花椰菜自動切割分離裝置的設計

張龍吟 陸波

【摘 要】為解決花椰菜花莖和花冠的切割問題，設計了一種花椰菜的自動分離裝置。本裝置簡單穩定、安裝方便、實用性強，可以快速有效的對花椰菜進行自動分割處理。從而節省人力物力，提高生產效率，降低成本，增加種植戶的經濟效益。

【關鍵詞】花椰菜;高效;精確;自動切割分離

中圖分類號： TP23;TP271文獻標識碼： A 文章編號： 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

隨著科技的發展，農業中的機械化程度越來越高，辛苦的人工勞作現在都有機械代替。原本人工種植到現在播種車;原本挑水灌溉到現在的精準滴灌;原本室外種植到現在溫室大棚。這些高科技事物的出現提高了農業的生產效率，降低了生產成本，極大的減輕了人們勞作的辛苦，解放的很大的一部分勞動力。科技對農業中的幫助不僅僅在種植方面的提供便利，像保鮮技術，雜交技術等方面都有極大的提高，幫助提高了糧食的產量，增長了農作物的保質期。所以現在農業的發展離不開科技水平的提高，要提高生產力，就要更加重視科技的發展。

不過現在科技在農業中的應用也并不是很充分，在農業方面的應用還有很多空白，本文花椰菜的自動分離裝置就是為了彌補花椰菜切割這方面的空白。

1 花椰菜簡介及切割加工現狀

花椰菜，又名花菜，它原本生長于地中海東部沿岸，在19世紀被引入我國。最初種植在我國東部沿海，后推廣至全國，又由于生長環境的不同，各地種植的品種也不一樣，花球的顏色、花球的形狀、花椰菜的大小五花八門，使各地的花椰菜各具特色。花椰菜本身還含有豐富的維生素、蛋白質、膳食纖維等等。據美國癌癥協會的報道，花椰菜還具有抗癌的效果，花椰菜含有異硫氰酸鹽化合物和微量元素，具有抗氧化功效，長期食用花椰菜可減少直腸癌、乳腺癌及胃癌等癌癥的發病率。[1]人們對花椰菜的需求為其帶來了龐大的市場，促使了花椰菜生產發展，使我國花椰菜的種植面積不斷增大。1961年全世界有 51個國家種植花椰菜，面積為23. 5萬公頃，到2005年中國花椰菜種植面積已發展到35. 3萬公頃，是種植花椰菜種植面積最大的國家。[2]

目前國內對于花椰菜切割的主要方式是人工切割，這種方式效率慢，浪費大量的人力和資金，也保證不了蔬菜的衛生狀況。面對這種情況也有些種植戶選擇不對其進行切割，但這種情況也有著很大的問題，由于花冠和花莖的保質期長度是不一樣，花冠的保質期一般短于花莖，這樣會造成花莖的浪費，降低花椰菜整體的保質期。而且在運輸時沒切割的花椰菜也難以整齊排列，會減少每次運輸的數量，增加運輸時的成本，造成經濟上的浪費。這樣種種原因使得種植戶的經濟效益提高不上去，而現在在種植面面積又這么大的情況下，所造成的經濟浪費是相當之大的。

2 花椰菜自動切割分離裝置基本原理

針對花椰菜種植量大，需要切割花椰菜數量多的情況，我們設計了花椰菜自動切割裝置，如圖1所示。本裝置有四個機構：傳送機構、壓緊機構、切割機構和分離機構。傳送機構中我們采用了帶傳動對放料槽進行運輸，因為傳送帶有良好的彈性，可以減小震動，可以在傳送花椰菜圖中保持平穩。其結構簡單，制造和安裝精度要求不高，可方便維修，降低生產成本。在此機構中還設置了很多放料槽，可以加快花椰菜的運輸。裝置中安裝有電機可以為傳送帶的傳輸提供動力。切割機構中有弧形切割鋤，通過圓弧運動對花椰菜進行切割。機構中還設有齒輪軸、齒輪和齒條，用來傳輸動力。齒輪傳動具有瞬時傳動比恒定不變，運動傳遞準確可靠和傳動效率高的特點[3]，可以在切割使穩定的將動力傳動到切割鋤，壓緊機構有兩個壓緊裝置，在切割機構下方，設置在裝置左右兩側，可以切割機構開始運作前會對花椰菜進行很好的固定。分離機構由分離孔和分離槽組成。分離孔可以將切割完的花椰菜花與莖很塊地分離，花冠經分離槽進入儲物籃。

1-基架機構;1-1-左側擋板;1-2-右側擋板;2-傳輸機構;3-切割機構;4-壓緊機構;5-分離機構;5-1-分離槽;5-2-分離孔

3 花椰菜自動切割分離裝置主要部件

3.1 放料槽

放料槽料槽形狀是仿照花椰菜的形狀進行設計，由于花椰菜的不規則形狀很難對其進行安放和固定，會影響后續對花椰菜的切割，增加切割環節難的難度。在對花椰菜的形狀的進行研究后，我們采取了半圓形狀放料槽，該放料槽可以最大程度的貼合花椰菜的花冠，減少花椰菜在放入時對花冠的損傷，加快了花椰菜放入的速度，可以對花椰菜進行初步固定，提高了切割的準確性。放料槽在傳送帶上均勻間隔分布，也給切割裝置留下活動空間方便快速切割。

3.2 弧形切割鋤

弧形切割鋤是本裝置的一大特點。弧形切割鋤切割是以齒輪軸為圓心，齒輪軸到圓形切割鋤的距離為半徑，做圓弧運動，可將已切除的花椰菜的花莖，利用慣性帶離放料槽，對其進行初步的分離，加快切割的效率。弧形切割鋤末端設置有弧形刀片，由于切割鋤在切割時做圓弧運動，刀片也設置成弧形，加快切割的速度，其形狀也可以防止帶離花椰菜的過程中花椰菜的掉落。弧形切割鋤圓弧運動的弧長大于切開花椰菜花莖的最小長度，直徑也大于切散花椰菜的最小直徑，保證對花椰菜的花莖的切除。

3.3 壓緊機構

壓緊機構末端設有壓緊薄片，其的弧形外觀設計仿照了花冠圓球形狀，可以減少花椰菜在壓緊過程中花冠受損，也加強了固定。壓緊裝置分為兩個，設置在切割機構的下方的左右擋板上，這樣壓緊裝置在工作時可以起到雙向壓緊作用。壓緊機構會在切割裝置切割前，對花椰菜進行固定，并抬升一定的高度，保切割裝置可以準確切割花椰菜的花莖。

3.4 分離機構

作業時，傳送機構會將花椰菜傳送到切割機構的下方停止。這時壓緊機構會進行工作，將放料槽中的花椰菜進行固定，再抬升至一定高度，以便切割鋤的切割。最后再由弧形切割經圓弧運動對其進行切割。

4 結束語

花椰菜自動切割分離裝置在保證傳輸、切割、壓緊、分離等機構結構合理、尺寸精確、安裝到位等條件下能夠快速有效地實現對花椰菜進行自動切割、并對切割后花椰菜的莖和花球進行自動分離，滿足現在市場需求，具有良好的發展前景。裝置可以解放一定的人力，降低種植戶生產成本，一定程度上促進農業經濟的增長。

【參考文獻】

[1]陳琰臻.福建省花椰菜產業若干問題的研究[D].福建農林大學，2013.

[2]李素文，趙前程，孫德嶺，耿欣.國內外花椰菜種植面積及產量變化趨勢.中國蔬菜，2005.6.

[3]金旭星，朱耀武，李迎吉，王瓊.機械設計基礎.人民郵電出版社.