履帶聯合收獲機式動力平臺油菜直播機設計與試驗

廖慶喜 何 坤 萬星宇 袁佳誠 王 昌 魏國粱

(1.華中農業大學工學院， 武漢 430070； 2.農業農村部長江中下游農業裝備重點實驗室， 武漢 430070)

0 引言

長江流域是我國主要的冬油菜種植區域，種植方式以稻-油或稻-稻-油水旱輪作為主[1]。針對該區域土壤黏重板結、雨水充沛等特點，傳統的油菜機械化播種作業方式主要為拖拉機掛接油菜播種機等機具完成碎秸滅茬、種床旋耕、播種施肥、開溝覆土等作業[2-5]，但前茬作物水稻收獲后地表秸稈量大，機具一次下地往往難以完成播種作業所有工序，且土壤含水率較高時拖拉機易打滑沉陷，影響播種質量和作業效率。

研究表明，秸稈還田有利于增加土壤生物活性、提高土壤肥力[6-7]，秸稈覆蓋還田能蓄水保墑，更能保證冬油菜在氣溫和降水異常天氣下安全越冬，對油菜產量也有顯著促進作用[8-9]。國內外學者在秸稈還田與播種相結合的聯合作業機具方面進行了大量的研究[10-18]。以上研究主要適用于稻麥、花生等作物播種與秸稈還田聯合作業，適用于稻油輪作區油菜播種與秸稈還田的聯合作業機具研究較少，而直接利用聯合收獲機替代拖拉機掛接播種機進行油菜播種作業的研究鮮見報道。

為實現稻油輪作區油菜播種與秸稈還田目標，達到提高機器利用率、減少機具下地次數、提高機具通過性和作業效率的目的，本文設計一種履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機，在不改變聯合收獲機原有結構和功能的基礎上，設計一種將耕播系統掛接于履帶式聯合收獲機并可升降的導軌式懸掛升降系統，進行傳動系統動力匹配設計，確定各部分結構參數和整機性能參數，以滿足整機應用于水稻收獲后未處理地表進行秸稈還田與油菜播種聯合作業。

1 總體方案

1.1 工藝路線

稻油輪作區水稻收獲后有豐富的秸稈資源，田間實際留茬高度往往高于標準要求[19]，而稻收后聯合收獲機多閑置，利用率低，履帶式聯合收獲機除有很好的秸稈切割與收集功能外，與輪式拖拉機相比能減小土壤內垂直和水平應力，防止土壤壓實[20-21]。因此，提出將履帶式聯合收獲機與油菜播種機集成設計方案，通過收獲平臺將殘茬與浮草進行切割收集，形成相對清潔的耕播環境，有利于防堵降耗；同時收獲平臺為耕播系統作業提供動力，由耕播系統在相對清潔地表完成耕播作業，播種完成后再由收獲平臺排草口將秸稈拋至已播廂面進行覆蓋還田，作業工藝流程如圖1所示。

1.2 整機結構與工作過程

基于上述工藝路線開展了以履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜播種機研究，直播機整體結構如圖2所示，主要由收獲平臺、懸掛升降系統、耕播系統與傳動系統等組成，其中懸掛升降系統底座外梁通過卡扣與聯合收獲機底盤對接，內梁插入聯合收獲機底盤方管，以此實現懸掛升降系統的快速安裝與拆卸。主要技術參數如表1所示。

表1 主要技術參數Tab.1 Main technical parameters

播種作業前，通過底盤升降手柄控制懸掛升降系統的液壓缸運動將耕播系統下降至合適高度，使旋耕部件的旋耕深度滿足油菜播種種床深度要求，調節中央拉桿和開畦溝犁，保證能形成穩定的播種廂面，同時調節雙圓盤開溝器，使油菜播種深度符合農藝要求。

播種作業時，收秸割臺對地表浮草殘茬進行撿拾切割，收集的秸稈經收獲平臺輸送鏈耙與脫粒清選裝置輸送作用送至收獲平臺尾部導草裝置，在風機風力作用下排至側廂，與此同時，收獲平臺動力經帶傳動與鏈傳動傳至尾梁齒輪箱換向并經萬向節傳遞至旋耕側箱，由耕播系統在相對清潔地表完成油菜播種作業所需種床旋耕工序，收獲平臺尾部電源驅動排種器電機轉動完成油菜播種作業，履帶式聯合收獲動力平臺的油菜直播機行進過程同步完成作畦開溝作業。

2 關鍵部件設計

2.1 懸掛升降系統

目前常用的農機懸掛系統結構較復雜，主要應用于拖拉機，對于履帶式聯合收獲機為動力底盤的油菜直播機適應性不高，為縮短整機縱向尺寸，使其重心處于較優位置，同時實現耕播系統掛接與升降功能，本文設計了一種導軌式懸掛升降系統，其結構如圖3所示，主要由升降組合、分體式懸掛架和定位控制裝置組成。工作時，懸掛架掛接耕播系統，在液壓缸提升力作用下豎直提升，下降時液壓缸卸力同時在耕播系統自重作用下將其降到目標高度。

2.1.1升降組合

升降組合包括底座、導軌、升降液壓缸、導輪和提升鏈條等，其結構如圖3所示，其中導軌與升降液壓缸根據耕播系統選型設計。耕播系統質量400 kg，升降液壓缸選用負荷1 000 kg、提升行程1 m的雙向油缸，搭配外徑78 mm、輪厚22 mm、負荷1 000 kg的導輪與12A提升鏈條，根據提升行程與掛接質量采用1.3 m長8號槽鋼作為導軌。

2.1.2分體式懸掛架

從升降行程可調和關鍵部件互換性角度考慮，本文采用分體式懸掛架，作為懸掛升降系統主要承載部件，分體式懸掛架直接與耕播系統相連，其結構如圖4所示。主框架采用50 mm×5 mm方管焊接而成，根據耕播系統后置懸掛架尺寸確定其長×寬為860 mm×400 mm。左右懸掛組合通過螺栓定位安裝于主框架內，間隔50 mm，行程分3段可調整。

懸掛架設置有3對導向輪進行縱向限位與上下導向，選用與升降組合配套的外徑67 mm加厚軌道輪。因耕播系統左右質量不平衡，容易引起懸掛架左右偏轉，為保證耕播系統升降順暢不出現停滯卡頓現象，設置兩對限位輪與導軌外側面形成面接觸進行約束。限位輪采用單邊軌道輪，通過螺栓連接安裝于主框架上，為保證升降過程安全可靠，所用螺栓需滿足剪切強度條件與擠壓強度條件[22]

(1)

其中

(2)

式中τ——剪切應力，MPa

[τ]——許用剪切應力，MPa

σP——擠壓應力，MPa

[σP]——許用擠壓應力，MPa

FS——螺栓所受橫向外載荷，N

d0——螺栓剪切面直徑，mm

m——螺栓受剪面數

Lmin——螺栓桿與孔壁擠壓面最小高度，取5 mm

σS——屈服極限，取240 MPa[22]

Sτ、SP——安全系數，Sτ取2.5，SP取1.25[22]

懸掛架整體的縱向受力主要由導向輪等平衡，限位輪螺栓所受外載荷主要由耕播系統橫向偏轉所引起，故設計分析時只考慮橫向載荷。懸掛架橫向受力如圖5a所示，主要受等效提升力T、自身重力G、耕播系統豎直向下分力F1與F2以及導軌給限位輪垂直導軌面的力FA與FB作用。未設置限位輪時耕播系統提升狀態下懸掛架偏轉情況如虛線所示，取極限狀態與極限受力進行分析，假設由于F1、F2不等所產生偏角θ完全由限位輪A與限位輪B平衡，將F1、F2等效為施加在偏轉中心的豎直向下作用力與等效力偶矩，對水平方向受力進行簡化，如圖5b所示，由平衡條件可知

(3)

式中FA——限位輪A所受導軌作用力，N

FB——限位輪B所受導軌作用力，N

lA——限位輪A到偏轉中心O的垂直距離，mm

lB——限位輪B到偏轉中心O的垂直距離，mm

M——耕播系統質量不平衡所產生的力偶矩，N·m

參考實測結果可知，F1與F2差值最大為1 680 N，計算可知M=722.4 N·m，限位輪A與限位輪B豎直方向距離250 mm，代入式(3)計算得FB=-FA=2 889.6 N。

取限位輪單體進行分析，螺栓受力情況如圖5c所示，由式(1)可知

(4)

代入數據計算可知，d0≥6.19 mm，根據螺栓規格表從可靠性角度以及螺栓長度要求選取150 mm長M12鉸制孔用螺栓，光桿部分d0=13 mm，由式(1)、(2)可知擠壓應力σP=44.46 MPa<[σP]。計算可知選用M12鉸制孔用螺栓能滿足強度要求，由螺栓大小確定限位輪選用外徑62 mm的單邊軌道輪。

2.1.3定位控制裝置

目前廣泛使用的聯合收獲機一般都具備底盤升降功能，為實現懸掛升降系統升降功能，將升降液壓缸接入收獲平臺底盤升降液壓回路，如圖6a所示，同時考慮到聯合收獲機后視性較差，存在視野盲區，且導軌有限長，工作時存在安全隱患，本文利用可檢測金屬物體靠近的電感式接近開關設計控制電路如圖6b所示，采用常閉型接近開關感應懸掛架限位輪，通過繼電器放大作用，控制電磁換向閥在中位與工作位之間切換。

工作時，閉合開關，電磁換向閥通電，操作底盤升降手柄控制液壓缸運動，當懸掛架上升到安全定位高度時，限位輪到達位移傳感器動作距離，接近開關斷開，電磁換向閥回到中位，液壓缸停止上升，操作臺上紅色信號燈滅。復位時，閉合按鈕開關，電磁換向閥通電，操作底盤升降手柄控制液壓缸下降，紅色信號燈亮則斷開按鈕開關。

2.1.4強度校核

懸掛升降系統作為連接收獲平臺與耕播系統的關鍵部件，其剛度和強度能否滿足工作要求是整機能否安全穩定運行的關鍵，為此利用ANSYS Workbench開展靜力學仿真分析，對其剛度強度進行校核。

懸掛升降系統主要存在兩種工作狀態，一是在運輸過程懸掛架提升狀態，二是在播種作業時懸掛架降下狀態。利用SolidWorks 2018對兩種狀態進行建模并適當簡化，導入ANSYS Workbench，定義材料屬性為Q235-A，設置導向輪、限位輪與導軌接觸類型為Frictional，摩擦因數設置為0.05。網格劃分時對底座、導軌等形狀規則、拓撲結構相同的結構采用Sweep法，其余零部件自動網格劃分，通過控制關鍵部件網格尺寸控制網格質量，定義懸掛架、導軌單元尺寸為5 mm，劃分完成后單元數487 557，節點數1 223 393，得到兩種狀態有限元模型如圖7所示。

給底座內外梁上表面施加固定約束，運輸狀態時，懸掛架主要受自身重力、鏈條提升力與耕播系統重力等作用，耕播系統自重4 000 N，以remote force形式施加在耕播系統重心位置，懸掛架自重380 N，施加在重心位置，單根鏈條提升力2 190 N，分別施加在對應鏈條位置，升降液壓缸作用于底座，除自身重力還有提升耕播系統產生的壓力，以pressure形式取極大值5 000 N施加于底座中央液壓缸與底座的接觸面上。工作狀態時，液壓缸完全降下，提升鏈條處于放松狀態，懸掛升降系統主要受耕播系統工作所產生交變載荷作用，添加邊界條件時以函數形式施加，數值參考前期功能試驗所測拉壓力數據，選取穩定工作段數據，利用Matlab擬合工具箱擬合數據得到函數曲線如圖8所示，設置載荷步為1，結束時間30 s，對有限元模型進行求解計算，得到兩種狀態位移云圖和應力云圖如圖9所示。

運輸狀態時，懸掛升降系統最大變形量為0.413 7 mm，最大應力為164.32 MPa，出現在導向輪與導軌接觸處，因導向輪材料為軸承鋼，屈服強度大，取導軌與懸掛架單獨分析，最大應力分別為147.44、89.907 MPa，導軌與懸掛架材料Q235-A，安全系數取1.5[23]，則許用應力為156.67 MPa，最大應力均小于許用應力，滿足強度與剛度要求。工作狀態時，最大變形量0.605 9 mm，最大應力195.11 MPa，出現在導向輪與導軌接觸處，導軌與懸掛架最大應力分別為145.06、121.83 MPa，均滿足強度與剛度要求。

2.2 傳動系統

為了不改變收獲平臺原有傳動結構與傳動比，同時將動力傳遞給耕播系統完成旋耕作業，合理配套動力與布局傳動是保證整機作業性能的關鍵。

履帶式聯合收獲機為動力底盤的油菜直播機傳動系統采用帶傳動、鏈傳動與齒輪傳動相結合的方式，耕播系統作業時收獲平臺各部分同步運行，故可通過原有控制方式實現動力離合。為保證收獲平臺原有傳動不改變，重新設計過渡帶輪，采用帶輪與鏈輪組合式結構，并在收割機箱體側板上安裝中間軸，通過兩級鏈傳動實現減速，達到旋耕作業轉速要求，再由1∶1齒輪箱實現換向，將動力傳遞給旋耕刀軸。

發動機動力分兩路傳遞，一路由收獲平臺原有傳動系統傳遞給收獲平臺各功能部件，一路由所增加傳動結構傳遞給耕播系統，具體動力傳遞路線為：收獲平臺發動機→帶傳動→鏈傳動→尾梁齒輪箱→萬向節→旋耕側箱→旋耕刀軸，省略收獲平臺原有帶傳動等中間過程，整機傳動系統傳動簡圖如圖10所示。從尾梁變速箱至耕播系統采用萬向節過渡，以適應耕播系統升降與工作過程中心距變化情況。

根據收獲平臺關鍵帶輪轉速標定可知，當發動機轉速為2 000 r/min時，第一級鏈傳動主動鏈輪轉速n1=1 200 r/min，旋耕轉速擬定為n3=350 r/min，由經驗公式[24]計算可知旋耕功耗約為18.2 kW。鏈節距25.4 mm≤p≤31.75 mm，主動鏈輪齒數17≤z1≤23。為實現鏈傳動平穩、高效目標，利用Matlab優化工具箱對兩級鏈傳動進行參數優化設計[22,25-26]。根據鏈傳動設計規范，確定兩級鏈傳動傳動比分別為1.7與2.0，選用16A單排86節滾子鏈與16A單排114節滾子鏈，各部分具體參數如表2所示。

表2 鏈傳動參數Tab.2 Chain drive parameters

2.3 耕播系統

2.3.1結構組成

耕播系統主要完成種床旋耕、作畦開溝、播種覆土等工序，其結構如圖11所示，主要包括2BFQ系列油菜播種機常用旋耕總成、旋耕側箱、后置懸掛架、開畦溝前犁、開畦溝后犁、離心式排種器和雙圓盤開溝器等結構。為實現耕播系統掛接穩定以及作業時傾角可調，調整三點懸掛架位置，將其后移安裝于旋耕機后梁，通過中央拉桿與懸掛升降系統的懸掛架相連。同時為配合整機布局與方便排種器安裝，將排種器側置安裝于旋耕機上。

2.3.2排種器安裝高度

履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機耕播系統與傳統播種機結構有較大區別，為探究排種器側置時投種高度對整機播種性能的影響，從而確定合適的排種器安裝高度，根據排種器在耕播系統上位置關系設置臺架試驗如圖12a所示。投種高度初始值設置為排種器安裝于耕播系統上最低投種高度600 mm，通過調整安裝座高度改變投種高度，高度梯度設置為50 mm。從左至右依次標記輸種管序號為1～8，對應1～8號玻璃杯用于收集1 min內排種器各行排出種子，稱量統計并記錄，每個高度重復試驗3次，得到試驗結果如圖12b所示。

結果表明，排種器總排量穩定性變異系數低于4%，當投種高度大于等于750 mm時，各行排量一致性變異系數低于7%，且隨著投種高度增加有降低趨勢，符合標準NY/T 2709—2015《油菜播種機 作業質量》規定的油菜播種機作業質量要求。試驗中測得當投種高度大于等于800 mm時，距離排種器最近與最遠輸種管第一粒種子落地時間差小于0.5 s，小于啟動作業反應時間，故確定耕播系統排種器實際安裝高度應使投種高度大于等于800 mm。

2.4 導草裝置

為縮短整機縱向尺寸，提高縱向穩定性，取消收獲平臺原有排草口避免與懸掛升降系統產生干涉，改秸稈后拋為側拋方式，重新設計導草裝置以配合整機布局。導草裝置結構如圖13所示，主要包括罩殼、篩網、風機與調速器等結構，由脫粒清選裝置輸送過來的秸稈流由A口進入導草通道，在風機風力作用下由B口排出至側廂。選用24 V直流離心式風機，最大流量可達1 194 m3/h，風速通過調速器進行調節，風機與導草通道之間采用篩網進行阻隔，防止秸稈倒流入風機造成堵塞。

3 整機縱向穩定性分析

3.1 縱向穩定性儲備利用系數

履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機結構為在收獲平臺后掛接耕播系統，質量分布較收獲平臺有較大改變，整機重心位置相較于聯合收獲機重心后移，當重心過后時嚴重影響整機縱向穩定性能。整機平地行駛的縱向穩定性主要從機組縱向穩定性儲備利用系數來考察，將其分為3個研究整體：收獲平臺、懸掛升降系統和耕播系統，各部分質量及重心位置確定如下：收獲平臺質量和重心位置根據文獻[24]確定為G1，懸掛升降系統與耕播系統質量和重心位置通過在SolidWorks中準確建模并配置材料進行質量特性計算，分別確定重心位置為G2、G3。對其處于平地狀態進行穩定性分析，如圖14所示，則整機縱向穩定性儲備利用系數為

(5)

式中m1——收獲平臺使用質量，kg

m2——懸掛升降系統使用質量，kg

m3——耕播系統使用質量，kg

l1——收獲平臺重心至履帶后接地點水平距離，mm

l2——懸掛升降系統重心至履帶后接地點水平距離，mm

l3——耕播系統重心至履帶后接地點水平距離，mm

通過測量與計算可知，收獲平臺質量為3 250 kg，重心與履帶后接地點A距離1 120 mm，懸掛升降系統質量170 kg，重心距離點A830 mm，耕播系統質量400 kg，重心距離點A1 450 mm。代入式(5)得X=0.198≤0.2，滿足履帶式機組配置基本要求[27]。

3.2 爬坡穩定性分析

履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機實際工作環境較復雜，需經常在田間地頭轉移，在坡地行駛中，整機重心作用線與履帶后接地點水平間距減小，坡度越大，間距越小，地面對履帶的支持力合力FN越向履帶后接地點A靠近，越容易造成整機向后傾翻。因整機重心位置較收獲平臺改變主要由耕播系統引起，下坡時重心作用線較爬坡時與履帶后接地點A水平間距大，故就其爬坡時的縱向穩定性進行分析。首先確定整機重心位置，由圖14平地行駛縱向穩定性分析建立平衡方程

(6)

式中m——整機質量，kg

l——整機重心與履帶后接地點A水平距離，mm

代入數據計算得，整機重心在縱向位于履帶后接地點往前764 mm處，重心高度參考SolidWorks配置材料計算結果，取耕播系統提升狀態極限值1 180 mm。爬坡行駛時，整機主要受重力G、地面對履帶支持力合力FN、驅動力FQ和行駛阻力Ff等共同作用，對其爬坡狀態受力進行分析，如圖15所示。

坡地行駛時整機要保持縱向靜態和動態穩定，則不能產生傾翻與滑移，同時有足夠的驅動力，即保持縱向穩定性需滿足條件：支持合力FN與履帶后接地點距離a不小于0；停車時重力沿坡面分力G1不大于地面附著力Fμ；爬坡時履帶驅動力FQ不小于沿坡面阻力FR。即

(7)

由圖15可知，后傾是從履帶后接地點A開始，由力矩平衡可知

FNa+mghsinα1-mglcosα1=0

(8)

式中h——整機重心與坡面垂直距離，mm

α1——傾翻極限角，(°)

由整機坡面停車不產生滑移條件可知

μmgcosα2≥mgsinα2

(9)

式中μ——履帶與地面附著系數，取0.8[28]

α2——滑移極限角，(°)

爬坡行駛時，履帶驅動力由履帶板剪切地面產生，不考慮履帶滑轉，履帶與地面相互作用產生的最大驅動力[29]為

FQ=Sc+G2tanφ

(10)

式中S——地面與履帶接觸面積，m2

c——土壤內聚力，kPa

φ——土壤內摩擦角，(°)

爬坡時，忽略空氣阻力等的影響，行駛阻力主要包括摩擦阻力與整機重力沿坡面分力，得

FR=fmgcosα3+mgsinα3

(11)

式中f——滾動阻力系數，取0.05[27]

α3——牽引極限角，(°)

履帶接地長度1.5 m，單根履帶寬0.45 m，土壤內摩擦角和土壤內聚力分別取23°、13.8 kPa[30]，由式(7)～(11)可知，整機坡地行駛縱向穩定性條件為

(12)

履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機爬坡時保持縱向穩定性的最大角度為傾翻極限角、滑移極限角與牽引極限角中的最小值，即α=min(α1,α2,α3)=20.53°。

4 田間試驗

4.1 試驗條件

田間試驗在華中農業大學現代農業種植示范基地進行，分別于2020年9月8日和2020年10月1日開展了旋耕性能試驗與整機性能試驗，試驗環境為聯合收獲機收獲后未做任何處理稻茬地，主要試驗工況參數如表3所示。

表3 試驗工況參數Tab.3 Test conditions parameters

4.2 試驗方法

履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機結構上不同于傳統播種機，履帶底盤與輪式拖拉機相比雖有更好的通過性能，但地表不平時易發生翹頭或翹尾，地表不平度傳遞至耕播系統經放大表現為旋耕深淺變化，直接影響旋耕深度和播種深度；整機傳動系統中間環節存在帶傳動與鏈傳動，負載過大時傳動比易發生波動，旋耕刀軸實際轉速與設計轉速存在一定偏差，實際轉速可能小于設計轉速，影響整機作業效果。針對上述可能影響整機工作性能的因素，參照標準NY/T 2709—2015《油菜播種機 作業質量》和GB/T 5668—2017《旋耕機》確定指標及開展試驗，主要測試指標有耕深穩定性系數、碎土率、旋耕層深度合格率以及機具通過性與工作穩定性等。試驗時首先針對旋耕作業效果開展性能試驗，測試各項指標，旋耕性能試驗整機工作穩定、運行良好后再集成導草裝置與排種系統，驗證整機工作性能，工作參數設置為作業速度0.6 m/s、導草裝置風機轉速3 500 r/min、發動機轉速2 000 r/min。

4.3 試驗結果與分析

履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機試驗現場如圖16所示，田間試驗結果表明，整機作業較穩定，懸掛升降系統在田間轉移與作業時能保證在安全行程內穩定升降與牽引工作；收獲平臺能較順利收集浮草殘茬并排至側廂，處理后殘茬高在60～90 mm之間，機具通過性較好；傳動系統運行良好，可將聯合收獲機脫粒、分離、清選、秸稈粉碎等環節冗余動力分配至后置耕播系統，負載過大時鏈傳動有一定抖動，總體能在保證收獲平臺各功能部件穩定運行同時滿足種床旋耕作業所需動力要求。

整機作業后廂面較平整，溝型穩定，無因堵塞造成的地表拖堆，平均耕深為125 mm，耕深穩定性系數達92.4%，碎土率為83.7%，旋耕層深度合格率為95%，結果表明，履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機各項指標均滿足標準要求。

5 結論

(1)設計了一種以履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機，一次下地可完成秸稈還田、種床旋耕、作畦開溝和播種覆土等作業，較常規油菜機播作業能減少機具下地次數、有效提高機具通過性和作業效率，同時有利于提高聯合收獲機利用率，實現一機多用。

(2)通過對懸掛升降系統關鍵部件選型設計與理論分析確定了其結構參數，同時，利用接近開關對金屬的敏感特性設計電路控制電磁閥工作，實現懸掛架升降的安全可控，靜力學仿真分析表明，所設計懸掛升降系統剛度和強度滿足運輸與田間作業基本要求；運用Matlab優化工具箱對傳動系統進行了優化設計，確定了兩級鏈傳動傳動比分別為1.7、2.0。

(3)通過臺架試驗確定了導草裝置與耕播系統結構，并對集成懸掛升降系統、耕播系統的履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機平地行駛與爬坡行駛狀態進行縱向穩定性分析，得到整機縱向穩定性儲備利用系數為0.198，保持縱向穩定性的最大角度為20.53°，符合履帶式機組各部分質量配置要求，滿足田間工作要求。

(4)田間試驗結果表明，履帶式聯合收獲機為動力平臺的油菜直播機在稻收后未處理地表作業時，機具通過性和工作穩定性良好，廂面平整，溝型穩定，平均耕深125 mm，耕深穩定性系數、碎土率和旋耕層深度合格率分別為92.4%、83.7%和95%，整機設計滿足油菜播種作業要求。