一、研發(fā)微型聯(lián)合收割機的必要性

    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)的水稻和小麥的機械化收割仍然沒有解決。主要原因是：目前的聯(lián)合收割機基本是大中型的機器，丘陵、山區(qū)的道路狹窄、田塊小、梯田多、水田多，聯(lián)合收割機在丘陵、山區(qū)的運輸、行走、作業(yè)和機器轉移都不方便。為此，開發(fā)微型谷物聯(lián)合收割機，以適應丘陵、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)量和質量具有很重要的影響。收獲的季節(jié)性很強，農(nóng)時緊迫，人工收割勞動強度大，谷物聯(lián)合收割機是集收割、脫粒、分離、清選為一體的作業(yè)，相對于分別收獲來說，其機械化水平較高，能顯著提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動強度，能及時清理田地，以利于下茬作物的搶耕搶種。

    小型聯(lián)合收割機與大型聯(lián)合收割機相比，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)合收割機同樣具備切割、脫粒、清選、集糧的功能，并且在價格上有很強的優(yōu)勢。一般大型聯(lián)合收割機售價都在10～20萬元左右，而小型聯(lián)合收割機則只需2萬余元，一般一季便可收回購機成本。是一種投資小收益高的農(nóng)業(yè)機械，尤其適合專業(yè)戶來進行服務性生產(chǎn)，年作業(yè)量可達150～300畝。

    二、研發(fā)技術路線

    根據(jù)四川山區(qū)丘陵的特點，成都市剛毅機械制造有限公司組織相關技術人員，從2010年開始研發(fā)微型聯(lián)合收割機，第一代樣機試制后，進行了小麥收割試驗，通過試驗中發(fā)現(xiàn)的問題，進行了改進設計，主要解決脫粒滾筒易堵塞的問題；在第一代樣機的基礎上設計試制了第二代樣機，將分離、清選和出糧裝置設計為一體，結構更加緊湊，在脫粒滾筒上加裝了防秸稈堵塞裝置，緊接著第二代樣機進行了水稻收割試驗；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，收割機行走輪產(chǎn)生下陷問題，為此創(chuàng)新設計和試制了接地面積大、承壓能力強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，收割機工作正常。

    在一、二代樣機的基礎上，改進設計第三代樣機，提高了傳動軸的強度、加大了出草口的位置、增加了秸稈吹出風道、增加了出草板、改變了風扇葉輪的材料，同時將下割刀設計為仿形切割；2011年通過多臺、多點、多地的試驗，微型谷物聯(lián)合收割機達到和超過了研發(fā)任務書的要求，同時也滿足了農(nóng)戶的需求，并于當年通過了四川省科技廳組織的省級科技成果鑒定。與會專家一致認為：該機具有自主知識產(chǎn)權，其綜合性能在國內同類產(chǎn)品中處于領先水平；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，應用前景廣闊，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

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

    三、微型谷物聯(lián)合收割機的結構

    微型谷物聯(lián)合收割機由上割臺、割禾輸送、脫粒分離、清選出糧、下割刀、割臺升降調節(jié)、變速箱總成、機架、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”為梳脫式收割方式，該機采用二次切割，上割臺的割刀將作物穗頭割下，送入脫粒機，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。梳脫式機型由于進入機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，濕割、濕脫性能較好。   按“JB／T  7862 2-2001農(nóng)業(yè)機械切割器的動刀片、定刀片和刀桿”標準，該機采用的是標V型動刀片（寬5雙長80，仿標III型定刀片（寬49長61，刀桿為標I型刀桿；動刀片、定刀片和刀桿均為標準配件廠生產(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，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，在高速旋轉的離心風機作用下，雜余被吸出，使雜余和籽粒分離，籽粒從出糧口排出，從而達到清糧的效果。

    3．分離、清選、輸糧裝置設計為一體化化裝置，籽粒雜余清選采用吸塵室和吸塵風扇組合，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，整機工作，當動力離合器分開時，機器行走，而整機不工作。

    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，轉向離合器、割臺升降及動力開關的部件；機架上安裝油機及各種部件，扶手架上安裝有各種操作手柄和指示標牌。由于整機質量較大，該機配有尾輪，用以支撐和轉向；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)合收割機的特點

    1．適用范圍廣  與國內同類機型相比，該機適用范圍廣，橡膠三角履帶首次應用在“微型聯(lián)合收割機”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，履帶原料為復合橡膠加鋼芯，履帶總成承重可達到1 000kg驅動輪、承重輪和張緊輪采用高強度尼龍、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.輕松轉向、更換方便、重量輕、強度高、適應范圍廣等特點。

    2．工作可靠性強  由于采取了防堵塞裝置，較好地解決了目前收割機在收割中經(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、出糧輸送一體化設計，使得機器結構緊湊。由于將谷草分離采用機械和氣流雙重作用，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的工作可靠性。籽粒雜余清選采用吸塵室和吸塵風扇組合，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用在微型聯(lián)合收割機上，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。

    五、微型谷物聯(lián)合收割機的參數(shù)和性能

    ①配套動力：188F柴油機，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)合收割機的推廣應用

    該機技術成熟、適用，作為農(nóng)村小型聯(lián)合收割機收割稻麥生產(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，該收割機的性能符合國家相關標準，深受農(nóng)村廣大農(nóng)民的歡迎。

    2011年11月25日應云南省玉溪市要求，在玉溪市元江縣舉辦了收割機現(xiàn)場演示會，兩臺收割機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)機工作者觀摩收割機演示，對微型谷物聯(lián)合收割機表現(xiàn)出了極大的興趣，希望微型谷物聯(lián)合收割機在云南省開花結果。

    2012年3月10日，成都市剛毅機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)機鑒定站張山坡站長，四川及廣西省部分縣市的農(nóng)機主管領導，7個省市的農(nóng)機經(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)機產(chǎn)品，農(nóng)機企業(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)合收割機給予了“國內首創(chuàng)、西部第一”的高度評價。

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

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

    2012年8月9日，四川省農(nóng)機推廣總站在樂山市犍為縣召開了全省水稻機械化收割現(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)廳調研員馮亮、四川省農(nóng)機院副院長蔣立茂及各地市州推廣站、農(nóng)業(yè)局的農(nóng)機工作者等100多人，剛毅公司的4臺收割機在泥腳200mm深的水田中進行作業(yè)。參會的領導和代表在收割現(xiàn)場觀摩了4臺剛毅收割機在泥腳200mm深的水田中收割水稻作業(yè)，仔細查看了收割性能，有的代表還下田親自操作收割機，體驗收割機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)合收割機在貴州省遵義市、廣西省桂平市、浙江省金華市等地進行了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，但收割機切割、輸禾、脫粒和輸糧運轉機構均未發(fā)生堵塞故障，整個演示過程中收割機運轉正常、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16臺套，為了使剛毅公司的收割機適應菲律賓的農(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人員赴菲律賓進行收割機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)村水稻田及收割機市場的狀況，3月18～26日派出5人赴菲律賓進行收割機的推廣演示。3月22日按菲律賓安排，剛毅收割機在菲律賓距馬尼拉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冒雨在演示田中間環(huán)境最惡劣的地方進行收割，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觀察和檢測，并隔一段時間用網(wǎng)袋在出草口和出風口收集吹出物料，用于測量收割機的吹出損失，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，但收割機切割、輸禾、脫粒和輸糧運轉機構均未發(fā)生堵塞故障，整個演示過程中收割機運轉正常、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能在30cm深度的爛泥水田中進行正常收割作業(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?shù)剞r(nóng)民多方進行了采訪，被采訪的農(nóng)民和經(jīng)銷商都一致稱頌收割機。3月24日在菲律賓北部地區(qū)的農(nóng)村，剛毅收割機為當?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，兩臺收割機同時進行田間收割作業(yè)。當時的氣溫高達30C，太陽光線照射強烈，開始兩臺收割機由剛毅公司的機手操作，割了兩圈后便由當?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臺收割機的效率為每小時L 543畝。當?shù)剞r(nóng)民對機器收割非常滿意。

    機割和人工收割相比，使用機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)民的勞動強度，農(nóng)民購買機械后連續(xù)收割23天，即可回收購機成本。

    2012年成都市剛毅機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)合收割機的結構和傳動進行了優(yōu)化設計，進一步提高了微型谷物聯(lián)合收割機的性能和使用可靠性，當年制造了3 000多臺，產(chǎn)品銷售南方各地，并拓展到東南亞各國。

    七、結束語

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

旺盛而迫切。加快推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，轉變農(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)“強力推進丘陵山區(qū)主要糧油作物和特色農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)機械化，重點推廣輕便、耐用、低耗的中小型耕種收機械和植保機械”。

    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)合收割機需求量增加。聯(lián)合收割機“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)合收割機需求量基本穩(wěn)定，水稻聯(lián)合收割機增長較快。

    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%，大中型的收割機無法下田作業(yè)，而輕小型的稻麥收割機由于體積小、重量輕、轉移方便、適于田間收割作業(yè)，因此“微型收割機”的生產(chǎn)使用對西南丘陵山區(qū)的稻麥收割作業(yè)機械化有重要的意義。

    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”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)的目標實施。