振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)的研制

竇風(fēng)玲，陳紹杰

（1.石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆石河子832000；2.石河子開發(fā)區(qū)銳益達(dá)機(jī)械裝備有限公司）

振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)的研制

竇風(fēng)玲1，陳紹杰2

（1.石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆石河子832000；2.石河子開發(fā)區(qū)銳益達(dá)機(jī)械裝備有限公司）

本文介紹了振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)的工作過程、主要結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)以及田間試驗(yàn)情況，并對其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益進(jìn)行了分析。

根莖類藥材；收獲機(jī)；研制

1 研制背景

根莖類藥材是中成藥和中醫(yī)臨床用藥的重要原料，因其具有取材天然、作用平穩(wěn)、毒副作用小等西藥無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近年來日益受到世界各國的普遍重視。我國是中藥材出口大國，每年出口100萬t，特別是甘草、黃芪、防風(fēng)等根莖類中藥材。然而中藥材的收獲具有嚴(yán)格的季節(jié)性，如不能及時(shí)收獲，將大大降低藥材的品質(zhì)。目前主要是人工挖收或用簡易挖掘機(jī)械挖掘后人工揀拾［1-3］，其勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、收獲損失率高、藥材的品質(zhì)低，嚴(yán)重影響藥農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，極大地限制了中藥材種植業(yè)的發(fā)展。

新疆地區(qū)甘草、黃芪等根莖藥材的種植面積逐年增加，是根莖類藥材的重要產(chǎn)地。近年來，隨著兵團(tuán)種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，甘草、黃芪等根莖類藥材作為特色農(nóng)作物，種植面積逐年增加。2013年，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)八師周邊甘草、黃芪等根莖藥材的種植面積近2 000 hm2，目前收獲甘草的費(fèi)用為850元/667 m2，且需要配1臺大馬力機(jī)車和30個(gè)勞動(dòng)力，每天收獲0.5 hm2左右，而且人工收獲很難達(dá)到深度要求，部分藥材根莖被挖斷、撕裂，降低了藥材的產(chǎn)量和品相，也就降低了藥材的檔次，對藥農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入造成很大影響。同時(shí)，由于收獲效率低，導(dǎo)致藥材不能適時(shí)收獲，極大地挫傷了農(nóng)民種植藥材的積極性，直接制約了藥材面積的進(jìn)一步擴(kuò)大。研制振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)將為甘草、黃芪等根莖類藥材的收獲作業(yè)提供可靠的技術(shù)保證，有利于推動(dòng)兵團(tuán)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整。

2 工作過程及主要結(jié)構(gòu)

為解決兵團(tuán)根莖類草藥收獲問題，石河子開發(fā)區(qū)銳益達(dá)機(jī)械裝備有限公司聯(lián)合石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院，研制了4YC-1.4振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)。該機(jī)與大于120 kW四輪拖拉機(jī)配套，動(dòng)力由拖拉機(jī)后輸出軸通過萬向節(jié)傳至收獲機(jī)變速箱，變速箱輸出軸通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)振動(dòng)輥轉(zhuǎn)動(dòng)。田間作業(yè)時(shí)，該機(jī)懸掛在拖拉機(jī)后。在作物行間行進(jìn)過程中，挖掘鏟在地表下預(yù)定的挖掘深度將作物根莖連同土壤一起挖起并輸送到輸送鏈帶上，然后由振動(dòng)輥將藥材從碎土中分離出來，并鋪放在地表。

圖1 振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)示意圖

該機(jī)主要由機(jī)架、動(dòng)力傳動(dòng)、懸掛架、入土鏟、分離系統(tǒng)等部分組成（見圖1）。機(jī)架大部分采用矩形管，這樣既可以減輕重量、降低成本，而且還能夠滿足結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度要求；懸掛架采用液壓三點(diǎn)懸掛調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，保證整機(jī)在工作狀態(tài)時(shí)的耕深要求以及運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)具有良好的性能；分離系統(tǒng)采用主動(dòng)抖動(dòng)棍+雙級鏈帶的方式實(shí)現(xiàn)根莖類藥材與土壤的分離及藥材的輸送。

3 主要技術(shù)參數(shù)

工作幅寬（mm）1 400

挖掘深度（mm）400～600

配套動(dòng)力（kW）≥120

分離方式主動(dòng)抖動(dòng)棍

輸送方式雙級鏈帶

懸掛形式后懸掛

行走速度（km/h）2～5

4 田間試驗(yàn)

表1 振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)收獲情況

根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，與石河子開發(fā)區(qū)銳益達(dá)機(jī)械裝備有限公司合作制作了1臺振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)，并在昌吉某田間進(jìn)行了實(shí)地試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表1。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

就新疆地區(qū)的種植面積而言，按照每臺振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)能滿足33.33 hm2根莖類藥材收獲的需求計(jì)算，新疆的需求量為1 000臺左右，按照每臺售價(jià)5萬元計(jì)算，該機(jī)型在新疆有5 000萬元的市場空間，加上國內(nèi)的巨大需求，振動(dòng)帶式根莖類藥材收獲機(jī)的市場需求潛力較大。而且機(jī)械挖掘起凈率高，作業(yè)效率高，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，加快收獲進(jìn)程，同時(shí)能提高藥材品質(zhì)，減少破損。藥農(nóng)可以隨著市場藥價(jià)的提高及時(shí)收獲，盡快上市，搶抓市場良機(jī)。

5.2 社會(huì)效益

藥材機(jī)械化收獲提高了藥材挖掘收獲工效，解決了人工挖掘藥材生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，節(jié)省藥材挖掘收獲費(fèi)用，把農(nóng)民從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，投入第二、三產(chǎn)業(yè)，增加農(nóng)民收入。

5.3 生態(tài)效益

機(jī)具作業(yè)過后土垡回位較好，不攪亂原耕層，對土地也相當(dāng)于一次深松，有效吸收天然降水，減少水土流失，達(dá)到保護(hù)性耕作的目的。

總之，根莖類藥材機(jī)械化收獲能達(dá)到農(nóng)民增收的目的，經(jīng)濟(jì)效益好，投入回收快，在新疆有廣泛的地區(qū)適應(yīng)性和生產(chǎn)實(shí)用性，其推廣前景非常廣闊。

［1］楊傳華，葛宜元，魏天路，等.深根莖中藥材雙重振動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)的研究［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2011（8）：110-114.

［2］賈素梅，王進(jìn)朝，張西群.多功能根莖收獲機(jī)的試驗(yàn)研究［J］.農(nóng)機(jī)化研究，2008（7）：158-160.

［3］孫葉強(qiáng)，王俊發(fā)，鄒愛華.長根莖類中草藥收獲機(jī)的試驗(yàn)研究［J］.佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（5）：380-383.

2015—07—22