新技術在甘蔗聯合收割機上的應用

袁紫運

摘要：我國甘蔗種植業主要分布在南方地區的廣西、云南、廣東、海南等地。長期以來我國甘蔗種植收獲機械化程度低，導致甘蔗生產成本增加，其中甘蔗在收獲期耗費最大勞動力和時間，這也是成本中最昂貴的部分。因此我們要應用新技術加快甘蔗收獲機械化發展，緩解勞動力，降低甘蔗生產成本。

關鍵詞：新技術;甘蔗聯合收割機;應用

前言：中國是世界第三大蔗糖生產國，早在2010年種植面積就已經達到了16萬平方公里，在2008/2009年甘蔗產量約1.1億噸，糖產量為1350萬噸。在國外，甘蔗的收獲基本上已經機械化。在中國，甘蔗收獲還是主要以人工收獲為主、勞動強度大、生產成本高、甘蔗收割成本約占甘蔗價格的1/4。隨著中國加入世貿組織，中國的制糖業由于成本高昂而逐漸受到國外的擠壓。甘蔗生產機械化的發展，對提高我國蔗糖業的競爭力，大幅度提高勞動生產率和經濟效益具有重要的現實意義。

一、甘蔗收割機種類

目前我國甘蔗收獲機主要有切斷式甘蔗聯合收獲機和整桿式甘蔗聯合收獲機兩類。該切斷式甘蔗聯合收割機的工作一般是切稍、扶蔗、割根、喂入、切斷、吹風和采收，主要優點是操作效率高、功能齊全、收集方便和適應性強。雖然有許多優點，但也有缺點，切斷的甘蔗必須在16小時內送到糖廠加工，否則糖分容易損失和變質。而整桿式甘蔗收獲機則可以有效保留了整根甘蔗不受損失外，還大大降低了含雜率。這種收割機的工作一般是切稍、扶蔗、割根、喂入、剝葉、分葉和采收甘蔗。其中剝葉干凈程度直接影響到收割效果和剝葉機構耐用度以及后期維護成本，而收集整桿甘蔗勢必會加大收獲機后部的集蔗斗導致整機變得更長，不合適小地塊收割。兩者均成為整桿式甘蔗收割機設計難點和關鍵點。但得益于制糖工藝、糖廠管理系統等方面的影響，未來甘蔗聯合收獲機發展將以整桿式甘蔗聯合收獲機為主。

二、應用技術與發展前景

（一）液壓傳輸技術

甘蔗聯合收獲機有多種工作機構，各工作機構分布在整機的各個功能系統中。如果采用傳統的齒輪、鏈條、皮帶傳動方式來實現這些機械動作一方面機構比較復雜，潛在故障也較多。另一方面，甘蔗收獲機的可靠性會降低，難以保證其正常運行。液壓傳動具有傳動力強、傳動平穩、轉矩大、實現長距離傳動、易于實現過載保護等優點。將該技術應用于甘蔗聯合收割機有以下優點：首先，簡化收割機的結構有利于各工作部件之間的功率分配、節拍集成和優化，提高整機可靠性;第二，采用液壓行走驅動裝置能實現大范圍內無級調速，提高步行驅動系統的性能;第三，液壓控制使收獲機的操縱變得更方便、更省力，無論是離合器、轉向器、制動器、差速鎖、變速箱等執行機構，都可以通過操縱力極小的手柄、按紐、開關、轉向盤等進行操縱。

（二）PLC控制應用技術

PLC是一種專門在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。與傳統的控制方式不同，PLC技術結合了現代信息技術，主要由電源、存儲器、輸出輸入數據鏈接口、內部編程器、外部擴展槽5部分組成，通過數據連接將各個部分形成一個完整的系統，并且形成相應的制動方案。它具有控制系統電路簡單、體積小、功耗低、速度快、可靠性高、維修方便等優點。

甘蔗聯合收割機在收獲過程中要完成許多動作，工況復雜多變，需要對各作業部件進行調節和控制，使其處于最佳參數狀態。應用PLC技術預先為甘蔗聯合收獲機編程輸入CPU來控制各種電磁閥門的移動，從而實現自動控制各種功能和動作。

（三）傳感器應用技術

傳感器是一種檢測裝置，用于感知被測量的信息，并根據一定的規則將被檢測信息轉換成電信號或其他形式的信息輸出，以滿足傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制信息的要求。它是實現自動檢測和自動控制的第一環節。將傳感技術應用于甘蔗聯合收割機可以提高其工作性能。第一，檢測切割甘蔗根的高度。甘蔗聯合收割機在收獲過程中必須隨時調整砍伐高度。由于土地不是很平坦，可以為甘蔗聯合收獲機安裝一個模擬裝置傳感器，以檢測甘蔗和地壟高度變量，并將其轉換為電信號，再傳輸回計算機CPU控制中心，在進行比較后該中心將電信號發送到液壓系統中驅動電磁閥門運動，從而實現自動控制。第二，檢測液壓管路的泄漏。由于甘蔗聯合收割機的工作環境惡劣，管道容易老化，當管道破裂泄漏液壓油時，司機很難發現，如果不及時關閉發動機，液壓泵仍然在不間斷的供油，容易造成更多泄露。為了解決這個問題，可以在油箱上安裝油位傳感器，當管道泄漏液位發生變化時，傳感器快速感應發出信號傳回駕駛室儀表顯示，提醒司機液壓系統有異常或自動切斷油泵工作。第三，檢測液壓油溫變化，同樣給甘蔗聯合收獲機加裝油溫傳感器來檢測液壓系統中各管路油溫，當檢測到某部位油溫偏高時，油溫傳感器也將快速發出信號傳回駕駛室儀表上，提醒司機需要停機檢查該部分是否存在故障。

（四）GPS應用技術

GPS是一種以人造地球衛星為基礎的高精度無線電導航的定位系統，它在全球任何地方以及近地空間都能夠提供準確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。GPS自問世以來，就以其高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活應用在軍事、工業、農業等領域。通過在甘蔗聯合收獲機應用GPS技術，可以實現對甘蔗聯合收獲機當前位置、行駛路線、行駛速度等運行狀態進行監測，另外GPS還可以根據甘蔗聯合收獲機行駛軌跡對作業量進行統計。未來GPS技術還將在甘蔗聯合收獲機無人駕駛和遠程控制上發揮著舉足輕重的作用，真正意義上實現了甘蔗收獲機械智能化。

結語：隨著科學技術的飛速發展和新技術的出現，甘蔗聯合收割機將朝著功能完備、經濟實惠、性能優良、效率高、智能化的方向發展。利用各種先進技術研制新一代甘蔗聯合收割機是今后一個重要的研究課題。因此，為了推動我國甘蔗聯合收割機技術的進一步發展，相關人員必須要不斷的努力，從而提高其收割效果。

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