草捆收集装备发展趋势研究

2018-10-23肖苏伟谢虎陈永生韩柏和陈明江王振伟赵维松

江苏农机化 2018年5期

肖苏伟谢虎陈永生韩柏和陈明江王振伟赵维松

0 引言

我国农作物秸秆年产量十亿多吨，利用率不到四成。为了推动农作物秸秆综合利用，2015年11月16日，国家发展改革委、财政部、农业部、环境保护部四部委联合印发《关于进一步加快推进农作物秸秆综合利用和禁烧工作的通知》，要求完善秸秆收储体系，进一步推进秸秆肥料化、饲料化、燃料化、基料化和原料化利用，加快推进秸秆综合利用产业化，力争到2020年，全国秸秆综合利用率达到85%以上。2018年中央一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》指出：“现阶段农村环境和生态问题比较突出，要加强农业面源污染防治，开展农业绿色发展行动，推进农作物秸秆综合利用。”

秸秆收集、离田是农作物秸秆综合利用的重要环节。我国主要采用打捆方式收集秸秆，作业流程一般包括收获、打捆、捡拾、装车、贮存等。目前，打捆作业已基本实现机械化，但秸秆捆包捡拾装车机械化程度不高。小捆一般采用人工装车，劳动成本高、劳动强度大；大捆采用拖拉机挂接夹包等装置捡拾装车，每次只能捡拾一个捆包，作业效率低。因此，研发高性能、适应性强的草捆收集装备势在必行。

1 国内外草捆收集装备类型

草捆收集装备分为挂接式、牵引式、自走式三种。

1.1 挂接式草捆收集装备

1.1.1 带草捆捡拾车的打捆机

图1是约翰迪尔早期自带草捆捡拾车的打捆机。该机在出草口处安装有弹射装置，可将成型后的方草捆弹射至挂接在打捆机后方的草捆捡拾车中，但捡拾车中草捆堆放无序。

图 1 带草捆捡拾车的打捆机

1.1.2 高密度打捆机

图2为弗驰瑞特（青岛）农业机械有限公司生产的K868高密度打捆机。该机自带草捆输送通道，出草口高度可根据运输车辆的高度调整。作业时，利用草捆成型推力，由后续的草捆将前面的草捆直接推送至旁边跟随的车辆上，再进行人工整齐码放。

1.1.3 带草捆收集装置的打捆机

图 2 高密度打捆机

图3 是法国库恩1834-18型草捆收集装置。该打捆机后方挂接相应的设备，用于暂时存放草捆，当草捆存放到设定数量（每组3个，共6组18个草捆）时，全部放在地上，待叉车或装载机装车运走。

图 3 带草捆收集装置的打捆机

1.1.4 方草捆收集车

图4为方草捆收集车。该车由牵引装置、集捆装置、右侧箱体、草捆侧推装置、卸草装置和行走机构组成，草捆喂入和侧推动力由拖拉机液压供给。当草捆达到设定数量时，收集车的地轮驱动的卸草装置会将草捆整体推送至车外[1]。

图 4 方草捆收集车

1.1.5 带草捆叠放功能的打捆机

图5为伊诺罗斯大方捆打捆机。该机将出草口放捆板改装为草捆叠放架。作业时，第一个成型草捆不落地，第二个成型草捆叠加在第一个草捆上方，一同落下放置，可减少捆包收集时间和搬运次数。

图 5 带草捆叠放功能的打捆机

1.1.6 草捆叠放机

图6为福格森大方捆叠放机。该机挂接在打捆机后方。作业时，4～5个草捆为1组不落地直接垂直码放。

图 6 草捆叠放机

1.1.7 草捆二次打捆机

图7为挂接在打捆机后方的二次打捆装置。打捆机作业时，成型草捆不落地，直接输送至后方二次打捆装置，再次捆扎成大尺寸捆包[2]。

图 7 草捆二次打捆机

1.2 牵引式草捆收集装备

1.2.1 草捆自动装运车

图8是西德坎培尔厂生产的草捆自动装运车。该装运车由螺旋上升的环形链、卸捆滑槽和草捆捡拾器等组成。环形链由拖拉机动力输出轴通过机械传动系统驱动。装运车日作业面积13.33 hm2，运输稳定安全、效率高[3]。

图 8 草捆自动装运车

1.2.2 方捆捡拾车

图9为内蒙古华德牧机生产的9JK-2.7方捆捡拾车。捡拾车依靠地轮传动升运链从地面上抓取草捆，提升后自动翻转到平台上，再用人工将草捆整齐码放在拖拉机牵引的拖车或卡车上。该机一小时可以捡拾装载250个小方草捆，结构简单、使用可靠、操作简便、作业效率高。

图 9 方捆捡拾车

1.2.3 草捆码垛机

图10是阿科森forstack草捆码垛机。该机垂直码放，3～5捆一组（草捆宽度800～1 200 mm），行走方向与打捆机一致，可以避免二次碾压。

1.2.4 捡拾码垛机

图11是阿科森Multipack系列捡拾码垛机。该机由拖拉机牵引，可以捡拾宽度不超过1 200mm的捆包，最多可以对14个捆包进行整体二次压缩捆扎，实现快速而有效的秸秆收集，更有利于秸秆的运输[4]。

1.2.5 草捆自动堆栈车

图 10 草捆码垛机

图 11 捡拾码垛机

图12 是阿科森Autostack XP54T自动堆栈机。该车通过草捆捡拾、转向、翻转设计实现大方捆的自动装车码放。作业时，最高能堆5.4m高，码放完成后，可在固定地点整体整齐卸料。

图 12 草捆自动堆栈车

1.2.6 草捆捡拾车

图13是纽荷兰1037方捆拾捆车。该机可一次性完成草捆的捡拾、装载和码堆等多项作业，最多可以装载105个常规小方捆，按照每层15（3×5）捆，最多7层的堆垛方式，运输至堆放地点，可实现整体整齐卸料体[5]。图14是一款国产的草捆捡拾车。

1.2.7 圆捆收集车

图15是圆捆收集车。圆捆收集车具备捡拾、码放、运输、卸料等功能，但不能完成码垛作业，还需要机械夹包码垛[6]。

图 13 草捆捡拾车

图 14 草捆捡拾车

图 15 圆捆收集车

1.3 自走式草捆收集装备

1.3.1 草捆收集运输车

图16是山东祥瑞重工生产的针对中小型草捆的草捆收集输送车。该车一端挂接在装载车上方，另一端通过地轮随动，通过皮带将草捆输送至旁边同步运行的草捆装载车上，人工码放。

1.3.2 自走式草捆捡拾运输装卸机

图17是天津萨克赛斯4JS-20履带自走式草捆捡拾运输装卸机。该机主要用于大型捆包捡拾运输，具备捡拾、运输、自装自卸和它装等功能，可将草捆从田间运到田头。

1.4 其他装置

可利用拖拉机前后挂接件，实现多个大方捆和大圆捆的捡拾、运输、码垛。

图 16 草捆收集输送车

图 17 自走式草捆捡拾运输装卸机

2 江苏省草捆收集装备发展趋势

我国农作物秸秆收储运产业及装备的发展还远远落后于发达国家。近几年来，随着秸秆禁烧力度的加大和农作物秸秆综合利用技术的推广，江苏省秸秆产业和收获装备技术呈现出快速发展的趋势，自走式、自动化、智能化及高适应性的秸秆收集与田间捡拾装备的研制势在必行。

2.1 自走式草捆收集装备

江苏省在用的秸秆收获装备多为拖拉机牵引小方捆打捆机。若采用挂接式捆包收集装置，则整机长度过长，难以适应小田块作业，所以，目前主要采用机械打捆+人工拾包为主的作业方式。但捆包遗留于田间，需要人工捡拾配合运输车辆装载，劳动强度大，作业效率低。具备草捆暂存功能的自走式秸秆打捆机转弯掉头方便，作业时草捆暂存于打捆机底盘上，行驶至田头再统一卸料，便于秸秆后续运输，研发前景较好。

2.2 自动化、智能化草捆收集装备

近两年来，江苏市场上出现了多款自走式打捆机。此类打捆机的作业特点是：成型后的草捆不落地，被人工整齐地码放在自走式底盘上的暂存平台内。该设计从一定程度上降低了田间草捆收集作业强度，减少了草捆收集作业装备二次下地对土壤的破坏；但采用人工码捆作业方式，劳动强度大。因此，草捆收集装备的自动化、智能化水平有待提升，急需研发草捆自动输送、排列、码放、卸料的智能化装备。