摘要
近年来我国辣椒种植面积和辣椒年产量在持续的扩大，现我国辣椒的种植面积居全球第一。在国际市场上对辣椒及其加工品的需求量也在日益增长，使得辣椒在中国红色工业产业中的战略地位日益重要。根据统计，2021年，我国有近28个省区在种植辣椒，辣椒种植面积达200万公顷，辣椒产量为4000万吨，其中南方地区种植辣椒面积为54.5万公顷，产量为721万吨。但是南方辣椒种植区域大多属于丘陵地带，块地不利于大型机械作业。针对此情况，解决丘陵山地、小地块种植辣椒机械化采收困难，为了减少作业环节和人工消耗，提高辣椒收获的机械化水平和生产效率，通过分析履带式小型辣椒收获机在采收辣椒时的工作需求，分析收获机关键部件的传动情况，对辣椒收获机设计了一套全液压控制系统。本文通过研究国内外文献，结合田间调研，了解辣椒的裁培模式以及采收辣椒时存在的问题，确定了科研内容和方向，本文主要结果如下： （1）首先通过solidworks软件对履带式小型收获机的结构进行三维建模，根据辣椒收获机各个作业单元实际工况，确定了液压系统的调速方式和回路方案，对工况的分析和辣椒采收要求的基础上，液压系统结合机械设备，针对行走系统、采摘输送系统、采摘装置升降系统和料箱翻转系统提出了液压系统设计方案并设计了相应的液压系统，确定了液压系统的控制形式和功率的传递形式，最终通过CAD绘制出了整机的液压系统原理图。 （2）通过对辣椒收获机各个作业单元建立数学模型，并对辣椒收获机各个液压系统相应部件进行负载分析，计算出液压系统中液压缸、液压马达和液压泵等元件的基本参数并确定型号，对油管、油箱和阀件等进行了相应的计算选型。 （3）在液压系统原理图的基础上，用AMESim软件建立了液压缸、液压马达和相应负载的仿真模型，分别对各个子液压系统的执行元件进行全面的仿真计算，仿真结果显示液压马达均能达到设计要求，液压缸活塞杆位移和伸缩速度在合理的范围内。 （4）试制完成了试验所要求的履带式小型辣椒收获机样机，并对液压系统的性能进行了液压性能试验，测试液压马达的转速，液压缸的伸缩速度和位移变化，液压缸和液压马达各项指标测试结果与理论设计和AMESim仿真模拟结果相符，验证了仿真。为了验证履带式小型辣椒收获机液压系统对作业性能的影响，通过以辣椒的采净率、破损率和损失率为试验指标，对辣椒收获机进行了测试试验。结果表明：当辣椒收获机行走液压马达转速为93r/min，采摘滚筒液压马达转速为188r/min时，破损率为2.3%，损失率为6.1%，采净率为95.8%，采摘质量符合技术指标，辣椒收获机行走液压马达和采摘滚筒液压马达试验指标符合技术要求，验证了设计的辣椒收获机液压系统的合理性。
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