小型多功能收耕机

张淬

摘 要：山区、丘陵地带，农村实现农业机械化的瓶颈在于特殊地貌形成的田地面积小、梯形等自然条件所产生的因素，使得大型机械优越性难以在这些地区全面发挥出来，束缚了农村经济发展步伐，制约了山区农村经济发展速度。基于这类山区、丘陵地域自然现状客观存在，一种在农村既能收割同时又能耕耘的小型收耕机迎刃而生。小型多功能收耕机转弯灵活、爬坡能力强、抗震动，在田间地头行走自如，收割、耕地、耙地一次性完成，有利于山区农村生产力的提高，对山区机械化普及起到一定的推动作用。

关键词：山区 收割 耕耘 收耕机 农作物

中图分类号：S22 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2018）01（a）-0094-02

在农村平原地区基本实现了机械化耕耘，但是在我国的山区、丘陵地带因为地貌固有的原因，大型机械设备无法在这些地域施展开来，使得山区、丘陵地带的经济发展受到了一定的限制。在这种状态下，能有一台小型多功能收耕机，就会在一定范围内比较容易地解决山区、丘陵地带的农业机械化所带来的经济增长程度，减轻山区农民所付出的劳动力与劳动强度。本文所述小型多功能收耕机就是在这种情景下设计出来的。

1 构思

设计一台山区、丘陵地带多功能收耕机，首先要考虑到收耕机在崎岖不平的山地行走应自由，上下田埂要稳当，田间与田间跨行应平稳，转弯要灵活；其次要考虑农作物废料再利用，像稻草、秸秆等，在偏远山区一般都会用作生活烧饭，烧水等，烧完后的草木灰、秸秆灰可当成肥料回归田地中，也可将这些农作物废料变成沼气形成的原材料。

2 设计框架

根据山区、丘陵地带的田地亩数面积都不大的实际情况，多功能收耕机能收割的横方向尺寸长度不能太长，收割以后接着收耕机将水田或旱地进行耕耘翻晒、整平全部完成。

多功能收耕机设计分五个功能单元部分，收割单元部分、合拢单元部分、捆扎单元部分、打包单元部分、耕耘单元部分。收割单元部分主要是将农作物按一定的高度割到，而后由合拢双机械臂归拢送于捆扎平台进行整理排顺，捆扎。打包单元部分将整理、排顺好的秸秆装进布袋放入收耕机旁边地中。前面处理完后，安装在收耕后面耕耘单元部分，随即对田地进行犁地、耙地、平地一气呵成。

3 结构组成

整台小型多功能收耕机，结构紧凑、制造容易、坚固耐用、使用方便、操作简单。它由动力驱动部分、底盘部分、车轮部分、铲刀部分、收割部分、合拢部分、捆扎部分、打包部分、耕耘部分、传感器部分等组成。

3.1 动力驱动部分

考虑到收耕机在正常工作时有一定的负载，但整台机器的重量不能太重，体积不宜太大。收耕机的驱动功率选择不能一味地追求大功率动力，在能正常完成各项指标前提下，选择适当的动力设备，对收耕机来说起到至关重要的作用。收耕机能否实用，灵活、动力设备是关键。采用设备为12HP马力柴油发动机一台，0.4kW发电机一台，40W电动机3台，200W电动机1台。12HP柴油发动机是整台收耕机主要动力驱动来源，它控制收耕机收割部分，耕地与前行，后退，转弯等动作。0.4kW发电机提供整台收耕机照明电源，电子线路工作电源和电动机工作电源。电动机带动刀具切割农作物，操纵合拢机械臂伸直与弯曲。

3.2 底盘部分

车架在整台收耕机中担负着各个部件在车身安装相对正确位置，其在工作中还需承受各种负载，并需要有一定抗震能力。车轮安装在车桥两端，车桥承载着车架与车轮之间多种不同方向的作用力，车架宽为110cm，长为190cm，用槽钢焊接而成，发动机置于车架后端后桥上，驱动后车轮并使整台机车平稳性能得到提高。

3.3 车轮

因工作环境的特殊性，车轮需要工作在不同的田间地头，使用的车轮与地面应有比较大的摩擦系数，这样才能使收耕机在满载负荷运行时车轮在田地间不会打滑。用两种轮子的调换来满足不打滑的要求，一种是爬犁轮，专门在泥田里行走，一种是橡胶轮，运输、旱地工作时用。爬犁轮实际上是一种铁轮子，直径70cm，四周焊有10只轮爪子以增强轮子承重力和摩擦力。

3.4 铲刀部分

农作物开始进入切割区时，有一个排正过程，主要把农作物根部竖正，使铰刀圆锯能迅速地切断被割物部位，并能使秸秆向后方倒下，以便合拢。铲刀宽1.4m，刀口由梳齿组成，梳齿为上下两层，齿与齿之间距离可按收割农作物种类不同进行调整，校准齿与齿间距离标准以秸秆竖立容易进入梳齿内为原则。

3.5 收割部分

收割时，因为收割对象不同，所以使用的刀具也不同，把能用机械收割的农作物分成两类，一类为软秸秆，如稻子、麦子，一类为硬秸秆，包括棉花秆、玉米秆等植物。两类农作物秸秆硬度不一样，所用刀具也不一样，软秸秆用的刀具是3个刀片组成的梅花状铰刀，直径为30cm，共有3组，第1组刀具和第3组刀具各安有2根钢丝锯，指在把每组刀具间隙所残留没割干净的秸秆进行清理。硬秸秆用的是圆锯型刀具，圆锯锯齿不能太长太深，不可超过8mm，超过此标准，圆锯齿很容易被秸秆卡住，圆锯直径为38cm，齿深5mm。两种刀具运转用3只电动机带动，将刀具直接安装在电动机轴上，当电动机运转时，梅花状铰刀或圆锯型刀具在飞快旋转速度作用下使秸秆瞬间被切断。

3.6 合攏部分

当秸秆被割倒达到一定的数量，通过传感器向合拢电动机发放启动信号，接通电动机电源开关，电动机带动机械臂开始工作，从前向后将割倒的秸秆送进捆扎平台，一直到捆扎平台秸秆达到规定的高度机械臂才停止工作回到原位。

3.7 捆扎部分

将合拢机械臂收拢的秸秆进行整理压缩，根据不同的秸秆，经过多层次归拢，当达到所规定高度，高度传感器迅速向捆扎部分发出扎带指令，使捆扎部分随后将捆扎绑好的秸秆推出捆扎平台，捆绑绳为两道，两道之间为50cm。

3.8 打包部分

收小麦和稻谷时，打包平台将归拢的秸秆送入打包布袋内，扎紧布袋口，以备运输。装入布袋运输，能有效地减少谷穗、麦穗、油菜籽等农作物在收割中所受到的损失。

3.9 耕耘部分

耕耘部分包括两部分：犁地和耙地。犁地用4个犁刀，犁刀呈三角形，前尖后宽，后面宽为25cm，倾斜向上与竖轴相连，在一根长为120cm横轴下方焊上4根竖轴，竖轴与竖轴之间距离40cm，竖轴下方各安装一个犁刀，竖轴与犁刀的连接结构设计成可拆卸式，防止犁刀长时间使用发生损坏时对收耕机产生不应有的阻力，增加收耕机的前行负载。犁刀可以通过横轴抬起、落下，抬起时不犁地，落下时开始犁地，犁地的深度可以控制在10～25cm之间调整，犁刀后方设计安装一组耙地用的耙刀，每个耕刀后方安一组，耙刀由两个L形刀片组成，每把刀片从弯头量起为10cm长，总长为12cm，4组耙刀固定在同一根横轴上，工作时旋转运动，使泥土破碎整平，耕耘部分所需动力由柴油发动机提供。

3.10 传感器部分

传感器控制合拢、捆扎、打包等，各部分相互之间按指令完成正确动作。

4 制造与安装

铲刀安装在收耕机的最前端，前宽140cm，铲刀上面横向成等分装上3台40W电动机，电动机轴向下穿过铲刀，将铰刀或圆锯安装在铲刀下面。合拢机械臂安装在铲刀的两边，通过200W电动机往铲刀内侧作前后运动，捆扎、打包都安装在一个长36cm、宽160cm的平台上单个完成，犁刀位置在收耕机后方，在一横杠上装上4把犁刀，犁刀与地之间距离上下可调，犁地深度在10～25cm之间任意调整，犁刀后面横向安装一根圆轴，圆轴上均匀地装上4组耙刀，工作时由柴油发动机为动力驱动4组耙刀旋转切碎泥土。

5 工作过程

多功能收耕机首先将铲刀送进到与秸秆相合适的部位，收耕机前行时被割秸秆都按顺序压进铲刀梳齿内，同时切割刀具在电动机带动下飞快旋转切断秸秆根部，在铲刀缓缓推动和切割刀具作用力下，秸秆随惯性向后倾倒，合拢机械臂按设定的时间、间隔准确收拢被割倒秸秆送入捆扎，打包平台，在此平台上，将秸秆捆绑牢固或将秸秆装入布袋内，放在田地中以便进行搬运，收割完后，收耕机后面的耕耘部分开始耕作和耙平，以备种植其他农作物。

6 结语

山区、丘陵地带合理使用小型收耕机能在最大限度内减轻农村农民的劳动强度，提高山区、丘陵地带机械化程度，推进农业机械化进展，让山区农民从繁重的体力劳动中解放出来，劳逸结合，有更多的时间去培育农作物生长，增加农作物产量，使农民的生活过得丰富多彩，收成更多、更好。

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