一、研發(fā)微型聯(lián)合收割機(jī)的必要性

    四川省是糧食種植大省，廣大丘陵、山區(qū)農(nóng)村普遍種植水稻和小麥，長期以來都是人工收割。近年來，雖然機(jī)械化收割在平壩地區(qū)已較普遍，但對丘陵、山區(qū)的水稻和小麥的機(jī)械化收割仍然沒有解決。主要原因是：目前的聯(lián)合收割機(jī)基本是大中型的機(jī)器，丘陵、山區(qū)的道路狹窄、田塊小、梯田多、水田多，聯(lián)合收割機(jī)在丘陵、山區(qū)的運輸、行走、作業(yè)和機(jī)器轉(zhuǎn)移都不方便。為此，開發(fā)微型谷物聯(lián)合收割機(jī)，以適應(yīng)丘陵、山區(qū)農(nóng)村收割水稻和小麥非常必要。

    收割是谷物栽培的最后環(huán)節(jié)，對于谷物的產(chǎn)量和質(zhì)量具有很重要的影響。收獲的季節(jié)性很強(qiáng)，農(nóng)時緊迫，人工收割勞動強(qiáng)度大，谷物聯(lián)合收割機(jī)是集收割、脫粒、分離、清選為一體的作業(yè)，相對于分別收獲來說，其機(jī)械化水平較高，能顯著提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強(qiáng)度，能及時清理田地，以利于下茬作物的搶耕搶種。

    小型聯(lián)合收割機(jī)與大型聯(lián)合收割機(jī)相比，一是體積小，二是生產(chǎn)效率低。麻雀雖小，但五臟俱全，小型聯(lián)合收割機(jī)同樣具備切割、脫粒、清選、集糧的功能，并且在價格上有很強(qiáng)的優(yōu)勢。一般大型聯(lián)合收割機(jī)售價都在10～20萬元左右，而小型聯(lián)合收割機(jī)則只需2萬余元，一般一季便可收回購機(jī)成本。是一種投資小收益高的農(nóng)業(yè)機(jī)械，尤其適合專業(yè)戶來進(jìn)行服務(wù)性生產(chǎn)，年作業(yè)量可達(dá)150～300畝。

    二、研發(fā)技術(shù)路線

    根據(jù)四川山區(qū)丘陵的特點，成都市剛毅機(jī)械制造有限公司組織相關(guān)技術(shù)人員，從2010年開始研發(fā)微型聯(lián)合收割機(jī)，第一代樣機(jī)試制后，進(jìn)行了小麥?zhǔn)崭钤囼?，通過試驗中發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，主要解決脫粒滾筒易堵塞的問題；在第一代樣機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計試制了第二代樣機(jī)，將分離、清選和出糧裝置設(shè)計為一體，結(jié)構(gòu)更加緊湊，在脫粒滾筒上加裝了防秸稈堵塞裝置，緊接著第二代樣機(jī)進(jìn)行了水稻收割試驗；水稻收割試驗基本解決了秸稈堵塞的現(xiàn)象，但在水田和爛泥田收割時，收割機(jī)行走輪產(chǎn)生下陷問題，為此創(chuàng)新設(shè)計和試制了接地面積大、承壓能力強(qiáng)的橡膠三角履帶行走裝置，通過水田、爛泥田的收割試驗，橡膠三角履帶行走裝置不會產(chǎn)生下陷，收割機(jī)工作正常。

    在一、二代樣機(jī)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)設(shè)計第三代樣機(jī)，提高了傳動軸的強(qiáng)度、加大了出草口的位置、增加了秸稈吹出風(fēng)道、增加了出草板、改變了風(fēng)扇葉輪的材料，同時將下割刀設(shè)計為仿形切割；2011年通過多臺、多點、多地的試驗，微型谷物聯(lián)合收割機(jī)達(dá)到和超過了研發(fā)任務(wù)書的要求，同時也滿足了農(nóng)戶的需求，并于當(dāng)年通過了四川省科技廳組織的省級科技成果鑒定。與會專家一致認(rèn)為：該機(jī)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，其綜合性能在國內(nèi)同類產(chǎn)品中處于領(lǐng)先水平；具有輕便、耐用、節(jié)能的特點，作為丘陵山區(qū)農(nóng)村收割稻麥生產(chǎn)使用，工作可靠、使用方便、操作簡單、維修簡便，應(yīng)用前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

    通過三代樣機(jī)的設(shè)計、試制和試驗，國家知識產(chǎn)權(quán)局授予了我們研發(fā)的微型谷物聯(lián)合收割機(jī)18項實用新型和外觀專利。

    三、微型谷物聯(lián)合收割機(jī)的結(jié)構(gòu)

    微型谷物聯(lián)合收割機(jī)由上割臺、割禾輸送、脫粒分離、清選出糧、下割刀、割臺升降調(diào)節(jié)、變速箱總成、機(jī)架、扶手架及各種罩殼等15個部件組成。

    1．切割裝置  臥式割臺、動刀、定刀均采用小刀片組合；撥禾輪用鋼絲疏齒偏心撥禾。

    “微型谷物聯(lián)合收割機(jī)”為梳脫式收割方式，該機(jī)采用二次切割，上割臺的割刀將作物穗頭割下，送入脫粒機(jī)，下割刀將剩下的割茬切割下來，鋪放在田間。這種切割方式由于喂人物料中草秸的含量大大減少，脫粒工作負(fù)荷相對減輕，功率消耗少，谷粒更易于分離，從而極大地減小了排草夾帶損失。梳脫式機(jī)型由于進(jìn)入機(jī)器的莖稈與莖葉的含量大大降低，

減少了物料在脫粒和分離裝置中的相互牽扯和谷粒分離的障礙，因而可以帶露水、表面水作業(yè)，對含水率高的作物敏感性不強(qiáng)，濕割、濕脫性能較好。   按“JB／T  7862 2-2001農(nóng)業(yè)機(jī)械切割器的動刀片、定刀片和刀桿”標(biāo)準(zhǔn)，該機(jī)采用的是標(biāo)V型動刀片（寬5雙長80，仿標(biāo)III型定刀片（寬49長61，刀桿為標(biāo)I型刀桿；動刀片、定刀片和刀桿均為標(biāo)準(zhǔn)配件廠生產(chǎn)。

    為將谷物引向切割器，作為切割時的扶持，同時將割后作物鋪放在割臺上，以清理割刀，避免重割和漏割，采用帶梳齒的偏心撥禾輪，其運動軌跡為余擺線，偏心撥禾輪摟齒在工作過程中始終保持與地面傾斜成一定角，易插入易插出，并且撥禾輪梳齒不易損傷谷物籽粒。

    割臺作物輸送采用大滾筒左右螺旋攪龍，將割下的作物送入割禾輸送滾筒。根據(jù)作物的高低，割臺升降用液壓泵手動調(diào)節(jié)割臺位置，以保證切割到作物。

    割禾輸送部分采用一對短軸滾筒，將送入的割下作物喂入脫粒清糧部分。

    2．脫粒裝置采用釘齒滾筒、鋼絲凹板篩組合；脫粒部分采用釘齒式滾筒脫粒機(jī)，脫小麥和水稻時分別安裝不同的篩板，短莖稈從篩面被排出，雜余和籽粒通過篩孔落入清糧倉，在高速旋轉(zhuǎn)的離心風(fēng)機(jī)作用下，雜余被吸出，使雜余和籽粒分離，籽粒從出糧口排出，從而達(dá)到清糧的效果。

    3．分離、清選、輸糧裝置設(shè)計為一體化化裝置，籽粒雜余清選采用吸塵室和吸塵風(fēng)扇組合，利用籽粒和雜余不同漂浮速度清選籽粒，鏈條刮板提升輸糧；

    4．傳動裝置收割機(jī)通過變速箱實現(xiàn)各部位的傳動，變速箱共有4個檔位(前進(jìn)3檔、后退1檔)；為使傳動可靠，除撥禾輪外，所有的傳動均采用鏈條傳動，收割機(jī)動力傳到變速箱，變速箱動力離合器控制行走；由變速箱輸出軸傳到帶動各部運動的割臺離合器，用手柄通過動力離合器控制各部的運動狀態(tài)，動力離合器合上時，整機(jī)工作，當(dāng)動力離合器分開時，機(jī)器行走，而整機(jī)不工作。

    5．操作及安全裝置  操作手柄上安裝有操作行走動力離合器、割臺離合器，轉(zhuǎn)向離合器、割臺升降及動力開關(guān)的部件；機(jī)架上安裝油機(jī)及各種部件，扶手架上安裝有各種操作手柄和指示標(biāo)牌。由于整機(jī)質(zhì)量較大，該機(jī)配有尾輪，用以支撐和轉(zhuǎn)向；同時在凡是所有傳動部件處，都安裝有罩殼，防止傳動部件外露，用以保證安全。

    四、微型谷物聯(lián)合收割機(jī)的特點

    1．適用范圍廣  與國內(nèi)同類機(jī)型相比，該機(jī)適用范圍廣，橡膠三角履帶首次應(yīng)用在“微型聯(lián)合收割機(jī)”上，既可在干田、也可在水田和爛泥田中收割作業(yè)。單根履帶寬255mm、地面接觸長度550～850mm，地面接觸面積1400～2 200~2,履帶花紋為全地形、自清潔，履帶原料為復(fù)合橡膠加鋼芯，履帶總成承重可達(dá)到1 000kg驅(qū)動輪、承重輪和張緊輪采用高強(qiáng)度尼龍、一次成型。在正常工作條件下，橡膠三角履帶使用壽命可達(dá)1 000小時以上；橡膠三角履帶具有壓地比小，平均只有Q14～Q 3skg/cm2.輕松轉(zhuǎn)向、更換方便、重量輕、強(qiáng)度高、適應(yīng)范圍廣等特點。

    2．工作可靠性強(qiáng)  由于采取了防堵塞裝置，較好地解決了目前收割機(jī)在收割中經(jīng)常出現(xiàn)的滾筒堵塞問題，極大地提高了收割機(jī)的工作可靠性。采用二次切割，減輕了脫粒和谷草分離的工作量，大大地降低了動力消耗，并且極大地提高了收割機(jī)的工作可靠性。將谷草分離、籽粒雜余清選、出糧輸送一體化設(shè)計，使得機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊。由于將谷草分離采用機(jī)械和氣流雙重作用，使得谷草分離和排出順暢，有效地解決了排草堵塞現(xiàn)象，同時也提高了收割機(jī)的工作可靠性。籽粒雜余清選采用吸塵室和吸塵風(fēng)扇組合，利用籽粒和雜余的不同漂浮速度，極大地減少了籽粒中的含雜率（出糧的清潔度）。

    仿形切割方式首次應(yīng)用在微型聯(lián)合收割機(jī)上，我們在下割刀底部安裝了仿形裝置，下割刀緊貼著地面切割，有效地保證了割茬高度小于100～12mm的范圍內(nèi)。

    五、微型谷物聯(lián)合收割機(jī)的參數(shù)和性能

    ①配套動力：188F柴油機(jī)，功率：7.5kW；②作業(yè)效率：Q 05～0.1h⑧割臺寬度：100 0mm;④主燃油消耗率：≤22kg/履帶式（≤20kg/輪式）；⑤收割作物高度：55～120cm;⑥收割機(jī)性能：總損失率、破碎率、含雜率等主要性能。

    六、微型谷物聯(lián)合收割機(jī)的推廣應(yīng)用

    該機(jī)技術(shù)成熟、適用，作為農(nóng)村小型聯(lián)合收割機(jī)收割稻麥生產(chǎn)使用，工作可靠性高、使用方便、操作簡單安全、維修容易。通過生產(chǎn)使用，該收割機(jī)的性能符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，深受農(nóng)村廣大農(nóng)民的歡迎。

    2011年11月25日應(yīng)云南省玉溪市要求，在玉溪市元江縣舉辦了收割機(jī)現(xiàn)場演示會，兩臺收割機(jī)同時在田間收割晚稻，云南省、玉溪市、元江縣等地近100名農(nóng)機(jī)工作者觀摩收割機(jī)演示，對微型谷物聯(lián)合收割機(jī)表現(xiàn)出了極大的興趣，希望微型谷物聯(lián)合收割機(jī)在云南省開花結(jié)果。

    2012年3月10日，成都市剛毅機(jī)械制造有限公司在攀枝花市仁和區(qū)阿啦鄉(xiāng)舉行了“微型聯(lián)合收割機(jī)現(xiàn)場演示推介會”，參加現(xiàn)場會的有四川省農(nóng)業(yè)廳傅志康副廳長、夏攀峰處長、四川省農(nóng)機(jī)鑒定站張山坡站長，四川及廣西省部分縣市的農(nóng)機(jī)主管領(lǐng)導(dǎo)，7個省市的農(nóng)機(jī)經(jīng)銷商共180多人參加。四川省農(nóng)業(yè)廳傅志康副廳長在“微型聯(lián)合收割機(jī)現(xiàn)場演示推介會”上指示，四川丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要小型適用的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，農(nóng)機(jī)企業(yè)的發(fā)展必須不斷創(chuàng)新產(chǎn)品滿足農(nóng)民的要求。到會代表對剛毅公司開發(fā)的微型聯(lián)合收割機(jī)給予了“國內(nèi)首創(chuàng)、西部第一”的高度評價。

    2012年7月，應(yīng)越南經(jīng)銷商的邀請，剛毅公司的兩臺收割機(jī)在越南北部山區(qū)進(jìn)行收割水稻演示，越南國家農(nóng)業(yè)機(jī)械鑒定機(jī)構(gòu)的官員親自觀摩和操作剛毅收割機(jī)，并測定了收割機(jī)的相關(guān)性能。通過觀摩和親自操作，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民和官員一致認(rèn)可，剛毅收割機(jī)適合在丘陵山區(qū)和小塊田地、深泥腳水田的收割作業(yè)。

    2012年7月剛毅收割機(jī)在湖南西部丘區(qū)水田進(jìn)行水稻收割演示。

    2012年8月9日，四川省農(nóng)機(jī)推廣總站在樂山市犍為縣召開了全省水稻機(jī)械化收割現(xiàn)場會，參加會議的有四川省農(nóng)業(yè)廳原副廳長傅志康、四川省農(nóng)機(jī)推廣總站站長張小軍、總工程師任丹華、農(nóng)業(yè)廳科教處處長張熙、農(nóng)業(yè)廳調(diào)研員馮亮、四川省農(nóng)機(jī)院副院長蔣立茂及各地市州推廣站、農(nóng)業(yè)局的農(nóng)機(jī)工作者等100多人，剛毅公司的4臺收割機(jī)在泥腳200mm深的水田中進(jìn)行作業(yè)。參會的領(lǐng)導(dǎo)和代表在收割現(xiàn)場觀摩了4臺剛毅收割機(jī)在泥腳200mm深的水田中收割水稻作業(yè)，仔細(xì)查看了收割性能，有的代表還下田親自操作收割機(jī)，體驗收割機(jī)在深泥腳水田中行走收割水稻作業(yè)的狀況，在近1小時的觀摩中，代表們都異口同聲地贊譽。

    2012年10月、11月、12月初，微型谷物聯(lián)合收割機(jī)在貴州省遵義市、廣西省桂平市、浙江省金華市等地進(jìn)行了240小時、220畝收割水稻的耐久性試驗，試驗地區(qū)的作物畝產(chǎn)在350～900kg之間、作物高度在Q 7—Lan之間、田塊約70%為泥足深度10～30cm的爛泥田，30%為干田、田塊面積為0.08~1.5其中約85%的田塊面積在0.2~0.4間。12月1日下午，在浙江省金華市湯溪鎮(zhèn)冒雨收割水稻，在收割過程中，雨一直下個不停，但收割機(jī)切割、輸禾、脫粒和輸糧運轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均未發(fā)生堵塞故障，整個演示過程中收割機(jī)運轉(zhuǎn)正常、作業(yè)性能穩(wěn)定。

    2012年底菲律賓AGD公司訂購了剛毅公司的微型聯(lián)合收割機(jī)16臺套，為了使剛毅公司的收割機(jī)適應(yīng)菲律賓的農(nóng)藝要求，并打開菲律賓的市場，2013年剛毅公司先后兩次派出技術(shù)人員赴菲律賓進(jìn)行收割機(jī)市場考察和推廣演示，2月5~8日公司派出2人到菲律賓考察農(nóng)村水稻田及收割機(jī)市場的狀況，3月18～26日派出5人赴菲律賓進(jìn)行收割機(jī)的推廣演示。3月22日按菲律賓安排，剛毅收割機(jī)在菲律賓距馬尼拉200多公里的北部地區(qū)加潘市馬林巴鎮(zhèn)泥腳深度為30(m的帶水爛泥田中演示，參加演示的菲律賓農(nóng)業(yè)部鑒定專家要求剛毅收割機(jī)冒雨在演示田中間環(huán)境最惡劣的地方進(jìn)行收割，剛毅公司的操作人員在雨中下田收割；菲方人員也冒雨下田隨機(jī)觀察和檢測，并隔一段時間用網(wǎng)袋在出草口和出風(fēng)口收集吹出物料，用于測量收割機(jī)的吹出損失，30 cm深泥腳爛泥水田中，人員行走都很困難，但收割機(jī)行走一直很穩(wěn)健，雖然在收割過程中，雨一直下個不停、最后越下越大，但收割機(jī)切割、輸禾、脫粒和輸糧運轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均未發(fā)生堵塞故障，整個演示過程中收割機(jī)運轉(zhuǎn)正常、作業(yè)性能穩(wěn)定。菲律賓農(nóng)業(yè)部鑒定專家對我們收割機(jī)能在30cm深度的爛泥水田中進(jìn)行正常收割作業(yè)、并且損失很少，非常滿意；菲律賓弟7電視臺的2名記者，現(xiàn)場拍攝了收割機(jī)在深泥腳水田的水稻收割作業(yè)，同時記者對我剛毅公司和菲律賓當(dāng)?shù)剞r(nóng)民多方進(jìn)行了采訪，被采訪的農(nóng)民和經(jīng)銷商都一致稱頌收割機(jī)。3月24日在菲律賓北部地區(qū)的農(nóng)村，剛毅收割機(jī)為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民演示收割作業(yè)，演示現(xiàn)場田塊約1.8，田塊為干田，水稻植株高度為700～800mm，作物產(chǎn)量約300多公斤，從下午1:30分開始，兩臺收割機(jī)同時進(jìn)行田間收割作業(yè)。當(dāng)時的氣溫高達(dá)30C，太陽光線照射強(qiáng)烈，開始兩臺收割機(jī)由剛毅公司的機(jī)手操作，割了兩圈后便由當(dāng)?shù)剞r(nóng)民操作，一直到收割完畢；整個收割用時35分鐘，平均每1臺收割機(jī)的效率為每小時L 543畝。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對機(jī)器收割非常滿意。

    機(jī)割和人工收割相比，使用機(jī)械收獲每畝成本降低200元，收獲速度提升了8倍，極大地降低了農(nóng)民的收割成本和提升了收割速度，減輕了農(nóng)民的勞動強(qiáng)度，農(nóng)民購買機(jī)械后連續(xù)收割23天，即可回收購機(jī)成本。

    2012年成都市剛毅機(jī)械制造有限公司小批量生產(chǎn)了1 000多臺，2013年對微型谷物聯(lián)合收割機(jī)的結(jié)構(gòu)和傳動進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)一步提高了微型谷物聯(lián)合收割機(jī)的性能和使用可靠性，當(dāng)年制造了3 000多臺，產(chǎn)品銷售南方各地，并拓展到東南亞各國。

    七、結(jié)束語

    黨中央、國務(wù)院高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，法律法規(guī)政策不斷完善，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的政策環(huán)境更加優(yōu)化。國家財政支持能力增強(qiáng)，農(nóng)民收入持續(xù)增加，農(nóng)機(jī)社會化服務(wù)市場日漸成熟，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)更加堅實。工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加快推進(jìn)，農(nóng)民渴望有尊嚴(yán)的生活和體面勞動，農(nóng)村青壯年勞力短缺矛盾日益突出，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的需求更加

旺盛而迫切。加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力布局，農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的空間更加廣闊。

    農(nóng)業(yè)部十二五規(guī)劃西南丘陵山區(qū)“強(qiáng)力推進(jìn)丘陵山區(qū)主要糧油作物和特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)機(jī)械化，重點推廣輕便、耐用、低耗的中小型耕種收機(jī)械和植保機(jī)械”。

    工業(yè)和信息化部十二五規(guī)劃中明確提出十二五期間：聯(lián)合收割機(jī)需求量增加。聯(lián)合收割機(jī)“十二五”期間總需求量約80萬臺，平均每年15萬臺以上。其中，小麥聯(lián)合收割機(jī)需求量基本穩(wěn)定，水稻聯(lián)合收割機(jī)增長較快。

    2010年全國小麥種植面積3 65億畝，產(chǎn)量1141.5億公斤，水稻種植面積4 69億畝，產(chǎn)量l 870億公斤；2010年四川小麥種植面積2 043 8萬畝，產(chǎn)量563 8萬噸，水稻種植面積2 989.5萬畝，產(chǎn)量1 200萬噸；西南丘陵山區(qū)多梯田、水田，稻麥的種植面積大于60%，大中型的收割機(jī)無法下田作業(yè)，而輕小型的稻麥?zhǔn)崭顧C(jī)由于體積小、重量輕、轉(zhuǎn)移方便、適于田間收割作業(yè)，因此“微型收割機(jī)”的生產(chǎn)使用對西南丘陵山區(qū)的稻麥?zhǔn)崭钭鳂I(yè)機(jī)械化有重要的意義。

    我們研發(fā)的適用于西南丘陵山區(qū)的“微型谷物聯(lián)合收割機(jī)”具有輕便、耐用、低耗的特點，產(chǎn)品開發(fā)符合農(nóng)業(yè)部和工業(yè)和信息化部十二五規(guī)劃的要求，產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。在西南丘陵山區(qū)推廣使用將有力地促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，推動十二五規(guī)劃在西南丘陵山區(qū)的目標(biāo)實施。