挤压力
，
保证摘净率
。
下
（
3
）
其中
，
d
为滚筒直径
（
mm
）
为钉齿顶端的线速
2021
年
9
月
农机化研究
第
9
期
筛板与摘果钉齿之间的间隙不能小于
7mm
。
筛孔的
间距对摘果质量及花生的破损率都有影响
，
筛孔太小
2.3
清选装置的设计
清选装置的功能是将花生果实中的混合物清除干
不利于花生秧蔓及其摘出物的通过
，
容易堵塞筛孔;
净,清选后的花生果实的清洁率一般要求大于
98%
,
而筛孔过大又会造成碎花生秧过多落入分选机构
,
增
加清选机构的工作载荷
。
为了能够使花生脱出物顺
清选损失不能超过
0.5%
。
由后吹风风机
、
吸风风机
及振动筛共同组成清选装置
。
风机清选是利用花生果及其混合物的空气动力特
性的差异进行分选
。
该机器风选部分就是利用风机
利通过凹板筛
，
保证凹板筛的通过率,将凹板筛筛孔
设计成栅格式
，
筛孔方形边长为
5mm
。
产生足够的气流,从而利用花生果及其混合物空气动
力的差异实现分选
，
但风机结构简单
，
只能够清除杂
草
、
落叶及其它轻质混合物
。
2.3.5
吹出型风机的设计计算
吹出型风机由外壳
、
叶片
、
传动轴
、
进风口及排风
口等部分组成
，
如图
5
所示
。
工作原理是:传动轴带
动叶片做高速回转运动,带动风机机壳内的空气跟随
叶片运动
，
使得叶片回转中心产生一定的真空度
，压
力降低
；
在压力差的作用下
，
空气从进风口沿着两端
的进风口进入风机
，
在叶轮的带动下获得动能和压
力
，
通过排风口排出
。
图
4
下筛板示意图
Fig.
4
Schematic
diagram
of
loweo
sieve
p
—
te
1
2
3
4
5
6
2.2.4
摘果滚筒的功率计算
花生摘果装置工作时
,
会带动花生秧进行高速旋
转同时进行甩捋与击打,还要克服花生秧蔓与钉齿
、
下筛板之间的挤压力和摩擦力
，
才能够将花生果从花
生秧上摘下
。
成熟期后期可以确定为花生摘果的最
佳时期
，
而且此时花生果与果柄以及果柄与根部之间
的拉力十分接近
，
且受力比较稳定
（
约
9.
5N
）
。
摘果滚筒在工作时,对单株花生秧进行摘果的功
1
.传动轴
2.
叶片
5
螺栓
4.
固定板
5.
轴承
6.
带轮
率消耗为
0
60
图
5
吹出型风机内部结构图
Fig.
5
Inteool
stocture
of
the
blow
on-
type
Un
(
4
)
吹出型风机的出风口一般设计在风扇出口前方,
其中,
P
为摘一株花生果需要消耗的功率
（
W
）
。
代入相关数据计算
,
可以得到一株花生摘果时的
。
工作时
，
花生果及其混合物在出风口前落下
，
轻质杂
质被气流吹走
,
随前方风道排出机器
,
花生果实及重
功率消耗为
70.
4W
。
质混合物在重力作用下通过气流出口
，
落入振动筛
。
花生摘果机工作时的转速为
560
o/mix
,
花生秧蔓
清选装置的风机风扇一般选用农用型风扇
。
农用
型风扇一般为双面进风的结构
,
叶片长度一般与摘果
在摘果滚筒中停留约
2s
o
所以
，
在单位时间内
，
工作
滚筒中约有
24
棵花生植株
，
因此摘果滚筒需要消耗
的总功率为
P
二心
（
5
）
滚筒长度相当
,
而风扇叶轮的直径多在
300
〜
500mm
之间
，
转速一般根据清选杂物的质量在
600
〜
2000
mix
之间选取
。
由此
，
可以确定风机的主要结构尺寸
。
其中
，
为摘果滚筒消耗的总功率
（
W
）
；
P
0
为摘
为了保证风机风选的清洁率
，
需要有足够的气
流,需要确定风机的风选气流的风量
。
风选气流的风
果时单株花生消耗的功率
（
W
）
；
c
为工作过程中参与
的花生数目
。
量
％
需要根据花生果及其混合物中需要清除轻质杂
将有关数据代入式
（
5
）
,
计算可得花生摘果消耗
质的量来确定
，
即
V
。
二袒
（
6
）
的总功率为
8659.
2W
。
64
2021
年
9
月
农机化研究
第
9
期
其中
，
0
为花生秧蔓的喂入量
（
kg/s
）
；
为杂质占
花生喂入总量的比例;
；
为空气密度
（
kg/m
5
）
；
“
为携
及另一端的变向滚筒形成环状
，
在传动滚筒的带动
下
，
带体绕着两个托辊不断旋转
，
将物体置于输送带
上
，
依靠物体与带体之间的摩擦力
，
物体会随着输送
带一起运动
,
进而实现物体的移动
。
带杂质气流的混合浓度比
，
在
0.7~0.3
内取
。
空气密度
P
为
1.23ku/m
5
,
取
0=15%
,
“
=
0.3,
经
过计算可得理论气流量为卩
o
=
2
5m
5
/s
o
2.3.2
吸入型风机的设计计算
2.4.3
输送带带体的计算
输送带用于接收来自振动筛分选完毕的花生果
实
，
并提升到一定高度直接装袋
。
输送带的宽度需要
该机器采用吸入型风机主要是为了对振动筛筛分
后的花生果实进行再次清选
，
所以风机进风口的位置
考虑振动筛花生果出口处的宽度及振动筛摆动的幅
度
，
取其宽度为
450mm
。
设置在振动筛尾部
。
吸入型风机的风道一般配置在进风口之前
，
在工
作时进风口对着需要排杂的位置
，
将轻质的杂质吸入
输送带的长度为
风扇内部再由排风口排出
。
吸入型风机一般采用单面进风的方式
，
叶轮直径
在
250
~
400mm
之间
，
转速一般会在
1600
-
1900r/min
P
L
1
=
2L
2
+〒
D
1
+
D
）
+
人"
1
+
DL
（
5
）
其中,
L
为输送带带体总长
（
m
）
-L
为输送带滚
筒中心距
（
m
）
:
D
、
分别为头部滚筒直径
、
尾部滚筒
之间选取,可以确定吸入型风机的相关参数
。
2.3.3
振动筛装置的设计
振动筛是清选装置中必不可少的一部分,通过振
动筛的振动将杂质从花生果及其混合物中分离出来
。
直径
（
m
）
;
A
为输送带接头长度
（
m
）
;
当采用机械接头
时
A
=
0;n
1
为输送带接头数目
；
AL
为采用调节装置时
增加的长度
（
m
）
。
经过计算可得:输送机构所需输送带带体的长度
振动筛的工作原理:利用曲柄连杆机构的摆动带动摆
杆前后摆动
，
而摆杆一端与振动筛相连
，
从而带动振
为
5.
8m
。
2.4.2
集果提升机构
长度是集果提升机构的一个重要的参数,可以参
动筛前后摆动实现筛分;花生果实及其脱出物经过风
选后掉落在振动筛表面
，
与振动筛表面产生相对运
动
，
实现花生的筛分与除杂
。
照谷物籽粒输送器的设计公式计算
,
即
I
==
I
27/cosp
)
振动筛的主要尺寸是筛网的面积
，
主要由落入分
选筛筛网的花生果实及其混合物的量来确定
；
另外
，
还要考虑机架及摘果滚筒的宽度尺寸,所以筛子的整
gcos
(
0
+
a
)
(
9
)
其中
2
为集果提升机构的长度
（
m
）
；
为升运装
置倾斜角度
（
°
）
；
a
为花生果与提升机构的摩擦角
（
°
）
o
体宽度尺寸确定为
1.
44m
。
振动筛筛子的长度
L
1
可
以由下面的公式确定
，
即
1
花生集果输送带的线速度应该根据振动筛出口处
花生的排出量来确定
，
即根据花生果的喂入量来确
定
。
花生输送带的速度保持在
66
m/min
比较合适
，
旳
旳
其中
2
为杂余占花生总质量的比值
，
取
3
=
5%
；
2
为摘果机构的工作特性系数
，
通常取
0.
6
~
0.
9,
取
k
=
0.7;
集果提升机构的倾斜角应该在
40°
-
60
。
之间
，
而花生
果与升运装置的摩擦角应不大于
46
。
。
综上所述
，
计
算出集果提升机构的长度为
2.
5m
。
B
为筛子的宽度
（
m
）
;,
为单位面积上振动筛筛
面可以承担的分选物的喂入量
［
kg/
（
s
•
m
2）
］
,
取
,=
2kg/
（
s
•
m
2
）
o
经过计算可得
L
=
1250mm
。
2.4.3
输送机构运量的确定
为了保证集果提升机构能够将振动筛出口处的花
振动筛的摆动幅度在
2
r
左右
，
振动分选时
，
要保
生果及时运送完
，
保证不会出现堆积现象
，
需要对集
证清选效果
,
需要增加清选时间
，
且需要综合考虑花
果提升机构的运量进行计算
。
刮板式升运器的升运
量
R
的计算公式为
生果在筛面上的位移情况
，
应保证其前后位移量的差
值大于零
，
且花生果被抛离的高度不能过高
，
防止抛
R
=
Bhv
2
V
l
^/X
（
12
）
出筛子
。
参考现有机型
，
确定振动筛的振幅为
40mm
o
2.4
输送装置的结构设计
输送装置是依靠输送带的带体与托辊之间的摩擦
力实现动力传递的
，
主要由支撑架
、
输送带带体
、
托辊
及主动滚筒等部分组成
。
输送带带体绕过主动滚筒
63
其中,为刮板的宽度与高度
（
m
）
；
22
为刮板升
运速度
，
通常选择
1~2m/s;
V
1
为输送花生果的单位容
积的质量
（
ku/m
5
）
；
0
为充满系数
，
按照速度选取;
入
为倾斜系数
。
经计算得运量
R
=
3.9
ky/s
,
大于振动筛排出量,
2421
年
9
月
农机化研究
第
9
期
能够满足输送要求,且不发生堵塞
、
堆积现象
。
能够有效提高摘果的效率
、
摘净率以及摘果质量
。
田
间试验效果表明
：
花生未摘净损失率为
0.73%,
破碎
3
田间试验与结果
3.
1
试验基本条件
田间性能试验于
2219
年
4
月
20
日在山东省烟
台市莱阳市山前店镇西朱宅村进行
。
试验地莱阳市
率为
2.
1%,
作业噪声为
80dB
(
A
),
花生果含杂率为
1.92%
,
纯工作小时生产率为
2149kg,
完全满足花生
摘果机设计要求
。
3)
移动式花生摘果机作业效果完全满足花生摘
位于山东省胶东半岛腹地
，
北纬
36
。
98
，
,
东经
162°
4
主要地形为丘陵山地
，
属温带大陆性季风气候
,
四
果机农艺要求
，
有效解决了花生摘果作业耗费大量人
力的问题,显著降低了作业成本
。
参考文献
：
［1
］
季交替分明
；土壤类型为砂质壤土，
土层深厚,土壤疏
松肥沃
。
试验用花生品种为花育
22
o
为验证花生摘果机
作业效果,试验所用花生包括未经晾晒
、
晾晒
3
天
、
晾
杨然兵
，
尚书旗
，
王方艳
，
等.花生收获机械的应用现状
与进展
［
J
］
农业机械
,2008(2)
：
26-28.
［
2
］
周德欢
，
胡志超.花生全喂入摘果装置的应用现状与发
晒
5
天
、
晾晒
4
天
3
种情况
。
试验重复
3
次,结果取
展思路
［
J
］
农机化研究
,204,39(2
)
：
246-252.
［
3
］
李国
昉
，
陈立东.花生分段收获机械研究现状及应用对
平均值
。
31
试验结果
策
［
J
］
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,204,45(1
)
：
61-63.
［
4
］
孙玉涛
，
尚书旗
，
王东伟
，
等.美国花生收获机械现状与
移动式花生摘果机试验结果
，
如表
1
所示
。
表
1
移动式花生摘果机试验性能结果
TaPlc
1
Experimestal
results
cf
the
movadlc
peanut
picUcs
技术特点分析［
J
］
农机化研究
,204,36(4):7-11.
［
5
］
赵博.全喂入花生摘果机工作原理及主要部件设计
［
J
］
.
河北农机
,2018(5
)
67.
测试
未摘净损失率
破碎率
/%
/%
噪声
/1B(A
)
含杂率
/%
生产效率
/ha
•
h
-
［
6
］
刘洋成
，
何珂
.4HJZ-4A
花生捡拾摘果机设计与试验
［
J
］
农机化研究
,204,41(5
)
621-46.
项目
实测值
［
7
］
李思漩
，
尚书旗
，
于艳
，
等.弹齿式花生摘果装置的设计
n
4.
3
8
(平均值)
合格率
/%
4
94
449
与研究
［
J
］
农机化研究
,2015,37(2
)
：
136-139.
［
8
］
关萌.全喂入花生摘果试验装置与摘果机关键部件研究
lOO
99.5
lOO
95.4
［
D
］
.
沈阳
：
沈阳农业大学
,204.
3.
4
4.
3
标准差
0.
47
3.5
4.
3
4.9
3.5
6.47
7.9
4.4
［
9
］
周德欢
，
胡志超
，
曹明珠
，
等
.
两段式花生摘果特性试验
研究
［
J
］
农机化研究
,204,37(6
)
633-137.
变异系数
［
10
］
刘进
.
一种花生摘果机的分选装置
：
CN2080
4341U
［
P
］
.
2018-10-30.
由表
(
可知
：
未摘净损失率为
4.
73%,
标准差为
4.27,
变异系数为
3.9
,
完全满足花生摘果机未摘净损
［
1
］
周德欢
.
花生联合收获全喂入摘果特性试验研究
［
D
］
北京
：
中国农业科学院
,204.
失率不大于
4
0%
的作业要求
，
作业合格率为
164%
o
［
4
］
原鲁明
，
王东伟
，
尚书旗
.
两垄四行花生联合收获机横
破碎率
、
作业噪声和生产效率的试验结果表明:所设计
向输送装置的设计与试验
［
J
］
农机化研究
，
204,38
(5
)
:
33-86.
［
13
］
袁鹏飞
，
韩静歌.
4HLZ-130
型智能自走式花生联合收
的移动式花生摘果机作业质量满足花生摘果的作业要
求
。
试验中
，
花生果含杂率的合格率未达到
40%,
主
要是晾晒过
4
天部分的花生果摘果过程中
，
由于干透
获机摘果机构的研制
［
J
］
农业开发与装备
,204(3
)
：
93-94.
的土块很难被震碎而导致了含杂率偏高
，
不过破碎料
平均值还是满足花生摘果机的作业要求
。
［
4
］
庞德亮
，
张书坤
.
花生收获机的研究现状及发展趋势
［
J
］
南方农机
,204(4
)
67,
4
结论
4
田间试验表明
：
移动式花生摘果机在移动过程
［
15
］
鲍起静.干花生清选特性与筛选装置运动参数分析及
仿真研究
［
D
］
.
沈阳:沈阳农业大学
,2018
［
4
］
王东伟
，
尚书旗,韩坤.
4HJZ-9
型花生捡拾摘果联合收
中行走平稳
,
通过性
、
适应性强
,
更适宜于不同地块间
获机的设计与试验
［
J
］
农业工程学报
,2013,29(
11
)
：
27-365
移动作业
。
2)
摘果装置由
3
个不同类型的摘果滚筒组合而
［
4
］
柴恒辉
，
杨然兵
，
尚书旗
.4SHWZ-1300
自走型分段式
成,使得机器更适宜干湿两用的花生果实摘果作业
，
64
花生收获机的研制
［
J
］
农机化研究
,
2014
,36(9):76-
2221
年
9
月
80.
农机化研究
分析
［
］
.
农业机械学报
,242,48(4
)
第
9
期
［
8
］
吕尚武
，
尚书旗,王东伟
，
等
.
花生除杂(清选)分级机的
［
20
］
陈中玉
，关萌
，
高连兴
，
等
.
两段收获花生螺杆弯齿式轴
设计与研究
［
J
］
农机化研究
,202,41(9
)
：
71-75.
流摘果装置设计与试验
［
J
］
农业机械学报
，
202,47
(
11):106-113.
［
9
］
陈中玉
，
高连兴.中美花生收获机械化技术现状与发展
Desi-n
and
Experimentat
Stedy
of
Movabte
Peenuh
Pickea
Yu
Jiaudopg
,
Lin
Yaufen
,
Waog
Dooewc-
(
Colleve
of
Mechanical
and
Elect
—
col
Engideekng
,
Qingdao
Agkco
—
oral
Universits
,
Qingdao
226169,
China)
Abstract
:
At
present
,
most
peannt
pichers
in
ono
connWg
have
some
problems
,
such
as
sekoos
damage
of
pops
,
low
rate
of
piching
and
cleaning,
and
the
excessive
straw
coshing
is
hard
—
be
cleaned.
The
stocture
and
transmission
system
of
most
peannt
pichers
are
complex
,
and
the
mannfac
—
kng
cost
is
high,
which
sOopsly
rest
—
cts
the
sus
—
indOle
develop
ment
of
peannt
pmPoction
-
A
kind
of
movvOle
peannt
picheo
was
developed
to
solve
—
e
afove
pmPlems
,
which
can
sepa
rate
peannt
and
peannt
seedling
and
clevo
well.
The
movaOle
peannt
picheo
can
realize
the
whole
operation
process
of
peannt
from
Ueding
to
piching
and
cellecting,
and
o
—
mOiclly
repeat
—
e
operation
Uo
the
onpichO
peannts.
Piching
rate
of
the
movvOle
peannt
picheo
is
high.
The
separation
device
consists
of
two
parts
:
a-o
separation
and
vibration
separa
tion
.
Thmnoh
the
Of
separation
od
vibration
separation,
most
of
the
light
impukties
such
as
peannt
leaves
and
grass
leaves
,
as
well
as
the
impukties
such
as
soil
-
soil
bloch
and
sand
can
be
removed
.
The
fie
—
test
shows
that
the
net
loss
rate
is
0.
53%
,
the
coshing
rate
is
2.
5%
,
the
operation
noise
is
5
dB
(
A
)
,
the
impukty
content
is
7.
57%
,
and
the
pmPoction
rate
is
2199
kg
pea
hono
,
all
afove
haf
meet
the
operation
mquimmots
of
peannt
picheo.
The
movaOle
peannt
picheo
realizes
the
hmn-spon
and
high
-e
—
iciency
operation
of
peannt
piching
,
which
is
of
great
significodce
—
promote
the
mechanization
of
peannt
pmdoction
in
an
all-round
wa,
in
China.
Key
wo
V
s
：
peannt
picheo;
nnt-piching
mechanism
；
cleaning
mechanism
；
nnt-coPoting
—
device
65