1. 研究目的与意义
柠条是水土保持和固沙造林的重要树种之一，耐旱、耐寒、耐高温。目前柠条在药用方面、饲用方面以及作为能源应用方面有很大的经济价值。在药用方面具有祛风解毒的功用。在饲用方面它具有较高的营养价值，在干旱和大雪等天气恶劣的情况下可作为饲料，因而被称作救命草。在能用方面是良好的薪炭材，每千克干柠条含热量19270kj，高于其他大多数灌木含热量。
但是，柠条种子的开发目前还处于一个较低的水平，产业链短，农民对其种植的积极性也不高，扩大对柠条的种植规模和提高机械化采收柠条种子有利于提高农民种植的积极性。目前柠条种子的采集方式主要是人工采摘，因此需要消耗大量的人力、物力、财力，并且如果采集不及时也将导致柠条种子采集时的损耗增大，所以采用机械化采收方式是一个迫在眉睫的任务，但是柠条种子成熟的时间以及各地区间种子的差异，需要对柠条种子进行分期采收，大大增加了机械化采收的难度。
综合目前柠条种子的采收情况，本文研究设计一种新型采收柠条种子的采集系统，高效的采收柠条种子，推动农民的种植积极性，为国家和社会带来巨大的经济效益和社会效益。
2. 国内外研究现状分析
国内柠条种子采收装置发展现状：我国对于柠条收获机械的起步比较晚，起步于20世纪60年代，到目前为止机械化水平还比较低，由于柠条生长环境恶劣，地形复杂，许多机械无法完成直接切割。内蒙古蒙翔农牧业机械有限责任公司生产的蒙翔4g-2型自走式灌木平茬多功能收割机具有切割、输送、粉碎、抛送、收集、自动卸料功能，中机美诺生产的9800型青贮收获机是我国目前生产功率最大的收获机。牵引式收获机是一款新型的收获机，将切割好的柠条枝秆送入粉碎机，将粉碎好的物品进入打包室进行捆绑，当达到一定数量时感应器发出警报停止工作，打开后盖输出成品。国内主要柠条机的情况如下：自走式的（4g-2型、4mg-200型），有背负式（cg430割灌机），有悬挂式的（呼市灌木机械）[1]。马永康[2]对柠条切割机理进行了研究，认为柠条切割机对柠条的切割需要经历3个阶段，即柠条的早期弹性变形、早期剪切破坏和晚期弹性变形，同时提出了一种以小型拖拉机为动力的复合式圆盘联结扇形带齿刃刀片切割器。中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院研制开发出的9gn-1.0型多功能自走式灌木平茬收割机，可根据不同地形进行仿形切割，工作效率高，王飞研制出了5gz-800型手扶式割灌机，可以通过v型带传递动力，同时可以调节机身高度，以便适应复杂的地形，作业时对沙土表面的冲击力小。张本源[3]分析了国内现有收获机械的使用情况，参观现有技术条件设计了一种新型的高效智能柠条平茬收获机，具有一次性切割拨送、中间输送、切碎、抛送装箱及液压自动翻转卸料装车，并具有仿形、紧急停车等智能化的新型高效智能行走自动控制系统。山西农业大学研制出了具有智能仿形功能的4gn-1400型柠条平茬收割机，内蒙古蒙翔生产出了4g-2型自走式灌木平茬多功能收割割灌机，但还没有得到广泛的应用[4]。李宁等设计了前角切刀，阐述了柠条剪断力与刀具前角之间的关系[5]，当柠条的直径相同时，剪断力随着刀具角度的增大而增大，当角度相同时，剪断力随着柠条直径的增大而增大，刘金南[6,7]等分析了圆锯片切割柠条的原理，设计出了三刀盘柠条切割装置，可根据程序计算出关键点的应力分布，通过查找规律计算出应力集中的区域，可以减少功耗，提高平茬质量[8]。南京林业大学设计了一种柠条种子采集装置，主要包括梳齿、梳齿座、调整垫圈、转轴和驱动机构[9]，由转轴带动梳齿完成工作，采收效率高，适用于机械化作业。
国外柠条种子采收装置发展现状：目前在美国、加拿大、德国、英国等发达国家主要采用灌木平茬机进行灌木平茬，但这些机器大多仅仅完成切割、铺放等工作，不进行粉碎和收集，而且国外的种植方式都是通过机械化播种，茎秆的粗细比较均匀，所以采用机械化播种的方式也是简单易行。而我国的柠条主要种植在丘陵沙地等地带，主要目的是防风固沙，国内种植的柠条与国外的有很大差异，不同地带柠条的长势也各不相同，与国外相比，国内的柠条种植大多是人工种植，也会有许多旁生枝条，所以国外的采收机械很难满足国内柠条的采集[10]。国外小型的灌木收获机械主要是割灌机，采用了现代科技成果，如工程塑料、cdi无触点电子火等，整机质量轻，功率大，拥有系列产品，以德国的stihl公司、solo公司为代表[11],国外的机械主要采用收割加粉碎的方式，作业的主要对象主要是人工种植的能源林，灌木的利用已经形成了产业化，采收条件好，适合大型机械进行联合作业。
参考文献
3. 研究的基本内容与计划
研究内容： (1) 柠条种子采收装置总体结构设计；
(2) 柠条种子采集器设计；
(3) 主轴设计；
4. 研究创新点
进行机械化采收柠条种子，其采收原理具有对柠条枝条破坏小，对柠条种子采收效率较高的特点，可一次性完成柠条种子的采集、输送、收集等一系列操作。
综合分析目前柠条产业的发展现状，结合沙生灌木生长特点，针对种植较为广泛的柠条，在国内外果荚采收相关技术的基础上，设计出一种多齿刮梳原理的机械化采收装置，采用成排的截面为凹槽型的梳齿从一侧刮梳柠条枝条，先捋顺后刮梳，使果荚与种子分离，在不伤害种子的前提下提高采收效率。
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