花椰菜自动切割分离装置的设计

张龙吟 陆波

【摘 要】为解决花椰菜花茎和花冠的切割问题，设计了一种花椰菜的自动分离装置。本装置简单稳定、安装方便、实用性强，可以快速有效的对花椰菜进行自动分割处理。从而节省人力物力，提高生产效率，降低成本，增加种植户的经济效益。

【关键词】花椰菜;高效;精确;自动切割分离

中图分类号： TP23;TP271文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）03-0058-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.022

Design of automatic cutting and separating device for cauliflower

ZHANG Long-yin LU Bo

（Huzhou Vocational and Technical College，Huzhou Zhejiang 313000， China）

【Abstract】To solve the problem of cutting cauliflower stems and corolla，an automatic separation device for cauliflower was designed.The device is simple，stable，easy to install and practical.It can segment cauliflower quickly and effectively.Consequently，it can save manpower and material resources，improve production efficiency，reduce costs and increase economic benefits of growers.

【Key words】Broccoli;Efficient;Accurate;Automatic cutting and separation

0 引言

隨着科技的发展，农业中的机械化程度越来越高，辛苦的人工劳作现在都有机械代替。原本人工种植到现在播种车;原本挑水灌溉到现在的精准滴灌;原本室外种植到现在温室大棚。这些高科技事物的出现提高了农业的生产效率，降低了生产成本，极大的减轻了人们劳作的辛苦，解放的很大的一部分劳动力。科技对农业中的帮助不仅仅在种植方面的提供便利，像保鲜技术，杂交技术等方面都有极大的提高，帮助提高了粮食的产量，增长了农作物的保质期。所以现在农业的发展离不开科技水平的提高，要提高生产力，就要更加重视科技的发展。

不过现在科技在农业中的应用也并不是很充分，在农业方面的应用还有很多空白，本文花椰菜的自动分离装置就是为了弥补花椰菜切割这方面的空白。

1 花椰菜简介及切割加工现状

花椰菜，又名花菜，它原本生长于地中海东部沿岸，在19世纪被引入我国。最初种植在我国东部沿海，后推广至全国，又由于生长环境的不同，各地种植的品种也不一样，花球的颜色、花球的形状、花椰菜的大小五花八门，使各地的花椰菜各具特色。花椰菜本身还含有丰富的维生素、蛋白质、膳食纤维等等。据美国癌症协会的报道，花椰菜还具有抗癌的效果，花椰菜含有异硫氰酸盐化合物和微量元素，具有抗氧化功效，长期食用花椰菜可减少直肠癌、乳腺癌及胃癌等癌症的发病率。[1]人们对花椰菜的需求为其带来了庞大的市场，促使了花椰菜生产发展，使我国花椰菜的种植面积不断增大。1961年全世界有 51个国家种植花椰菜，面积为23. 5万公顷，到2005年中国花椰菜种植面积已发展到35. 3万公顷，是种植花椰菜种植面积最大的国家。[2]

目前国内对于花椰菜切割的主要方式是人工切割，这种方式效率慢，浪费大量的人力和资金，也保证不了蔬菜的卫生状况。面对这种情况也有些种植户选择不对其进行切割，但这种情况也有着很大的问题，由于花冠和花茎的保质期长度是不一样，花冠的保质期一般短于花茎，这样会造成花茎的浪费，降低花椰菜整体的保质期。而且在运输时没切割的花椰菜也难以整齐排列，会减少每次运输的数量，增加运输时的成本，造成经济上的浪费。这样种种原因使得种植户的经济效益提高不上去，而现在在种植面面积又这么大的情况下，所造成的经济浪费是相当之大的。

2 花椰菜自动切割分离装置基本原理

针对花椰菜种植量大，需要切割花椰菜数量多的情况，我们设计了花椰菜自动切割装置，如图1所示。本装置有四个机构：传送机构、压紧机构、切割机构和分离机构。传送机构中我们采用了带传动对放料槽进行运输，因为传送带有良好的弹性，可以减小震动，可以在传送花椰菜图中保持平稳。其结构简单，制造和安装精度要求不高，可方便维修，降低生产成本。在此机构中还设置了很多放料槽，可以加快花椰菜的运输。装置中安装有电机可以为传送带的传输提供动力。切割机构中有弧形切割锄，通过圆弧运动对花椰菜进行切割。机构中还设有齿轮轴、齿轮和齿条，用来传输动力。齿轮传动具有瞬时传动比恒定不变，运动传递准确可靠和传动效率高的特点[3]，可以在切割使稳定的将动力传动到切割锄，压紧机构有两个压紧装置，在切割机构下方，设置在装置左右两侧，可以切割机构开始运作前会对花椰菜进行很好的固定。分离机构由分离孔和分离槽组成。分离孔可以将切割完的花椰菜花与茎很块地分离，花冠经分离槽进入储物篮。

1-基架机构;1-1-左侧挡板;1-2-右侧挡板;2-传输机构;3-切割机构;4-压紧机构;5-分离机构;5-1-分离槽;5-2-分离孔

3 花椰菜自动切割分离装置主要部件

3.1 放料槽

放料槽料槽形狀是仿照花椰菜的形状进行设计，由于花椰菜的不规则形状很难对其进行安放和固定，会影响后续对花椰菜的切割，增加切割环节难的难度。在对花椰菜的形状的进行研究后，我们采取了半圆形状放料槽，该放料槽可以最大程度的贴合花椰菜的花冠，减少花椰菜在放入时对花冠的损伤，加快了花椰菜放入的速度，可以对花椰菜进行初步固定，提高了切割的准确性。放料槽在传送带上均匀间隔分布，也给切割装置留下活动空间方便快速切割。

3.2 弧形切割锄

弧形切割锄是本装置的一大特点。弧形切割锄切割是以齿轮轴为圆心，齿轮轴到圆形切割锄的距离为半径，做圆弧运动，可将已切除的花椰菜的花茎，利用惯性带离放料槽，对其进行初步的分离，加快切割的效率。弧形切割锄末端设置有弧形刀片，由于切割锄在切割时做圆弧运动，刀片也设置成弧形，加快切割的速度，其形状也可以防止带离花椰菜的过程中花椰菜的掉落。弧形切割锄圆弧运动的弧长大于切开花椰菜花茎的最小长度，直径也大于切散花椰菜的最小直径，保证对花椰菜的花茎的切除。

3.3 压紧机构

压紧机构末端设有压紧薄片，其的弧形外观设计仿照了花冠圆球形状，可以减少花椰菜在压紧过程中花冠受损，也加强了固定。压紧装置分为两个，设置在切割机构的下方的左右挡板上，这样压紧装置在工作时可以起到双向压紧作用。压紧机构会在切割装置切割前，对花椰菜进行固定，并抬升一定的高度，保切割装置可以准确切割花椰菜的花茎。

3.4 分离机构

作业时，传送机构会将花椰菜传送到切割机构的下方停止。这时压紧机构会进行工作，将放料槽中的花椰菜进行固定，再抬升至一定高度，以便切割锄的切割。最后再由弧形切割经圆弧运动对其进行切割。

4 结束语

花椰菜自动切割分离装置在保证传输、切割、压紧、分离等机构结构合理、尺寸精确、安装到位等条件下能够快速有效地实现对花椰菜进行自动切割、并对切割后花椰菜的茎和花球进行自动分离，满足现在市场需求，具有良好的发展前景。装置可以解放一定的人力，降低种植户生产成本，一定程度上促进农业经济的增长。

【参考文献】

[1]陈琰臻.福建省花椰菜产业若干问题的研究[D].福建农林大学，2013.

[2]李素文，赵前程，孙德岭，耿欣.国内外花椰菜种植面积及产量变化趋势.中国蔬菜，2005.6.

[3]金旭星，朱耀武，李迎吉，王琼.机械设计基础.人民邮电出版社.