我國南方丘陵山區田間轉運車的研究進展

咸寧市農業科學院 蔡克桐 段凱 梅軍 柳威

赤壁市華軍農機專業合作社 祝江林 祝移婆

我國南方丘陵山區田間轉運車的研究進展

咸寧市農業科學院 蔡克桐 段凱 梅軍 柳威

赤壁市華軍農機專業合作社 祝江林 祝移婆

本文概述了我國南方丘陵山區簡易田間轉運車、牽引式田間轉運車和履帶式田間轉運車的現狀，綜述了它們的性能、使用條件和特色特點等，為解決南方丘陵山區田間糧食轉運最后1 km提供理論支撐。

南方丘陵；田間轉運車；研究

我國南方丘陵山區比例超過60%的省份有貴州、重慶、云南、四川、福建、廣西、浙江、江西、湖南、湖北和廣東，南方丘陵山區是我國水稻等糧食作物、油料作物、特色經濟作物主產區[1-2]，有的省份耕種收機械化率達到60%左右，高的超過70%，而農作物收獲后的機械化轉運研究較少。為加快推進南方丘陵山區農作物收獲后轉運機械化，保障我國水稻、小麥、油菜等大宗糧油產品供應，提升特色經濟作物種植效益，促進農民增產增收和農業增效，具有十分重要的現實意義。

1 田間轉運車概況

眾所周知，我國是世界上種植水稻面積最大的國家，水稻耕種收環節也普遍采用機械化，然而大型收割機械在收割谷物產品后需要將谷物產品轉運到倉庫，因此需要轉運設備，目前的轉運方式往往采用口袋將物料收集然后采用人工方式轉運到田邊的車輛上進行轉運，或者將收割機開到田邊上進行卸糧。這種轉運方式需要耗費大量人力或收割機停頓時間，非常不適合規模生產。這個時候田間轉運車就應運而生，田間轉運車可隨收割機一起行走，收割機邊收割邊卸糧到田間轉運車上，可節省大量的勞力和搶收時間。田間轉運車主要是采用輪式拖拉機箱體式結構，在拖拉機后置懸掛牽引一個運糧箱，運糧箱下面裝有輪胎行走；或履帶箱體焊接或連接式，可將箱體焊接或連接到底盤上，箱體內部底板為傾斜式，后面做個可打開式倉門，從而起到儲糧放糧的作用，還有將箱體呈中間最低的形式，通過最低處螺旋推送器結構把箱體的糧食輸送出來，排放到目的地[3]。

2 南方丘陵山地田間轉運車現狀

改革開放前，中國農村運輸主要依靠輪式拖拉機，1980～1983年逐漸出現運輸型小拖拉機等變型拖拉機和農用機動三輪車，三輪農用轉運車主要參數：功率在8.0～9.7 kW，轉速在2 000～2 200 r/min，整車質量在600 kg，載重質量在500～750kg，最高時速37～38 km/h，爬坡度10°，變速擋位有1個。1985年以后，主要是四輪農用轉運車。四輪農用轉運車主要參數：功率在10～15 kW，轉速在2 200～2 600 r/min，整車質量在800～900 kg，載重質量在500～750kg，最高時速50 km/h，爬坡度10°，變速擋位1個[4-6]。目前，中國輪式農用轉運車尤其是四輪轉運車的發展，不斷追求汽車化與大型化。發動機功率越來越大，從最初8.8 k W的195型柴油機和11 kW的1100型柴油機到后來功率更大的385、485、490等型號柴油機；速度也越來越快，如今已使用5擋變速箱；貨箱越來越長，配置越來越高，總質量達到900～2 500 kg；價格一般為2～5萬元。中國大陸的農用輪式轉運車主要適用于公路平地上的運輸，很少應用到丘陵山地運輸。

2.1 簡易田間轉運車

簡易田間轉運車結構較為簡單，整體結構分為懸掛框架和糧箱2部分組成，懸掛框架可用40 mm的角鐵和80 m m槽鋼或矩形管等型材焊接而成，農戶也可用其它舊農具改裝，堅固就行。主要結構形式為對應機車三點懸掛有一框架，在該架后邊焊接一個80 cm×180 cm糧箱架。該機架在秋收時可運糧箱，春澇時可運其它農用物資。糧箱用0.5～1 mm的鍍鋅鐵皮鉚合制成80 cm×180 cm×120 c m糧箱體，糧箱體底部有傾斜角度便于卸糧徹底，糧箱后下部為一活門，可開啟卸糧。該種轉運車每次可運小型履帶式收割機一倉糧，運到田間高地或田間路堆放卸糧，不用收割機帶糧，大大提高了收割機作業效率，而且制作成本相對較低[7]，受到廣大農戶的青睞。

2.2 牽引式田間轉運車

牽引式糧食轉運車主要由螺旋輸送系統、抬升裝置和旋轉裝置、車架和車廂組成。螺旋輸送系統包括底部輸送裝置、側部輸送裝置和出糧臂，旋轉裝置包括側部輸送裝置外側的第二齒輪、安裝在車架上的旋轉電機、以及與旋轉電機連接的傳動齒輪，傳動齒輪與所述第二齒輪嚙合連接；抬升裝置包括支撐桿、液壓缸，支撐桿和液壓缸的上端以同一個轉軸共同鉸接在出糧臂上，支撐桿的下端與連接頭側部鉸接，液壓缸下端與連接頭側部鉸接。該轉運車由拖拉機牽引，跟隨水稻收割機下田接收轉運至主路裝車、卸糧，可在15～20 cm稀泥田正常使用。1臺轉運車可配2臺收割機使用，在主路2 000 m范圍內不影響收割速度，裝滿糧食約2 500 kg，可在5～7 min內卸完，無需人工下車清理糧倉等，卸完糧食即走，操作簡便，省時省力，工作效率高[8]。

2.3 履帶式田間轉運車

2.3.1 改良履帶式田間轉運車

由收割機改裝而成的田間轉運車最初形式是將淘汰機型的收割臺和過橋部分整體拆除，同時將后部脫谷部件和清選部件拆除，保留糧倉整體、顆粒推運器、顆粒升運器，且在后部機殼上部開口，使機殼成為一個卸糧倉，工作時，收割機先將糧食卸在運糧車的卸糧倉內，運糧車將卸糧倉的糧食由顆粒升運器搗至保留的原有糧箱內，待運到地頭再依次搗卸到拉糧拖車內。該形式基本保持原機結構，改裝簡單，但卸糧時較繁瑣，且重心較高，過埂時操作性能欠佳。較成功形式是只保留發動機、變速箱、行走部分，將發動機前置至變速箱前，駕駛座后部為2 m×2 m×2 m一個糧箱，糧箱后部有一個自動卸糧裝置。糧箱底部有一油缸支撐可使糧箱后傾一個角度，便于糧箱卸糧徹底。該形式糧箱大、重心低、運糧效率高。

經改裝后的聯合收割機有一定的優勢，不需要集糧員隨車作業，減少因長期作業疲勞。但因改裝產生的安全隱患也隨之產生，一是容易造成側翻。因集糧倉安裝在收割機一側，破壞了聯合收割機整體平衡和穩定，滿倉時增加了聯合收割機一側的重量，易造成側翻危險；二是影響機械性能。改裝企業資質良莠不齊，改裝標準不一，改裝后容易破壞收割機整機穩定性，糧倉一側長期負重，軸承、部件、履帶等部位磨損、受壓影響機械正常性能發揮和運轉[9]。

2.3.2 履帶輪式田間轉運車

傳統研發的履帶式轉運車貨箱一般是固定不動的，轉運車在上、下坡時貨箱會傾斜而引起貨物自滑動、側翻甚至翻車，尤其在坡度較大時，貨箱會嚴重傾斜使運輸車在上坡時耗能增大，爬坡性能下降；相反，在下坡時會增加制動系統的負擔，使制動困難。目前，我國研發的丘陵山地履帶式轉運車，在原來的基礎上增設液壓控制，通過前后和左右調平油缸上活塞桿的伸縮，使轉運車在上下坡時保持貨箱各個方向上的水平，能有效彌補原有履帶式轉運車的缺陷，防止貨物的側翻與滑動，避免制動系統的失效，提高了爬坡性能與安全性。丘陵山地履帶式運輸機操作方便、適應性好，橡膠履帶附著力強，可在多石地、濕軟地等復雜山地上行駛并有較好的越障能力。然而履帶式運輸機成本相對較高，可能需要預先鋪設道路系統，運輸速度較慢，爬坡度不大于20°，不適合在陡山地中運行[10-12]。

東方地球物理公司在對履帶輪結構調研的基礎上研制了履帶輪轉運車產品，該轉運車主要由橡膠履帶、機架、驅動輪、導向輪、支撐輪、張緊輪、張緊機構和內部懸架等組成。其履帶表面與粗糙的橡膠塊狀花紋，不僅耐磨，而且增加轉運車的牽引力，具有縱向柔順、橫向剛韌、轉向靈活、接地面積大等特點，從而提高了對于復雜丘陵山地地形的通過能力，而對于可更換三角形履帶輪的機架，通過有限元分析方法的拓撲優化設計，使機架在提高結構強度的同時能夠有效降低結構質量，提高零件總體性[13-15]。

3 問題與展望

簡易式田間轉運車只適合于旱地里使用，若遇到水田收獲，也只能在田邊轉運，轉運效率低。改良的履帶箱體式轉運車，可以解決水田作業，但是安全性得不到保障。履帶式轉運車，既能解決旱地水田的問題，也能解決安全的問題，但價格偏高，農民趨之若鶩。

目前田間轉運車要易于操作、輕簡靈活、運行速度慢、具備一定超載能力與價格便宜等特點，才能得到丘陵山區農民廣泛的支持。牽引式田間轉運車對于南方丘陵低山區糧食轉運應用前景非常廣泛，它利用合作社已有的拖拉機，在現有箱體和輪胎等技術環節上進行了改進，既可打開倉門翻斗卸糧，也可以在箱底下自動放糧，還可以通過360°旋轉螺旋推進器抽糧，抽糧速度快，糧食載重大，效率高，價格實惠，真正解決了節省勞動力的問題，而且安全有保障。隨著農業結構性供給側改革推進，自主經營的家庭農場主和合作社，尤其是在南方丘陵山區地帶的家庭農場主和合作社，對田間轉運車的需求會越來越大，且田間轉運車將在糧食、蔬菜、特色經濟作物、飼料等領域將發揮越來越重要的作用。

[1]易中懿等.南方丘陵山區農機化發展研究[J].農機科技推廣，2009（7）.

[2]張小明.我國丘陵山地農業機械化的現狀與發展[C].全國丘陵山地農機化技術發展高層論壇論文集.貴州：2011.

[3]曹康等.一種多功能運糧車箱體[P],2016-08-18:2.

[4]荊層層.四輪農用運輸車兩極分化大趨勢[J].農機大市場，1998（2）:10.

[5]李晉善等.拖拉機與農用運輸車的實用設計[M].北京：機械工業出版社.

[6]吳偉斌.丘陵山地果園運輸機的研究進展[J].華中農業大學學報，2013（7）:135-140.

[7]麻德林.水田抗澇運糧機的改裝[J].農民致富之友，2014（5）:99.

[8]祝江林.一種牽引式糧食轉運車：中國CN105905020A[P].2016-08-31.

[9]徐興松.淺析聯合收割機改裝接糧倉的危害與應對措施[J].農業開發與裝備，2015（10）：111.

[10]黎志中.履帶式山地運輸車：中國CN201951572U[P].2011-08-31.

[11]朱余清等.山地果園自走式履帶式運輸車抗側翻設計與仿真[J].農業機械學報，2012,43（Z1）：19-23.

[12]張德文.日本履帶式林業運輸車簡介[J].林業機械，1993（3）:45.

[13]王永芳等.一種擺動式支重輪三角履帶輪系介紹[J].物探裝備，2009,19（2）:83-85.

[14]楊立浩等.裝載機可更換三角形履帶輪基架的拓撲優化設計[J].工程機械，2011,42:48-51.

[15]楊立浩等.履帶輪轉換技術的應用現狀與發展趨勢[J].機電產品開發與創新.2011,24（2）:80-82.

2017-08-23）