振動帶式根莖類藥材收獲機的研制

竇風玲，陳紹杰

（1.石河子大學機械電氣工程學院，新疆石河子832000；2.石河子開發區銳益達機械裝備有限公司）

振動帶式根莖類藥材收獲機的研制

竇風玲1，陳紹杰2

（1.石河子大學機械電氣工程學院，新疆石河子832000；2.石河子開發區銳益達機械裝備有限公司）

本文介紹了振動帶式根莖類藥材收獲機的工作過程、主要結構、技術參數以及田間試驗情況，并對其經濟、社會和生態效益進行了分析。

根莖類藥材；收獲機；研制

1 研制背景

根莖類藥材是中成藥和中醫臨床用藥的重要原料，因其具有取材天然、作用平穩、毒副作用小等西藥無法比擬的優點，近年來日益受到世界各國的普遍重視。我國是中藥材出口大國，每年出口100萬t，特別是甘草、黃芪、防風等根莖類中藥材。然而中藥材的收獲具有嚴格的季節性，如不能及時收獲，將大大降低藥材的品質。目前主要是人工挖收或用簡易挖掘機械挖掘后人工揀拾［1-3］，其勞動強度大、效率低、收獲損失率高、藥材的品質低，嚴重影響藥農的經濟效益，極大地限制了中藥材種植業的發展。

新疆地區甘草、黃芪等根莖藥材的種植面積逐年增加，是根莖類藥材的重要產地。近年來，隨著兵團種植結構的調整，甘草、黃芪等根莖類藥材作為特色農作物，種植面積逐年增加。2013年，新疆生產建設兵團八師周邊甘草、黃芪等根莖藥材的種植面積近2 000 hm2，目前收獲甘草的費用為850元/667 m2，且需要配1臺大馬力機車和30個勞動力，每天收獲0.5 hm2左右，而且人工收獲很難達到深度要求，部分藥材根莖被挖斷、撕裂，降低了藥材的產量和品相，也就降低了藥材的檔次，對藥農的經濟收入造成很大影響。同時，由于收獲效率低，導致藥材不能適時收獲，極大地挫傷了農民種植藥材的積極性，直接制約了藥材面積的進一步擴大。研制振動帶式根莖類藥材收獲機將為甘草、黃芪等根莖類藥材的收獲作業提供可靠的技術保證，有利于推動兵團種植結構調整。

2 工作過程及主要結構

為解決兵團根莖類草藥收獲問題，石河子開發區銳益達機械裝備有限公司聯合石河子大學機械電氣工程學院，研制了4YC-1.4振動帶式根莖類藥材收獲機。該機與大于120 kW四輪拖拉機配套，動力由拖拉機后輸出軸通過萬向節傳至收獲機變速箱，變速箱輸出軸通過鏈傳動帶動振動輥轉動。田間作業時，該機懸掛在拖拉機后。在作物行間行進過程中，挖掘鏟在地表下預定的挖掘深度將作物根莖連同土壤一起挖起并輸送到輸送鏈帶上，然后由振動輥將藥材從碎土中分離出來，并鋪放在地表。

圖1 振動帶式根莖類藥材收獲機示意圖

該機主要由機架、動力傳動、懸掛架、入土鏟、分離系統等部分組成（見圖1）。機架大部分采用矩形管，這樣既可以減輕重量、降低成本，而且還能夠滿足結構的剛度和強度要求；懸掛架采用液壓三點懸掛調節機構，保證整機在工作狀態時的耕深要求以及運輸狀態時具有良好的性能；分離系統采用主動抖動棍+雙級鏈帶的方式實現根莖類藥材與土壤的分離及藥材的輸送。

3 主要技術參數

工作幅寬（mm）1 400

挖掘深度（mm）400～600

配套動力（kW）≥120

分離方式主動抖動棍

輸送方式雙級鏈帶

懸掛形式后懸掛

行走速度（km/h）2～5

4 田間試驗

表1 振動帶式根莖類藥材收獲機收獲情況

根據設計結果，與石河子開發區銳益達機械裝備有限公司合作制作了1臺振動帶式根莖類藥材收獲機，并在昌吉某田間進行了實地試驗，試驗結果見表1。

5 效益分析

5.1 經濟效益

就新疆地區的種植面積而言，按照每臺振動帶式根莖類藥材收獲機能滿足33.33 hm2根莖類藥材收獲的需求計算，新疆的需求量為1 000臺左右，按照每臺售價5萬元計算，該機型在新疆有5 000萬元的市場空間，加上國內的巨大需求，振動帶式根莖類藥材收獲機的市場需求潛力較大。而且機械挖掘起凈率高，作業效率高，減輕勞動強度，加快收獲進程，同時能提高藥材品質，減少破損。藥農可以隨著市場藥價的提高及時收獲，盡快上市，搶抓市場良機。

5.2 社會效益

藥材機械化收獲提高了藥材挖掘收獲工效，解決了人工挖掘藥材生產效率低、勞動強度大等問題，節省藥材挖掘收獲費用，把農民從繁重的體力勞動中解脫出來，投入第二、三產業，增加農民收入。

5.3 生態效益

機具作業過后土垡回位較好，不攪亂原耕層，對土地也相當于一次深松，有效吸收天然降水，減少水土流失，達到保護性耕作的目的。

總之，根莖類藥材機械化收獲能達到農民增收的目的，經濟效益好，投入回收快，在新疆有廣泛的地區適應性和生產實用性，其推廣前景非常廣闊。

［1］楊傳華，葛宜元，魏天路，等.深根莖中藥材雙重振動挖掘機構的研究［J］.農機化研究，2011（8）：110-114.

［2］賈素梅，王進朝，張西群.多功能根莖收獲機的試驗研究［J］.農機化研究，2008（7）：158-160.

［3］孫葉強，王俊發，鄒愛華.長根莖類中草藥收獲機的試驗研究［J］.佳木斯大學學報，2010（5）：380-383.

2015—07—22