一種輕簡型附子機械化收獲裝置初探*

蔣輝霞 李光輝 萬先起 羅俊

四川省農業機械研究設計院，四川成都

附子具有回陽救逆、補火助陽、散寒止痛的功效，用于亡陽虛脫、肢冷脈微、心陽不足、胸痹心痛、虛寒吐瀉、脘腹冷痛，分布于我國四川、陜西、貴州、湖南、湖北、甘肅、云南、廣西、江西、安徽等地。傳統的附子收獲以人工方式為主，收獲效率低、勞動強度大。隨著城鎮化進程的不斷推進，大量青壯年勞動力外出務工，這種由于收獲期較短等因素導致的用工量較大的勞動密集型作業方式遇到了勞動力急劇短缺的現實生產問題，亟需解決。本文根據上述問題，在綜合考慮了四川丘陵地區附子種植地塊較小、種植戶操作實用性等方面的情況下，進行了一種輕簡型附子機械化收獲裝置初探。

1 方案初探

附子機械化收獲裝置主要由動力裝置、傳動裝置、行走裝置、挖掘裝置和操縱裝置組成。

1.1 動力裝置

1.1.1 動力輸出方式

根據挖掘作業需要瞬時提供較大的輸出動力、移動作業的特點和行走需要持續提供克服較大的地面阻力及自身重量的動力需求特性，綜合確定采用合適的動力輸出方式。

1.1.2 動力配置參數

根據挖掘裝置挖掘深度、入土角度等，確定作業動力功率需求；根據行走裝置的寬度、行走方式、行走速度等，確定行走動力功率需求；再結合作業時間、作業效率等，綜合確定總動力功率配置參數。

1.2 傳動裝置

1.2.1 傳動方式

動力裝置通過傳動裝置將作業、行走等所需動力傳遞給相應的執行機構，根據挖掘和行走的作業、行走方式，綜合采用變速箱齒輪傳動、鏈條傳動等方式。

1.2.2 傳動配置參數

根據挖掘質量和行走速度等功能要求，綜合確定挖掘和行走傳動變比等參數配置，滿足裝置連續作業對動力高效可靠傳動的需求。

1.3 行走裝置

1.3.1 行走裝置寬度

根據附子行距種植要求，根據收獲期長短、作業效率要求、動力配置大小等，因地制宜確定適宜的行走裝置寬度。

1.3.2 行走方式

根據附子土壤類型、土壤黏度、收獲期的氣候條件、種植地塊起壟高度、深度、溝寬等綜合分析，采用輪式行走方式。

1.3.3 行走速度

根據附子收獲對行走平穩、重心穩定等安全性指標和對收凈率、破損率等技術性指標的要求，結合種植區域的地塊大小、坡度范圍，確定適宜的安全行走速度，既滿足生產效率需求，又確保安全可靠運行。

1.4 挖掘裝置

1.4.1 挖掘深度

挖掘深度按照附子土壤下深度主要分布范圍、收獲裝置收凈率、破損率等技術性能指標及安全性能指標要求等綜合考慮確定。

1.4.2 入土角度

入土角度對附子收獲質量、整機配套功率等均會產生影響，按照附子種植土壤類型、入土阻力大小等綜合考慮確定。

1.4.3 挖掘裝置長度

挖掘裝置長度應滿足能將挖掘出來的附子和泥土進行初步分離的要求，過長不利于整機重心的穩定，過短不利于附子和泥土的分離，根據作業效果反復試驗確定適合的長度。

1.5 操縱裝置

1.5.1 操作方式

立足四川丘陵地區附子種植地塊較小、主要使用者和操作者為附子種植戶，該裝置的操縱要方便、簡單，且在一行附子收獲完成切換到另一行收獲時，要易于調整方向，轉向要靈活、連續且轉彎半徑要小。鑒于上述情況，本文操縱裝置采用手扶式。

1.5.2 操作桿長度

操縱桿長度綜合考慮操作的省力性、安全性，轉向的靈活性，挖掘裝置的長度等因素合理確定。

輕簡型附子機械化收獲裝置三維示意圖如圖1所示。

2 裝置特點

本裝置是在附子種植區域進行實地調研基礎上，根據當地實際生產需求而進行的初步探索，具有以下特點。

1）結構緊湊。本裝置按照作業和行走需求，將各組成部分在滿足重心穩定的情況下進行合理布局，極大地減小了裝置體積，轉彎靈活。

2）適用性強。本裝置采用輕簡型設計，作業效率和挖掘質量能較好滿足收獲期的時間需求，有效突破了丘陵地區附子種植地塊較小的限制，適用范圍較廣。

3）安全性高。立足于普通附子種植戶的操作水平，采用手扶式設計，操作人員能很好控制其行走速度，進行移動挖掘作業，安全性高且操作簡便。

圖1 輕簡型附子機械化收獲裝置三維示意圖

3 結束語

本文以提高附子收獲效率、降低勞動強度，解決附子收獲勞動力短缺的現實生產問題為出發點，以四川丘陵地區附子種植地塊較小、種植戶容易接受和易于操作的機械化裝置需求為約束邊界條件，進行了一種輕簡型附子機械化收獲裝置初探，以期為有效解決附子生產收獲環節的用工、效率等方面的問題提供參考和借鑒。