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花生收获机收获台研究现状与关键技术分析
作者：姚礼军胡志超王申莹 曹明珠王冰于昭洋 来源：《江苏农业科学》2016年第12期
摘要：收获台在花生联合收获机中起着至关重要的作用，其工作性能的好坏直接影响了机器收获质量以及后续摘果的性能。目前运用在花生联合收获机上的收获台的种类形式多样，其中典型代表的是挖-拔组合式（运用在花生联合收获机上）和捡拾式（运用在花生分段联合收获机上）。总结了花生收获台的演进历程和当今国内外花生收获机收获台常见类型，分析不同结构特征，简述其工作原理，找出工作时存在的问题。同时，对农业机械领域可借鉴的相关装置进行剖析和对收获台未来发展提出相应对策与展望，以期能为今后的研究提供参考依据。 关键词：花生；联合收获机；收获台；工作原理；结构特征；设备创新；关键技术 中图分类号： S225.7+3文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2016）12-0033-06 收稿日期：2015-11-17
基金项目：国家现代农业花生产业技术体系项目（编号：CARS-14-机械化装备）；中国农业科学院科技创新工程项目；花生智能化高效联合收获关键技术与装备研究项目（编号：2016YFD0702102）。
作者简介：姚礼军（1990—），男，安徽安庆人，硕士研究生，研究方向为机械化生产技术与装备。E-mail：1002526216@qq.com。
通信作者：胡志超，研究员，博士生导师，研究方向为农业技术装备。E-mail：zchu369@163.com。
我国是世界上种植花生的主要国家之一，种植面积和产量都位于世界前列，但我国的花生收获机械水平较发达国家（如美国）相对滞后，大部分花生种植区主要还是靠人工、半机械作业收获为主，严重制约了花生产业生产的发展。近年来，随着人们对机械化生产的渴求以及科研单位水平的提升，花生收获机械有了较为全面的发展，主要类型有分段收获机械和联合收获机械。分段收获是由多种不同设备分别（分段）完成整个收获作业的过程，常用的分段收获设备有挖掘犁、挖掘收获机、摘果机、复收机、捡拾联合收获机等。联合收获是指由1台设备一次完成挖掘、抖土、摘果、清选、集果和秧蔓处理等收获作业，是当前集成度最高的花生机械化收获技术[1-2]。挖掘捡拾是花生联合收获机的重要作业环节，也是花生联合收获的关键技术，收获台的结构设计、优化以及作业参数选定直接决定了花生收获机的作业性能。目前有关花生收获机收获台的研究和认识还很粗浅，严重制约了设备创新水平和效率。
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1花生收获台的演进历程
在花生联合收获机研制之前，国内外农机市场、垦区、种粮大户已经出现并投入使用多种机型，其结构简单，基本上只能够完成联合收获机收获台的部分功能，但工作性能稳定，在花生收获阶段大大减少了农民的劳动强度，缩短了抢收时间。从生产应用的时间上看，基本上是经历了由花生挖掘犁、花生挖掘机、花生复收机到现代联合收获机收获台的演变过程。 1.1花生挖掘犁
花生挖掘犁是最早研制的花生收获机械，其思路来源于普通耕作机械，结构形式也极为相像，与小四轮拖拉机或手扶拖拉机能够协调配套使用。在工作过程中，花生果系能被完全耕起，但果土无法分离，挖掘后还需进行人工抖土、整理捡拾花生等。该犁具的产生为当今的花生联合收获机挖掘收获台提供了研制思路和理论基础[3]。其中具有代表性的是4HW-60型，结构如图1所示。 1.2花生挖掘机
花生挖掘机相对挖掘犁功能相对齐全，能够一次性完成挖掘、抖土、抛秧铺放。根据不同地区差异，各个企业厂商、研究机构已研制并投入使用的机型种类各异，结构尺寸也不尽相同。典型机型有4H-2型（图2）和4HW-65D型（图3）。4H-2型研制时间较早，结构简单，工作性能可靠；4HW-65D型采用了链式升运结构，具有较好的抖土铺放功能，是花生联合收获机收获台的雏形[4]。 [FK（W12][TPYLJ2.tif] 1.3花生复收机
[JP2]花生复收机是在复收时使用的机器，将第1次收获后遗留 [FK（W12][TPYLJ3.tif]
在土壤里的花生进行分离收获。该机型的结构与花生收获机类似，只是在结构上多出了分离装置，有助于从土壤中分离出残留的花生。由于我国大部分地区耕种模式采取的是一年两熟或是两年三熟，不适应这种复收作业，因此这种机型在我国没有得到推广，到目前为止该种机型的研制基本上停止[5]。 1.4花生联合收获机收获台
收获台是联合收获机的主要组成部分，由于工作原理的不同，捡拾联合收获机和花生联合收获机的收获台在结构上存在着很大的差异。在国内，随着机械化进程的加快，相关生产厂商
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及科研院所也相继研发出适合不同作业模式的花生联合收获机械，收获台的结构形式也随不同机器功能的需要存在相应差异。
2国内外花生联合收获机收获台常见形式
收获台是花生联合收获机的关键装置，在降低损失率和提高作业顺畅性、性能稳定性上都具有举足轻重的作用。 2.1联合收获机的收获台
花生联合收获装置的研究起步晚，技术有待完善。现在处于研制阶段的机型种类多样，按喂入方式分类，分为为半喂入和全喂入2种类型。收获台的结构形式也随喂入方式的不同存在巨大差异。
台湾大地菱农业机械股份有限公司生产TBH-3252型自走式花生联合收获机（图4）可以一次完成花生挖掘、拔株、夹持输送、摘果、清选、集果等作业工序[6]。 [FK（W13][TPYLJ4.tif]
收获台位于机器的左前侧，结构形式与一般作物（如水稻）收获机收获台有很大差异。主要由挖掘装置、分禾装置、扶禾装置、输送链等构成。随着机器的前进，分禾装置将松散待收的花生秧蔓向中间归拢集中，使秧蔓紧凑地进入扶禾装置，外侧的杂草或是临行秧蔓在外侧弧形分秧杆的作用下分隔开来，保证收获台夹禾的精确性。随后进入扶禾装置的秧蔓开始与V形张口的夹持链接触、夹紧，此时挖掘铲也开始进入土中将花生的主根铲断、松土；最终秧蔓经过V形区逐渐收紧，拔起带有荚果的秧蔓向后输送，进入摘果装置，完成收获台的挖-拔组合式起秧输送功能。该装置性能稳定，挖掘损失低，夹持秧蔓整齐，给摘果创造有利条件。 河南豪峰机械制造有限公司研制的全喂入4HQL-120 型花生联合收获机（图5）采用后置半悬挂方式与拖拉机联接，收获台工作幅宽120 cm，挖掘铲为菱形多块组合式，铲片材料采用65 Mn钢，工作表面热处理至HRC40-50，多个菱形铲片分别用螺栓固定在铲托上，更换简洁方便。针对壅土阻塞、秧蔓缠绕的问题，设计者在挖掘铲前面配置带有切秧盘的滚压限深装置，限深棍采用同挖掘铲工作幅宽等长的圆筒，工作时随拖拉机前进的同时并自身转动滚压果秸起到输导作用，避免缠绕，同时起到限深作用。在滚筒两边还设置了圆形切秧盘，其半径比滚筒半径大60 mm，该距离保证能切断果秧及杂草，避免挖掘铲工作区外的果秧及杂草进入工作区缠绕机架[7]。 [FK（W12][TPYLJ5.tif]
青岛农业大学研制的4HQL-2型全喂入自走式花生联合收获机行走系统采用橡胶履带式底盘，动力为QC495L柴油发动机，挖掘输送部件置于一侧，整体成侧向配置。在挖掘铲设计时，对主要参数（初始入土角，挖掘铲铲面与前进方向角）进行了严格限定，并且通过经大量