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、山區農村普遍種植水稻和小麥，長(cháng)期以來(lái)都是人工收割。近年來(lái)，雖然機械化收割在平壩地區已較普遍，但對丘陵、山區的水稻和小麥的機械化收割仍然沒(méi)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、山區的運輸、行走、作業(yè)和機器轉移都不方便。為此，開(kāi)發(fā)微型谷物聯(lián)合收割機，以適應丘陵、山區農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，對于谷物的產(chǎn)量和質(zhì)量具有很重要的影響。收獲的季節性很強，農時(shí)緊迫，人工收割勞動(dòng)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(lái)說(shuō)，其機械化水平較高，能顯著(zhù)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強度，能及時(shí)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(jià)格上有很強的優(yōu)勢。一般大型聯(lián)合收割機售價(jià)都在10～20萬(wàn)元左右，而小型聯(lián)合收割機則只需2萬(wàn)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業(yè)機械，尤其適合專(zhuān)業(yè)戶(hù)來(lái)進(jìn)行服務(wù)性生產(chǎn)，年作業(yè)量可達150～300畝。

    二、研發(fā)技術(shù)路線(xiàn)

    根據四川山區丘陵的特點(diǎn)，成都市剛毅機械制造有限公司組織相關(guān)技術(shù)人員，從2010年開(kāi)始研發(fā)微型聯(lián)合收割機，第一代樣機試制后，進(jìn)行了小麥收割試驗，通過(guò)試驗中發(fā)現的問(wèn)題，進(jìn)行了改進(jìn)設計，主要解決脫粒滾筒易堵塞的問(wèn)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(zhù)第二代樣機進(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象，但在水田和爛泥田收割時(shí)，收割機行走輪產(chǎn)生下陷問(wèn)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(guò)水田、爛泥田的收割試驗，橡膠三角履帶行走裝置不會(huì )產(chǎn)生下陷，收割機工作正常。

    在一、二代樣機的基礎上，改進(jìn)設計第三代樣機，提高了傳動(dòng)軸的強度、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(shí)將下割刀設計為仿形切割；2011年通過(guò)多臺、多點(diǎn)、多地的試驗，微型谷物聯(lián)合收割機達到和超過(guò)了研發(fā)任務(wù)書(shū)的要求，同時(shí)也滿(mǎn)足了農戶(hù)的需求，并于當年通過(guò)了四川省科技廳組織的省級科技成果鑒定。與會(huì )專(zhuān)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(lèi)產(chǎn)品中處于領(lǐng)先水平；具有輕便、耐用、節能的特點(diǎn)，作為丘陵山區農村收割稻麥生產(chǎn)使用，工作可靠、使用方便、操作簡(jiǎn)單、維修簡(jiǎn)便，應用前景廣闊，經(jīng)濟效益和社會(huì )效益顯著(zhù)。

    通過(guò)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(shí)用新型和外觀(guān)專(zhuān)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、變速箱總成、機架、扶手架及各種罩殼等15個(gè)部件組成。

    1．切割裝置  臥式割臺、動(dòng)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(lái)，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(jìn)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農業(yè)機械切割器的動(dòng)刀片、定刀片和刀桿”標準，該機采用的是標V型動(dòng)刀片（寬5雙長(cháng)80，仿標III型定刀片（寬49長(cháng)61，刀桿為標I型刀桿；動(dòng)刀片、定刀片和刀桿均為標準配件廠(chǎng)生產(chǎn)。

    為將谷物引向切割器，作為切割時(shí)的扶持，同時(shí)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(dòng)軌跡為余擺線(xiàn)，偏心撥禾輪摟齒在工作過(guò)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。根據作物的高低，割臺升降用液壓泵手動(dòng)調節割臺位置，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(shí)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(guò)篩孔落入清糧倉，在高速旋轉的離心風(fēng)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(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(dòng)裝置收割機通過(guò)變速箱實(shí)現各部位的傳動(dòng)，變速箱共有4個(gè)檔位(前進(jìn)3檔、后退1檔)；為使傳動(dòng)可靠，除撥禾輪外，所有的傳動(dòng)均采用鏈條傳動(dòng)，收割機動(dòng)力傳到變速箱，變速箱動(dòng)力離合器控制行走；由變速箱輸出軸傳到帶動(dòng)各部運動(dòng)的割臺離合器，用手柄通過(guò)動(dòng)力離合器控制各部的運動(dòng)狀態(tài)，動(dòng)力離合器合上時(shí)，整機工作，當動(dòng)力離合器分開(kāi)時(shí)，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(dòng)力離合器、割臺離合器，轉向離合器、割臺升降及動(dòng)力開(kāi)關(guān)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(zhì)量較大，該機配有尾輪，用以支撐和轉向；同時(shí)在凡是所有傳動(dòng)部件處，都安裝有罩殼，防止傳動(dòng)部件外露，用以保證安全。

    四、微型谷物聯(lián)合收割機的特點(diǎn)

    1．適用范圍廣  與國內同類(lèi)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(cháng)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(dòng)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(shí)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(diǎn)。

    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)常出現的滾筒堵塞問(wèn)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(dòng)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象，同時(shí)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(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(zhù)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)合收割機的參數和性能

    ①配套動(dòng)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(shù)成熟、適用，作為農村小型聯(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(jiǎn)單安全、維修容易。通過(guò)生產(chǎn)使用，該收割機的性能符合國家相關(guān)標準，深受農村廣大農民的歡迎。

    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場(chǎng)演示會(huì )，兩臺收割機同時(shí)在田間收割晚稻，云南省、玉溪市、元江縣等地近100名農機工作者觀(guān)摩收割機演示，對微型谷物聯(lián)合收割機表現出了極大的興趣，希望微型谷物聯(lián)合收割機在云南省開(kāi)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阿啦鄉舉行了“微型聯(lián)合收割機現場(chǎng)演示推介會(huì )”，參加現場(chǎng)會(huì )的有四川省農業(yè)廳傅志康副廳長(cháng)、夏攀峰處長(cháng)、四川省農機鑒定站張山坡站長(cháng)，四川及廣西省部分縣市的農機主管領(lǐng)導，7個(gè)省市的農機經(jīng)銷(xiāo)商共180多人參加。四川省農業(yè)廳傅志康副廳長(cháng)在“微型聯(lián)合收割機現場(chǎng)演示推介會(huì )”上指示，四川丘陵山區農業(yè)的發(fā)展需要小型適用的農機產(chǎn)品，農機企業(yè)的發(fā)展必須不斷創(chuàng )新產(chǎn)品滿(mǎn)足農民的要求。到會(huì )代表對剛毅公司開(kāi)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(jià)。

    2012年7月，應越南經(jīng)銷(xiāo)商的邀請，剛毅公司的兩臺收割機在越南北部山區進(jìn)行收割水稻演示，越南國家農業(yè)機械鑒定機構的官員親自觀(guān)摩和操作剛毅收割機，并測定了收割機的相關(guān)性能。通過(guò)觀(guān)摩和親自操作，當地農民和官員一致認可，剛毅收割機適合在丘陵山區和小塊田地、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水田進(jìn)行水稻收割演示。

    2012年8月9日，四川省農機推廣總站在樂(lè )山市犍為縣召開(kāi)了全省水稻機械化收割現場(chǎng)會(huì )，參加會(huì )議的有四川省農業(yè)廳原副廳長(cháng)傅志康、四川省農機推廣總站站長(cháng)張小軍、總工程師任丹華、農業(yè)廳科教處處長(cháng)張熙、農業(yè)廳調研員馮亮、四川省農機院副院長(cháng)蔣立茂及各地市州推廣站、農業(yè)局的農機工作者等100多人，剛毅公司的4臺收割機在泥腳200mm深的水田中進(jìn)行作業(yè)。參會(huì )的領(lǐng)導和代表在收割現場(chǎng)觀(guān)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(shí)的觀(guān)摩中，代表們都異口同聲地贊譽(yù)。

    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(jìn)行了240小時(shí)、220畝收割水稻的耐久性試驗，試驗地區的作物畝產(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冒雨收割水稻，在收割過(guò)程中，雨一直下個(gè)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(gè)演示過(guò)程中收割機運轉正常、作業(yè)性能穩定。

    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藝要求，并打開(kāi)菲律賓的市場(chǎng)，2013年剛毅公司先后兩次派出技術(shù)人員赴菲律賓進(jìn)行收割機市場(chǎng)考察和推廣演示，2月5~8日公司派出2人到菲律賓考察農村水稻田及收割機市場(chǎng)的狀況，3月18～26日派出5人赴菲律賓進(jìn)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多公里的北部地區加潘市馬林巴鎮泥腳深度為30(m的帶水爛泥田中演示，參加演示的菲律賓農業(yè)部鑒定專(zhuān)家要求剛毅收割機冒雨在演示田中間環(huán)境最?lèi)毫拥牡胤竭M(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觀(guān)察和檢測，并隔一段時(shí)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健，雖然在收割過(guò)程中，雨一直下個(gè)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(gè)演示過(guò)程中收割機運轉正常、作業(yè)性能穩定。菲律賓農業(yè)部鑒定專(zhuān)家對我們收割機能在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(mǎn)意；菲律賓弟7電視臺的2名記者，現場(chǎng)拍攝了收割機在深泥腳水田的水稻收割作業(yè)，同時(shí)記者對我剛毅公司和菲律賓當地農民多方進(jìn)行了采訪(fǎng)，被采訪(fǎng)的農民和經(jīng)銷(xiāo)商都一致稱(chēng)頌收割機。3月24日在菲律賓北部地區的農村，剛毅收割機為當地農民演示收割作業(yè)，演示現場(chǎng)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(kāi)始，兩臺收割機同時(shí)進(jìn)行田間收割作業(yè)。當時(shí)的氣溫高達30C，太陽(yáng)光線(xiàn)照射強烈，開(kāi)始兩臺收割機由剛毅公司的機手操作，割了兩圈后便由當地農民操作，一直到收割完畢；整個(gè)收割用時(shí)35分鐘，平均每1臺收割機的效率為每小時(shí)L 543畝。當地農民對機器收割非常滿(mǎn)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，極大地降低了農民的收割成本和提升了收割速度，減輕了農民的勞動(dòng)強度，農民購買(mǎi)機械后連續收割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(dòng)進(jìn)行了優(yōu)化設計，進(jìn)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(xiāo)售南方各地，并拓展到東南亞各國。

    七、結束語(yǔ)

    黨中央、國務(wù)院高度重視農業(yè)機械化發(fā)展，法律法規政策不斷完善，農業(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，農民收入持續增加，農機社會(huì )化服務(wù)市場(chǎng)日漸成熟，農業(yè)機械化發(fā)展的經(jīng)濟基礎更加堅實(shí)。工業(yè)化、城鎮化加快推進(jìn)，農民渴望有尊嚴的生活和體面勞動(dòng)，農村青壯年勞力短缺矛盾日益突出，農業(yè)機械化發(fā)展的需求更加

旺盛而迫切。加快推進(jìn)農業(yè)現代化，轉變農業(yè)發(fā)展方式，優(yōu)化農業(yè)生產(chǎn)力布局，農業(yè)機械化發(fā)展的空間更加廣闊。

    農業(yè)部十二五規劃西南丘陵山區“強力推進(jìn)丘陵山區主要糧油作物和特色農產(chǎn)品生產(chǎn)機械化，重點(diǎn)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(wàn)臺，平均每年15萬(wàn)臺以上。其中，小麥聯(lián)合收割機需求量基本穩定，水稻聯(lián)合收割機增長(cháng)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(wàn)畝，產(chǎn)量563 8萬(wàn)噸，水稻種植面積2 989.5萬(wàn)畝，產(chǎn)量1 200萬(wàn)噸；西南丘陵山區多梯田、水田，稻麥的種植面積大于60%，大中型的收割機無(wú)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的“微型谷物聯(lián)合收割機”具有輕便、耐用、低耗的特點(diǎn)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)符合農業(yè)部和工業(yè)和信息化部十二五規劃的要求，產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。在西南丘陵山區推廣使用將有力地促進(jìn)農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，推動(dòng)十二五規劃在西南丘陵山區的目標實(shí)施。