1.1意义

随着现代农业技术的不断发展，农业机械设备在提高农业生产效率、降低劳动强度、优化资源配置等方面发挥着越来越重要的作用。大蒜作为我国重要的根茎类作物，其收获过程中的劳动强度大、效率低等问题一直困扰着广大蒜农。因此，研究和开发一种高效、便捷的大蒜收割机具有重要的现实意义和应用价值。大蒜作为一种重要的蔬菜，在全球范围内都有广泛的种植。传统的收获方式依赖于大量的人力和时间，这在很大程度上限制了大蒜产业的发展。 随着农业机械化的推进，大蒜收割机的需求日益增加。大蒜收割机的使用显著提高了收获效率，减少了人工成本和时间成本。据报道，使用机械化收获相比传统人工收获，效率提高了数十倍，大大节省了劳动力成本。这对于缓解劳动力短缺问题、 提高农业生产效率具有重要意义

1.2国内外研究

当前，国内外对于大蒜收获机的研究主要集中在提高机械化收获效率和减少对大蒜的损害率上。 例如，中国农业大学等单位研发的“双行手扶式大蒜联合收获机”，通过Box-Behnken中心组合试验方法优化了前进速度、挖掘深度等参数，有效降低了损伤率和损失率。此外，还有研究通过UGNX8.0软件建立了大蒜收获机的三维模型， 对挖掘装置等关键部件进行了深入研究。

技术创新方面，大蒜收获机的设计正逐渐向自动化、智能化方向发展。例如，有的研究提出了链式夹持输送及其蒜秧分离方法，以及软质旋转拍打清土技术。这些技术的应用有望大幅提升大蒜收获机的性能，使其更加符合现代化农业生产的要求。

政策法规方面，政府对农业机械化的支持力度不断加大，出台了一系列鼓励农业机械化发展的政策。

1.3市场现状

据研究报告显示，大蒜收割机市场呈现稳步增长的趋势，尤其是在中国等大蒜主要生产国，大蒜收割机的应用已经相当普遍，成为提高生产效率、降低劳动强度的有效手段大蒜收割机的技术发展经历了从手动到机械化、 自动化的转变。近年来，随着人工智能和大数据技术的发展，大蒜收割机进一步演化为具有智能化和自学习能力的机器。例如，山东省玛丽亚农业机械股份有限公司研发的“自走式大蒜联合收获机”，具备结构设计合理、挖掘阻力小、切杆整齐、在线装袋、整机收获效率高等优点。

1.4发展动态分析

国内发展现状：

近年来，随着中国农业现代化的加速推进，大蒜收割机市场呈现出快速发展的态势。国内大蒜收割机生产企业纷纷加大研发投入，推出了一系列功能齐全、性能优越的大蒜收割机产品。这些产品不仅满足了国内大蒜种植户的需求，还逐渐走向国际市场，为中国农业装备走向世界贡献了力量。

在国内市场方面，大蒜收割机的应用越来越普及。特别是在大蒜主产区，如山东、河南、江苏等地，大蒜收割机已成为大蒜收割的主要工具。这些地区的种植户通过使用大蒜收割机，不仅提高了大蒜的收割效率，还降低了生产成本，增加了收益。

国外发展现状：

在全球范围内，大蒜收割机市场同样呈现出稳步增长的态势。特别是在一些大蒜种植大国，如美国、法国等，大蒜收割机的应用已经相当普遍。这些国家的大蒜收割机技术先进、功能多样，能够满足不同规模、不同地形的大蒜收割需求。同时，这些国家还注重大蒜收割机的技术创新和产业升级，不断提升产品的性能和可靠性。

随着环保意识的不断提高，绿色化技术在大蒜收割机中的应用也越来越广泛。现代大蒜收割机普遍采用节能、减排的设计理念，通过优化发动机性能、提高传动效率等措施降低能耗和排放。同时，还注重废旧部件的回收利用和资源的循环利用，推动大蒜收割机的绿色化发展。

1.5应用前景分析

市场应用与需求

大蒜收割机的市场应用与需求是推动其发展的重要因素。随着大蒜种植面积和产量的不断增长，大蒜收割机的市场需求也越来越大。

 市场应用

大蒜收割机广泛应用于各种规模的大蒜种植基地，包括家庭农场、合作社和大型农业企业等。这些种植户通过使用大蒜收割机，不仅提高了大蒜的收割效率和质量，还降低了生产成本和劳动力投入。同时，大蒜收割机还促进了农业产业链的升级和优化，为大蒜种植业的可持续发展提供了有力支持。

市场需求

随着农业现代化和机械化水平的不断提升，大蒜收割机的市场需求将持续增长。一方面，随着劳动力成本的逐年上升，传统的人工收割方式已难以满足现代农业的高效需求；另一方面，随着消费者对大蒜品质和安全的关注度不断提高，对高效、智能、环保的大蒜收割机的需求也越来越迫切。因此，大蒜收割机市场具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。

二.项目创新内容

2.1项目总体思路

本项目的总体设计思路是：以智能化、高效化、集成化为目标，结合大蒜生长特性和收获需求，设计一款集识别、切割、清理、收集于一体的智能大蒜收割机。具体方案包括以下几个方面：

1. 机械结构设计：根据大蒜生长特性和土壤条件，设计合理的机械结构，包括切割机构、行走机构、清理机构和收集机构等。各机构之间需紧密配合，确保作业流程的顺畅和高效。

2. 控制系统设计：采用先进的嵌入式控制系统和传感器技术，实现对收割机各执行机构的精准控制。通过集成机器视觉和深度学习算法，实现对大蒜植株的精准识别与定位；通过PID控制等算法，实现对切割力度、行走速度等参数的自动调节和优化。

3. 软件系统设计：开发配套的软件系统，包括远程监控与故障诊断系统、作业数据记录与分析系统等。通过软件系统，实现对收割机的远程监控和故障诊断；通过数据分析，为收割机的性能优化和升级提供数据支持。

2.2可行性分析

大蒜收割机的研发，不仅能够解决当前大蒜收获过程中存在的瓶颈问题，还能够推动农业装备技术的创新与升级。通过引入先进的机械结构、智能控制技术和信息处理技术，大蒜收割机能够实现自动化、精准化作业，显著提高大蒜收获的效率和质量，为农民带来实实在在的经济效益。同时，该项目的成功实施，也将为其他农作物机械化收获提供可借鉴的经验和思路，推动我国农业机械化整体水平的提升。本项目研发的高效智能大蒜收割机在技术上具有可行性且市场需求旺盛；此外项目还得到了政府和相关机构的支持为项目的成功实施提供了有力保障。通过该项目的实施不仅可以解决当前大蒜收获过程中存在的瓶颈问题还可以推动农业装备技术的创新与升级为农业现代化贡献力量。

2.3项目特色与创新点

1. 智能化识别与收割技术：针对大蒜根茎部位复杂、易损伤的特点，本项目将采用先进的机器视觉技术和深度学习算法，实现对大蒜植株的精准识别与定位。利用丝杆来调节铲子向下挖的深浅，以保证地下挖起的大蒜完好无损。扶正设备由尖端组成，用于扶正蒜苗部分。

2. 传送：大蒜被收割后，通过一条地面传送带将其送到机器的后部，传送带由橡胶耐磨材料制成，可以带动已收割的大蒜向后方传送。

3. 集成化作业清理技术：通过传送带将大蒜收集。利用振动电机带动筛窦抖动，将大蒜收割、清理、收集等多个环节集成于同一台机器上，形成完整的作业流程，已达到清理大蒜所携带的土壤的目的。通过优化各环节的衔接与配合，实现大蒜收获的一站式处理，减少人工干预和转运次数，降低劳动强度。

4. 自适应土壤条件设计：大蒜种植区域土壤类型多样，土壤湿度、硬度等条件差异大。本项目将研发一种自适应土壤条件的大蒜收割机底盘和行走机构，通过调节底盘高度、行走速度和驱动力等参数，确保收割机在不同土壤条件下都能稳定、高效地作业。

5. 远程监控与故障诊断系统：为保障收割机的正常运行和及时维护，本项目将集成远程监控与故障诊断系统。通过无线通信技术，将收割机的运行状态、故障信息等实时传输至远程服务器或用户终端，便于用户远程监控和及时响应，提高设备的可靠性和维护效率。

三.实施方案

3.1技术路线

1、采用GPS/北斗定位，定位更快，更精确；
2、双手遥控，可实现500米以上的超远距离遥控；
3、过传送带将大蒜收集。利用振动电机带动筛窦抖动，将大蒜收割、清理、收集等多个环节集成于同一台机器上，形成完整的作业流程;
4、可远程操作行进大蒜定位;

5、具有稳定的操作性能，广泛农业大蒜收割。