鸡毛菜是绿叶类蔬菜,属十字花科植物小白菜,鸡毛菜是其幼苗的俗称,学名不结球白菜,别称小白菜、青菜、油菜,是十字花科蔬菜大白菜的变种,叶片坚挺而色彩鲜亮,形状呈椭圆或长圆形,长约30厘米,叶片内含有丰富的维生素和矿物质,而且鸡毛菜是小白菜的嫩苗,其口感和质地更为柔嫩,味道清香,是市场上较受欢迎的蔬菜品种之一。鸡毛菜原产我国,在我国各地区均有种植,一般以南方栽种居多,一年四季供应,春夏两季最多,由于鸡毛菜的生长周期较短,春夏季种植一般于播种后25~30天便可收获,每个种植季可收获多次,人工收获劳动强度较大,成本较高。针对目前国内鸡毛菜收获难、强度大的问题,设计研制了一种鸡毛菜有序收获机,集有序切割、有序输送与有序收集等多道工序的优化组合,具有收获作业效率高,损伤率低,蔬菜品相好,商品率高等优点。主要研究内容如下:(1)对鸡毛菜力学特性进行试验分析,采用静态测量法,应用质构仪对鸡毛菜茎秆在压缩及剪切条件下的一系列力学特性参数进行测定分析,试验结果显示:茎秆轴向弹性模量范围为3.15~3.91 Mpa,茎秆径向弹性模量范围为20.24~20.99 MPa;鸡毛菜茎秆轴向压缩破碎力范围为37.7~69.7 N,轴向压缩抗压强度范围为1.565~2.710 Mpa;茎秆轴向最大剪切力范围为3.9~6.7 N,轴向最大剪应力范围为0.25~0.62 Mpa;茎秆径向最大剪切力范围为13.4~25.6 N,径向最大剪应力范围为0.84~2.54 Mpa。(2)对鸡毛菜有序收获机的切割装置、输送装置、收集装置等关键部件进行设计,利用SolidWorks设计机器的虚拟样机模型,并结合农艺与市场需求设计机具主要技术参数,包括外形尺寸、驱动方式、工作幅宽、行走速度及工作效率等。(3)在有限元分析软件ANSYS中建立鸡毛菜茎秆材料库,再利用三维建模软件SolidWorks建立切割过程模型,将之导入ANSYS中进行显示动力学分析,茎秆的有限元分析结果显示:当割刀往复速度v大于0.50 m/s时,即能有效完成对鸡毛菜茎秆的切断过程,且割茬整齐,断口平滑,无扯皮现象,分析结果为后续鸡毛菜切割部件的设计及参数优化提供理论依据。(4)采用有限元分析方法建立鸡毛菜有序收获机割台部分振动方程,通过求解割台部分振动方程对其受力和振动模态进行分析,得出鸡毛菜有序收获机割台部分振动系统的固有频率和主振型,随后将求解得到的的6阶固有频率值与割台部分的直流无刷电机传递转速进行比较分析,仿真结果表明:鸡毛菜有序收获机割台在3阶、5阶和6阶模态的振动变形较大,且割台电机在额定转速范围内工作时并不会导致割台共振现象发生。(5)设计正交试验方案并在田间进行收获试验验证,探究机具收获作业行走速度、切割速度、输送速度之间的最佳速度组合,试验结果分析表明:当行走速度A=0.12 m/s,切割速度B=0.50 m/s,输送速度C=0.50 m/s,鸡毛菜收获作业的损失率与损伤率均降至最低。