小型多功能收耕機

張淬

摘 要：山區、丘陵地帶，農村實現農業機械化的瓶頸在于特殊地貌形成的田地面積小、梯形等自然條件所產生的因素，使得大型機械優越性難以在這些地區全面發揮出來，束縛了農村經濟發展步伐，制約了山區農村經濟發展速度。基于這類山區、丘陵地域自然現狀客觀存在，一種在農村既能收割同時又能耕耘的小型收耕機迎刃而生。小型多功能收耕機轉彎靈活、爬坡能力強、抗震動，在田間地頭行走自如，收割、耕地、耙地一次性完成，有利于山區農村生產力的提高，對山區機械化普及起到一定的推動作用。

關鍵詞：山區 收割 耕耘 收耕機 農作物

中圖分類號：S22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（a）-0094-02

在農村平原地區基本實現了機械化耕耘，但是在我國的山區、丘陵地帶因為地貌固有的原因，大型機械設備無法在這些地域施展開來，使得山區、丘陵地帶的經濟發展受到了一定的限制。在這種狀態下，能有一臺小型多功能收耕機，就會在一定范圍內比較容易地解決山區、丘陵地帶的農業機械化所帶來的經濟增長程度，減輕山區農民所付出的勞動力與勞動強度。本文所述小型多功能收耕機就是在這種情景下設計出來的。

1 構思

設計一臺山區、丘陵地帶多功能收耕機，首先要考慮到收耕機在崎嶇不平的山地行走應自由，上下田埂要穩當，田間與田間跨行應平穩，轉彎要靈活；其次要考慮農作物廢料再利用，像稻草、秸稈等，在偏遠山區一般都會用作生活燒飯，燒水等，燒完后的草木灰、秸稈灰可當成肥料回歸田地中，也可將這些農作物廢料變成沼氣形成的原材料。

2 設計框架

根據山區、丘陵地帶的田地畝數面積都不大的實際情況，多功能收耕機能收割的橫方向尺寸長度不能太長，收割以后接著收耕機將水田或旱地進行耕耘翻曬、整平全部完成。

多功能收耕機設計分五個功能單元部分，收割單元部分、合攏單元部分、捆扎單元部分、打包單元部分、耕耘單元部分。收割單元部分主要是將農作物按一定的高度割到，而后由合攏雙機械臂歸攏送于捆扎平臺進行整理排順，捆扎。打包單元部分將整理、排順好的秸稈裝進布袋放入收耕機旁邊地中。前面處理完后，安裝在收耕后面耕耘單元部分，隨即對田地進行犁地、耙地、平地一氣呵成。

3 結構組成

整臺小型多功能收耕機，結構緊湊、制造容易、堅固耐用、使用方便、操作簡單。它由動力驅動部分、底盤部分、車輪部分、鏟刀部分、收割部分、合攏部分、捆扎部分、打包部分、耕耘部分、傳感器部分等組成。

3.1 動力驅動部分

考慮到收耕機在正常工作時有一定的負載，但整臺機器的重量不能太重，體積不宜太大。收耕機的驅動功率選擇不能一味地追求大功率動力，在能正常完成各項指標前提下，選擇適當的動力設備，對收耕機來說起到至關重要的作用。收耕機能否實用，靈活、動力設備是關鍵。采用設備為12HP馬力柴油發動機一臺，0.4kW發電機一臺，40W電動機3臺，200W電動機1臺。12HP柴油發動機是整臺收耕機主要動力驅動來源，它控制收耕機收割部分，耕地與前行，后退，轉彎等動作。0.4kW發電機提供整臺收耕機照明電源，電子線路工作電源和電動機工作電源。電動機帶動刀具切割農作物，操縱合攏機械臂伸直與彎曲。

3.2 底盤部分

車架在整臺收耕機中擔負著各個部件在車身安裝相對正確位置，其在工作中還需承受各種負載，并需要有一定抗震能力。車輪安裝在車橋兩端，車橋承載著車架與車輪之間多種不同方向的作用力，車架寬為110cm，長為190cm，用槽鋼焊接而成，發動機置于車架后端后橋上，驅動后車輪并使整臺機車平穩性能得到提高。

3.3 車輪

因工作環境的特殊性，車輪需要工作在不同的田間地頭，使用的車輪與地面應有比較大的摩擦系數，這樣才能使收耕機在滿載負荷運行時車輪在田地間不會打滑。用兩種輪子的調換來滿足不打滑的要求，一種是爬犁輪，專門在泥田里行走，一種是橡膠輪，運輸、旱地工作時用。爬犁輪實際上是一種鐵輪子，直徑70cm，四周焊有10只輪爪子以增強輪子承重力和摩擦力。

3.4 鏟刀部分

農作物開始進入切割區時，有一個排正過程，主要把農作物根部豎正，使鉸刀圓鋸能迅速地切斷被割物部位，并能使秸稈向后方倒下，以便合攏。鏟刀寬1.4m，刀口由梳齒組成，梳齒為上下兩層，齒與齒之間距離可按收割農作物種類不同進行調整，校準齒與齒間距離標準以秸稈豎立容易進入梳齒內為原則。

3.5 收割部分

收割時，因為收割對象不同，所以使用的刀具也不同，把能用機械收割的農作物分成兩類，一類為軟秸稈，如稻子、麥子，一類為硬秸稈，包括棉花稈、玉米稈等植物。兩類農作物秸稈硬度不一樣，所用刀具也不一樣，軟秸稈用的刀具是3個刀片組成的梅花狀鉸刀，直徑為30cm，共有3組，第1組刀具和第3組刀具各安有2根鋼絲鋸，指在把每組刀具間隙所殘留沒割干凈的秸稈進行清理。硬秸稈用的是圓鋸型刀具，圓鋸鋸齒不能太長太深，不可超過8mm，超過此標準，圓鋸齒很容易被秸稈卡住，圓鋸直徑為38cm，齒深5mm。兩種刀具運轉用3只電動機帶動，將刀具直接安裝在電動機軸上，當電動機運轉時，梅花狀鉸刀或圓鋸型刀具在飛快旋轉速度作用下使秸稈瞬間被切斷。

3.6 合攏部分

當秸稈被割倒達到一定的數量，通過傳感器向合攏電動機發放啟動信號，接通電動機電源開關，電動機帶動機械臂開始工作，從前向后將割倒的秸稈送進捆扎平臺，一直到捆扎平臺秸稈達到規定的高度機械臂才停止工作回到原位。

3.7 捆扎部分

將合攏機械臂收攏的秸稈進行整理壓縮，根據不同的秸稈，經過多層次歸攏，當達到所規定高度，高度傳感器迅速向捆扎部分發出扎帶指令，使捆扎部分隨后將捆扎綁好的秸稈推出捆扎平臺，捆綁繩為兩道，兩道之間為50cm。

3.8 打包部分

收小麥和稻谷時，打包平臺將歸攏的秸稈送入打包布袋內，扎緊布袋口，以備運輸。裝入布袋運輸，能有效地減少谷穗、麥穗、油菜籽等農作物在收割中所受到的損失。

3.9 耕耘部分

耕耘部分包括兩部分：犁地和耙地。犁地用4個犁刀，犁刀呈三角形，前尖后寬，后面寬為25cm，傾斜向上與豎軸相連，在一根長為120cm橫軸下方焊上4根豎軸，豎軸與豎軸之間距離40cm，豎軸下方各安裝一個犁刀，豎軸與犁刀的連接結構設計成可拆卸式，防止犁刀長時間使用發生損壞時對收耕機產生不應有的阻力，增加收耕機的前行負載。犁刀可以通過橫軸抬起、落下，抬起時不犁地，落下時開始犁地，犁地的深度可以控制在10～25cm之間調整，犁刀后方設計安裝一組耙地用的耙刀，每個耕刀后方安一組，耙刀由兩個L形刀片組成，每把刀片從彎頭量起為10cm長，總長為12cm，4組耙刀固定在同一根橫軸上，工作時旋轉運動，使泥土破碎整平，耕耘部分所需動力由柴油發動機提供。

3.10 傳感器部分

傳感器控制合攏、捆扎、打包等，各部分相互之間按指令完成正確動作。

4 制造與安裝

鏟刀安裝在收耕機的最前端，前寬140cm，鏟刀上面橫向成等分裝上3臺40W電動機，電動機軸向下穿過鏟刀，將鉸刀或圓鋸安裝在鏟刀下面。合攏機械臂安裝在鏟刀的兩邊，通過200W電動機往鏟刀內側作前后運動，捆扎、打包都安裝在一個長36cm、寬160cm的平臺上單個完成，犁刀位置在收耕機后方，在一橫杠上裝上4把犁刀，犁刀與地之間距離上下可調，犁地深度在10～25cm之間任意調整，犁刀后面橫向安裝一根圓軸，圓軸上均勻地裝上4組耙刀，工作時由柴油發動機為動力驅動4組耙刀旋轉切碎泥土。

5 工作過程

多功能收耕機首先將鏟刀送進到與秸稈相合適的部位，收耕機前行時被割秸稈都按順序壓進鏟刀梳齒內，同時切割刀具在電動機帶動下飛快旋轉切斷秸稈根部，在鏟刀緩緩推動和切割刀具作用力下，秸稈隨慣性向后傾倒，合攏機械臂按設定的時間、間隔準確收攏被割倒秸稈送入捆扎，打包平臺，在此平臺上，將秸稈捆綁牢固或將秸稈裝入布袋內，放在田地中以便進行搬運，收割完后，收耕機后面的耕耘部分開始耕作和耙平，以備種植其他農作物。

6 結語

山區、丘陵地帶合理使用小型收耕機能在最大限度內減輕農村農民的勞動強度，提高山區、丘陵地帶機械化程度，推進農業機械化進展，讓山區農民從繁重的體力勞動中解放出來，勞逸結合，有更多的時間去培育農作物生長，增加農作物產量，使農民的生活過得豐富多彩，收成更多、更好。

參考文獻

[1] 中國農機研究院.農業機械設計手冊[M].北京：中國農業科學技術出版社，2009.

[2] 涂同明.聯合收割機使用與維修必讀[M].武漢：湖北科學技術出版社，2008.

[3] 陳傳燦.汽車電器[M].北京：高等教育出版社，2012.

[4] 張衛紅.汽車底盤維修實訓[M].北京：機械工業出版社，2013.

[5] 袁誠坤.汽車整車檢測[M].北京：北京大學出版社，2010.

[6] 張本升.機械基礎[M].北京：機械工業出版社，2014.

[7] 凌永成，汽車電子控制技術[M].北京：北京大學出版社，2010.

[8] 陳家瑞.汽車構造[M].北京：機械工業出版社，2001.

[9] 沈錦.汽車底盤構造與維修[M].北京：機械工業出版社，2007.

[10]魯植雄.汽車拖拉機學[M].北京：中國農業出版社，2006.