山區小型農用機械的應用及研發

黎章文

（湖南高速鐵路職業技術學院，湖南衡陽 421002）

山區農業的發展不僅與農民的利益聯系緊密，同時也是國家總體脫貧奔小康戰略的重要組成部分。在當今科技飛速發展的背景下，我國的大部分地區實現了機械化農業生產，但是由于山區復雜的地勢環境等限制，普通的小型農業機械很難在山區推廣使用，使山區農業經濟得不到有效發展，不符合國家的產業扶貧政策，所以開發及使用適合山區的小型農業機械刻不容緩。

1 山區農用機械的現實需求

由于我國城市化進程不斷加快，大部分山區青壯年轉向城市工作，致使農村勞動力短缺，山區的土地存在嚴重的拋荒現象。為了有效解決這一問題，保證生產效率、提高農作物產量，可以利用機械設備代替傳統農業勞作，在節省勞動力的同時更有效地利用各項資源，減輕農業從事人員的勞動負擔。相對使用簡單工具的種植方式，利用機械設備的生產效率更高，能夠幫助農民在一定的時間內完成更多的農業作業，提高種植效率，從而增加農業生產的經濟收入。

隨著努力實現全面建設小康社會、建設新農村的目標，我國政府對于山區的農業經濟發展更加重視，堅持實施農機購置補貼政策，以調動農民購機積極性，所以在山區推廣適合山區使用的小型農業機械是一項利國利民的政策，在保證減輕農民勞動強度的同時，促進農業增產增效、農民增收，幫助農民改善生活，進入小康生活。

農村勞務人員素質的提高有助于使用機械代替手工作業。由于普及基礎教育、開展農村職業教育以及農村信息技術的應用等，不斷提高了農村勞動人員的素質。由于農村勞動者素質的提高，可以使很多返回家鄉的農民工有條件進行創業，開展特色農產品的生產及網絡銷售，這就可以使單位勞動力的產出能夠提高。高素質的勞動者能接受機械化的生產方式，愿意投入資金購置適用的、可靠性高的農業機械。高素質的勞動者也能更好地選配、使用、保養維護好農業機械，發揮出農業機械的性能和優勢。

2 現有小型農用設備應用于山區存在的缺陷

2.1 售后服務的現實困難

為提高農民購買欲望，機械生產廠家或者農機服務機構等，在山區各個地區建立完善的農業機械服務站或者維修點，為農民提供滿意的保障維修服務，并確保維修服務遍布各個地區。但是現有小型農用機械品種繁多，性能參差不齊，配套零部件多，造成售后維修服務困難，維修服務點的投資收益差。在上述情況下，一些長期運行的維修點，會產生服務人員不足、服務人員專業性差、維修配件不足的問題，從而造成維修時間長、維修質量不高，使小型農機的使用者感覺到維修不方便、維修效果差。

2.2 機械自身性能結構的缺陷

在山區，雖然“村村通”工程解決了村民的出行問題，但是田間地頭的坡高路陡，農業機械行駛的道路條件較差，普通的小型機械行走方式不靈活，無法自行式轉移場地。一般的小型機械、自身的重量又比較重，在山區轉移場地時，主要依靠勞動者肩扛手抬的方式完成作業場所的轉移，轉移場地困難，效率低下，并且在轉移過程中存在一定的安全隱患。

現有的小型機械，通用性不足，閑置時間長。農業機械生產受到農作物生產周期的限制，一種作業裝置工作時間短，大部分的時間處于一種閑置的狀態。機械閑置，不能很大程度發揮出機械的作用，導致設備的浪費；機械設備在閑置期間，如果沒有得到很好保養的話，會生銹、出現故障，來年再次使用時可能導致無法使用，使得一些機械設備變成一次性消耗品，使得這些機械的經濟效益差。

3 山區小型機械的研發及應用對策

3.1 加大機械產業結構調整

機械生產廠家往往專注于研發、生產自動化程度高、利潤豐厚，并適用國內外大型工程、生產規模龐大的機械。但是，現階段，國內大型機械的競爭加大，同質化非常嚴重、整機利潤空間下降，需要節約成本，或者從配件等方面來彌補其利潤。國家及政府應該調整部分產業政策，采取減稅或者科技支持，引導機械生產廠家轉移其研發技術投入的方向，匯聚科研院所、大型機械生產廠家的研發優勢，使其專注于研發適合山區等特殊地形下的小型機械，生產一批適合山區使用的農用機械，彌補該領域空白。

3.2 建立山區農用機械的標準

建立山區農用機械的標準，應該從安全、質量、產品要求、使用年限、維修方便性、零件通用性、機械功率、產品系列化等方面建立統一的標準。參與農用機械行業的廠家及研發單位，應該遵從標準，有針對性的開展研究及生產，提高其研發、生產、維修的專業化水平，有利于建立專業化的隊伍，降低山區農用機械的生產、使用、維修的成本，使山區農用機械能夠得到廣泛普及，形成良性循環。

3.3 采用性能良好的輕型柴油機

柴油機由于單位重量功率大、油耗低、使用故障率低等優點得到廣泛使用。柴油機最低油耗可達205g/kW·h，汽油機最低油耗為384g/kW·h，由于柴油機的經濟性好，在工程機械及農業機械上得到廣泛的使用。

但是由于普通型柴油機的自身質量大，不能滿足山區農用機械的特點，應該從柴油機的結構、零件及各系統的重新組合等出發，采用新材料、新技術、新工藝方法，優化每個零部件的重量，降低小型柴油機的整機重量，適合單人操作的需求。如廢氣渦輪增壓技術、富氧燃燒等新技術應用于小型柴油機，提高柴油機單位重量的輸出功率。渦輪增壓裝置采用柴油機尾氣帶動渦輪，增加進氣的壓力，再附加供氧裝置，增加其充填氣體的有效空氣分子及氧氣的濃度，這樣使柴油機的功率輸出將增大70%。

如日本的小型機械，為了適應需要，研發生產了空冷式小型柴油機。采用這種小型柴油機的農業設備，可以方便老人和婦女等弱體力者操作，當然也適宜山區農業生產需要。

3.4 研發適合山地行走的行走機構

研發適于山地坡度較高的行走機構，并且能自適應于高低不平的路面，具有較高的安全性。行走機構能適應不同路面條件和工作條件，既適合于工作時對較高速度的要求，也適合于工作時對慢速行駛的要求；或者需要在慢速行駛和高速行駛之間切換時，行走機構之間能夠快速方便地切換或更換。行走機構也要適合地面附著力的要求，在旋耕、平整土地等作業時候有較大的牽引力。

如湖南農業大學設計了可變形履帶行走裝置，是對該類行走裝置一種有創意的研發。該裝置設計一種采用三連桿運動變形機構，由固定在行走架上的液壓缸驅動變形機構變形，使得行走架在一定角度范圍內處于水平的可變形履帶行走，適合較大坡度的行走，并能保證安全。

3.5 研發多功能的通用型機械和柴油機

根據農作物的生產特點，農用機械應一機多能，即一臺機械經過簡單切換能夠完成農業生產過程的大部分作業。需要研究農用機械作業對象的特點，針對性研究開發通用型機械，在此基礎上研究開發改變或者安裝簡單的設備，就可改變機械用途，適應各種農作業。

如多用途微耕機可以在田間自由行駛，便于用戶使用和存放，配上相應農具可以滿足開荒、除草、耕地、打壟、播種、覆膜作業。耕作刀具也逐步多樣化、全面化，能夠滿足各地各種耕作的要求，現已開發出旱地刀具、水田輪、旱地復合刀（即防纏繞刀具）、加筋復合刀（水田復合刀）、深耕刀、六方滾筒刀、起壟器、開溝器、可調節犁、土豆挖掘器等。配上相應機具可以抽水、發電、噴藥、噴淋等功能，還可牽引拖掛車進行短途運輸，實現真正的多功能多用途。

利用模塊化的設計，幾種不同用途的農用機械，采用同一臺柴油機，提高原動機的使用率。柴油機的價值占整個機械的價值比例較高，而且在長期閑置的時候容易出現故障，普通的農業從業人員無法按照維修技術的要求進行維修，不利于發揮柴油機的功用。采用模塊化傳動方式和簡易、快捷的安裝聯結方式，從暫時閑置的設備上拆卸柴油機非常方便，安裝到即將投入使用的設備上也簡單易行，無須過多調試即可滿足要求，提高柴油機的使用率，降低整體成本。

4 小結

乘著國家精準扶貧的東風，研發并生產高效低耗、適用于山地陡坡耕地需要的機械裝備和技術，促進農業機械化產品在農村山地區域的推廣應用、轉化及產業化。新型山區農用機械從整體規劃上設置行業標準，設計優化柴油機的性能、重量及傳動安裝方式，并且從一機多能、多用途方面設計系列機具滿足不同的需要。在山區推廣使用適合農民的特色小型機械，可以減輕農民的勞動強度，降低單位畝產的成本，提高農民的收入，為農民的致富提供技術保證，實現小康社會的共同目標。