振动带式根茎类药材收获机的研制

窦风玲，陈绍杰

（1.石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832000；2.石河子开发区锐益达机械装备有限公司）

振动带式根茎类药材收获机的研制

窦风玲1，陈绍杰2

（1.石河子大学机械电气工程学院，新疆石河子832000；2.石河子开发区锐益达机械装备有限公司）

本文介绍了振动带式根茎类药材收获机的工作过程、主要结构、技术参数以及田间试验情况，并对其经济、社会和生态效益进行了分析。

根茎类药材；收获机；研制

1 研制背景

根茎类药材是中成药和中医临床用药的重要原料，因其具有取材天然、作用平稳、毒副作用小等西药无法比拟的优点，近年来日益受到世界各国的普遍重视。我国是中药材出口大国，每年出口100万t，特别是甘草、黄芪、防风等根茎类中药材。然而中药材的收获具有严格的季节性，如不能及时收获，将大大降低药材的品质。目前主要是人工挖收或用简易挖掘机械挖掘后人工拣拾［1-3］，其劳动强度大、效率低、收获损失率高、药材的品质低，严重影响药农的经济效益，极大地限制了中药材种植业的发展。

新疆地区甘草、黄芪等根茎药材的种植面积逐年增加，是根茎类药材的重要产地。近年来，随着兵团种植结构的调整，甘草、黄芪等根茎类药材作为特色农作物，种植面积逐年增加。2013年，新疆生产建设兵团八师周边甘草、黄芪等根茎药材的种植面积近2 000 hm2，目前收获甘草的费用为850元/667 m2，且需要配1台大马力机车和30个劳动力，每天收获0.5 hm2左右，而且人工收获很难达到深度要求，部分药材根茎被挖断、撕裂，降低了药材的产量和品相，也就降低了药材的档次，对药农的经济收入造成很大影响。同时，由于收获效率低，导致药材不能适时收获，极大地挫伤了农民种植药材的积极性，直接制约了药材面积的进一步扩大。研制振动带式根茎类药材收获机将为甘草、黄芪等根茎类药材的收获作业提供可靠的技术保证，有利于推动兵团种植结构调整。

2 工作过程及主要结构

为解决兵团根茎类草药收获问题，石河子开发区锐益达机械装备有限公司联合石河子大学机械电气工程学院，研制了4YC-1.4振动带式根茎类药材收获机。该机与大于120 kW四轮拖拉机配套，动力由拖拉机后输出轴通过万向节传至收获机变速箱，变速箱输出轴通过链传动带动振动辊转动。田间作业时，该机悬挂在拖拉机后。在作物行间行进过程中，挖掘铲在地表下预定的挖掘深度将作物根茎连同土壤一起挖起并输送到输送链带上，然后由振动辊将药材从碎土中分离出来，并铺放在地表。

图1 振动带式根茎类药材收获机示意图

该机主要由机架、动力传动、悬挂架、入土铲、分离系统等部分组成（见图1）。机架大部分采用矩形管，这样既可以减轻重量、降低成本，而且还能够满足结构的刚度和强度要求；悬挂架采用液压三点悬挂调节机构，保证整机在工作状态时的耕深要求以及运输状态时具有良好的性能；分离系统采用主动抖动棍+双级链带的方式实现根茎类药材与土壤的分离及药材的输送。

3 主要技术参数

工作幅宽（mm）1 400

挖掘深度（mm）400～600

配套动力（kW）≥120

分离方式主动抖动棍

输送方式双级链带

悬挂形式后悬挂

行走速度（km/h）2～5

4 田间试验

表1 振动带式根茎类药材收获机收获情况

根据设计结果，与石河子开发区锐益达机械装备有限公司合作制作了1台振动带式根茎类药材收获机，并在昌吉某田间进行了实地试验，试验结果见表1。

5 效益分析

5.1 经济效益

就新疆地区的种植面积而言，按照每台振动带式根茎类药材收获机能满足33.33 hm2根茎类药材收获的需求计算，新疆的需求量为1 000台左右，按照每台售价5万元计算，该机型在新疆有5 000万元的市场空间，加上国内的巨大需求，振动带式根茎类药材收获机的市场需求潜力较大。而且机械挖掘起净率高，作业效率高，减轻劳动强度，加快收获进程，同时能提高药材品质，减少破损。药农可以随着市场药价的提高及时收获，尽快上市，抢抓市场良机。

5.2 社会效益

药材机械化收获提高了药材挖掘收获工效，解决了人工挖掘药材生产效率低、劳动强度大等问题，节省药材挖掘收获费用，把农民从繁重的体力劳动中解脱出来，投入第二、三产业，增加农民收入。

5.3 生态效益

机具作业过后土垡回位较好，不搅乱原耕层，对土地也相当于一次深松，有效吸收天然降水，减少水土流失，达到保护性耕作的目的。

总之，根茎类药材机械化收获能达到农民增收的目的，经济效益好，投入回收快，在新疆有广泛的地区适应性和生产实用性，其推广前景非常广阔。

［1］杨传华，葛宜元，魏天路，等.深根茎中药材双重振动挖掘机构的研究［J］.农机化研究，2011（8）：110-114.

［2］贾素梅，王进朝，张西群.多功能根茎收获机的试验研究［J］.农机化研究，2008（7）：158-160.

［3］孙叶强，王俊发，邹爱华.长根茎类中草药收获机的试验研究［J］.佳木斯大学学报，2010（5）：380-383.

2015—07—22