摘要
西洋参(学名:Panax quiquefolium L.)是五加科人参属多年生草本植物，具有较好医疗保健效果，市场上的需求量逐渐增加。随着产品开发技术的发展，西洋参的用途已由单根茎转变为充分利用其叶、果及其他地上部分，这些部分均含有一些人参皂甙，可开发成高级滋补品、饮品、化妆品等。 西洋参种植周期长，且目前种植机械化水平程度低，尤其是收获环节，现有的收获机械装备尚不够成熟。为提高西洋参机械化收获水平，提升西洋参收获效率和质量，本文结合西洋参收获关键技术及存在的主要问题设计并制作了一种排插状挖掘铲主动旋转式西洋参收获机，克服了传统收获机倾斜平板刀铲式挖掘部件作业起土量大问题，同时有效提高根土分离效果。通过结构设计、理论分析、样机研制、土槽试验及田间试验等方法，完成了西洋参收获机设计制作与试验研究，达到了改进西洋参收获机械性能的目的。 本文主要研究内容与结论如下： （1）西洋参生长畦床土壤性状及根块物理特性测试分析。对西洋参畦床不同深度的容重、含水率、坚实度等土壤性状指标，畦床参数、种植密度、生长高度等农艺指标，根块含水率、长度、质量、密度、直径等物理特性指标进行了实际测试，为西洋参收获机主要工作部件设计提供理论依据。 （2）西洋参收获机的整机设计。利用Solidworks三维设计软件，完成了排插状挖掘铲主动旋转式西洋参收获机主要工作部件设计，并计算确定西洋参收获机的所需功率，完成了整机的三维实体设计。 （3）西洋参收获机械的土槽试验与测试。通过对土槽试验，验证收获机械各零部件工作原理，通过对试验数据分析，确定了收获机械旋转铲的旋转方向应为逆时针旋转，转数为180r/min，得到了西洋参收获机的最优性能指标。 （4）西洋参收获机械田间试验。采用三因素三水平正交试验方案，依据Design Expert软件给出的试验组合进行田间试验。根据软件运行结果，最优组合为：行走速度3.48km/h、挖掘铲进入土层深度24cm、抖动运升筛转速为0.88m/s时、满足根块损失率≤5%、根块伤根率≤4%、根块收净率≥95%。结合实际情况对数据进行优化，行进速度3km/h、入土深度为23cm、抖动升运筛回转线速度度为0.9m/s，进行了3次重复试验，得到西洋参收获的根块损失率均值为2.96%、根块伤根率的均值为3.45%、根块收净率的均值为96.73%，与模型预测结果接近。试验数据表明，排插状挖掘铲主动旋转式西洋参收获机达到了西洋参收获作业要求。 本文根据西洋参的采收农艺技术特点，设计并制做了排锸状挖掘铲主动旋转式西洋参收获机，对进一步改善西洋参采收机具的性能开展了有益的研究与探索，研究结论丰富了西洋参机械化收获技术与装备理论，具有一定的理论与实际意义。
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