國外谷物聯合收獲機技術進展

劉佳妮

摘 要： 在研究國外谷物聯合收獲機割臺系統、在線監測技術、軸流脫粒系統、智能清選系統和谷物流量傳感等關鍵技術概況的基礎上，介紹了幾種國外代表產品的主要技術特征，為今后研究技術和性能先進的谷物聯合收獲機提供基礎。

關鍵詞：谷物收獲機；技術進展；收獲機械；割臺自適應技術；在線測產技術

中圖分類號：S225.7文獻標識碼：A文章編號：2095-1795（2023）12-0022-05

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.12.004

0 引言

國外谷物聯合收獲機在割臺自適應技術、智能監控、自動駕駛、信息集成、GPS 導航、遠程操控和數據管理等方面技術發展領先，尤其是歐美發達國家一些大型農機品牌產品在上述技術方面表現較為突出。如通過改進設計和使用精密收割頭、柔性刀條和鉸接式履帶割臺，可以適應多種作物的收割作業，并且收割過程貼近地面，最大程度減少漏收；發動機動力大、收割幅寬大，大大提高了收獲效率，部分高端機型采用雙發動機技術，使收獲效率成倍增加；智能監控系統和自動調整裝置，使操作更加簡便，增強了整機的用戶友好性：采用GPS 導航、傳感器和精密農業技術，使谷物聯合收獲機可以進行更精準地收割和更有效的田間管理；采用了更加清潔的發動機技術，減少污染物排放；提高了燃油效率，從而減少運營成本和環境污染；集成的信息管理系統能夠記錄和分析收割數據，幫助用戶進行決策，并優化其作物管理；自動駕駛技術和遙控操作正在快速發展，有望在不久的將來成為現實[1-5]。

1 技術分析

1.1 割臺自適應技術

采用鉸接式履帶割臺，與地面貼合性好，獨特的深度節糧型輸送帶能夠最大程度地收割谷物，降低損失率；履帶式傳送帶不受空氣或作物濕度含量的影響；作物喂入和分離效率高；雙刀片割刀系統采用軸傳動，每次行程有兩次切割，收割效率高、質量好。膠帶采用脊狀圖案設計，能夠最大程度地捕獲小顆粒作物，防止小顆粒作物從膠帶上滾落，與標準輸送帶相比，收獲損失可減少25%。

1.2 大容量谷物喂入技術

喂入室角度和高度可以在機器作業過程中無縫調整，顯著提高收獲速度；谷物流動更加順暢，減少了谷物和秸稈堵塞；強大的機械式反轉裝置可以在駕駛室內完成反轉操作，快速完成清堵作業；在主驅動變速器上的離合器慣性作用下，所有驅動器可快速停止，實現快速停機；旋轉進料系統可根據作物量自動調整，確保物料輸送平穩和流暢；樞軸點位于遠離喂入室的前面，靠近飼料加速器，最大限度地擴大了輸送范圍，使大容量作物處理過程簡單、快捷。

1.3 高效脫粒分離技術

脫粒裝置直徑大，長度長，脫粒和分離能力強，主動面和凹面分離，可最大程度適應高產作物或物料不均勻作物的收割作業；凹面設置更寬，為更多的作物提供脫粒操作。脫粒轉子從喂入室進入，主動引導異物排出，進料葉片角度設計確保脫粒轉子滿載，實現高效脫粒；有效脫粒面積可達2.75 m2，比傳統脫粒滾筒脫粒效率提高50% 以上，脫粒轉子的偏心和錐形設計最大限度地減少了對谷物的損傷。大直徑高性能脫粒轉子產生的巨大慣性有助于徹底分離物料，并且轉速低，能量消耗低，對谷物的摩擦損傷小。設備的維護運營成本低。

1.4 物料清選技術

設計二級清選裝置，可以徹底清潔物料，比一級清選裝置清潔效果好，具有損耗低、清潔效率高等特點；獨立螺旋輸送裝置采用坡度設計，防止顆粒橫向移動，確保物料清潔均勻；發動機風扇速度均勻，有助于提升物料清潔效果。

1.5 在線測產技術

谷物聯合收獲機在線測產技術應用先進的傳感器和計算機技術，可以實時監測收割過程中的谷物產量，提高農業生產效率。通過在收獲機上安裝傳感器和計算機系統，實時收集和處理收割過程中的數據，包括谷物濕度、質量、面積等信息，從而計算出每塊農田的產量。這些數據可以及時反饋給用戶，幫助其了解收割情況，及時調整作業計劃，提高收割效率，為農業生產提供科學的數據支持。

1.6 遠程遙控技術

通過遠程設備，如遙控器、智能手機或電腦，可以實時監控和調整聯合收獲機作業，可以遠程管理機器，并且在機器出現故障時可及時收到報警信息，及時進行故障處理，以免損壞機器。通常依賴于無線通信網絡，實現用戶與收獲機之間的信息傳輸和控制指令的發送。用戶可以通過遠程設備上的控制界面監控收獲機的狀態、調整作業參數，以及控制收獲機的移動和收割動作。遠程遙控技術可以提高收割作業的安全性，因為用戶可以在遠離危險區域的位置進行操作，減少了事故的風險。其次，可以提高作業效率，因為用戶可以更方便地調整和控制收獲機的作業速度和路徑，以適應不同的農田條件和作物狀況。遠程遙控技術還可以減輕用戶的勞動強度，提高工作的舒適性。

1.7 自動駕駛技術

谷物聯合收獲機自動駕駛技術結合GPS 定位、導航和控制等技術，使收獲機能夠在沒有人工干預的情況下自動完成收割作業。這種技術通常使用全球定位系統（GPS）來確定收獲機的位置，同時使用傳感器和攝像頭等設備來感知周圍環境，如農作物的情況、地形和障礙物等。通過處理這些信息，自動駕駛系統可以規劃出最優的收割路徑，并控制收獲機沿著路徑自動行駛和收割。自動駕駛技術的應用可以顯著提高收獲機的作業效率和精度，減少人工操作和人力成本，同時也可以降低收割過程中的損失和浪費。還可以改善工作環境，減輕用戶的勞動強度，提高農業生產的安全性和可持續性。

2 代表產品與技術特征

2.1 約翰迪爾X 系列谷物聯合收獲機

約翰迪爾X 系列谷物聯合收獲機產品如圖1 所示，技術參數如表1 所示。

2.2 凱斯AXIAL-FLOW 4000 系列谷物聯合收獲機

凱斯AXIAL-FLOW 4000 系列谷物聯合收獲機如圖2 所示，技術參數如表2 所示。

2.3 科樂收LEXION 系列谷物聯合收獲機

科樂收LEXION 系列谷物聯合收獲機如圖3 所示，技術參數如表3 所示。

2.4 技術特征

除上述3 個品牌外，還有意紐荷蘭、麥賽福格森、芬特等大型谷物聯合收獲機品牌產品技術也較先進。無論是哪種國際品牌，在收割技術方面都有自己的特色，但也具有一些共性特點[6-10]。

（1）高效性。設計精良，能夠在短時間內完成大量谷物的收割工作。高效的切割和傳送系統確保谷物能夠快速、順暢地從田地收獲到糧箱中。

（2）大容量。聯合收獲機通常配備有大容量的糧箱，可以減少在收割過程中因頻繁卸載而浪費的時間。

（3）通用性。許多國外聯合收獲機能夠適應多種谷物的收割，如小麥、大麥、玉米等。通過簡單的調整或更換部件，這些機器可以輕松地從收割一種谷物切換到另一種。

（4）先進性。國外聯合收獲機往往采用先進的技術，如精確導航系統、自動化控制系統和傳感器技術。這些技術可以提高收獲精度，減少收獲損失，并提高工作效率。

（5）舒適性。用戶舒適性也是設計考慮的重要因素。聯合收獲機通常配備有舒適的座椅、空調和隔音設備，提供更加舒適的工作環境。

（6）耐用性。精心設計和制造，以承受長時間的使用和惡劣的田間條件。高質量的材料和嚴格的制造工藝確保了其耐用性和可靠性。

3 技術發展趨勢

（1）自動化與智能化。隨著傳感器、人工智能和機器學習技術的發展，收獲機正在變得越來越自動化和智能化。這包括自動駕駛技術、作物收獲過程的自動監控和調節，以及數據分析，以優化工作效率和減少資源浪費。

（2）提高效率與減少損耗。通過改進機械設計和優化作業流程，新型收獲機力求在更短的時間內處理更多的谷物，同時減少作物損失和損耗。這可以通過改進切割裝置、輸送系統或者分離技術來實現。

（3）環境適應性。新一代收獲機能夠適應不同地形和作物條件，包括作物濕度較高和不平坦地面，以確保在多樣化的環境中保持高效率和低損耗收割。

（4）精準農業。集成GPS 和地塊映射技術使得收獲機能夠進行精準作業，準確記錄收割區域和作物產量，用戶可以更好地管理和預測產量。

（5）可持續性。隨著對環保的關注不斷提高，新型收獲機更注重燃油效率和減少排放，使用更清潔的發動機技術或電動驅動系統。

（6）用戶友好性。操作界面和用戶體驗的改進使得機器更加易于操作，減輕勞動強度，同時提高工作精度和安全性。

（7）多功能性與模塊化設計。為了適應不同的農業需求，新型聯合收獲機設計越來越多功能，可以通過更換不同的組件和附件，以適應不同類型的作物和作業。

（8）數據管理與連接性。越來越多地配備了互聯網連接功能，可以實時傳輸工作數據到農場管理系統，實現更好的作業監控和數據分析。

4 結束語

隨著農機科技的不斷進步，國外谷物聯合收獲機技術已經取得顯著成果，不僅在提高作業效率、降低勞動強度方面表現出色，還在智能化、精準化農業發展中扮演越來越重要的角色。這些先進技術的應用不僅優化了農業生產流程，還為全球糧食安全提供了有力保障。國內現有谷物聯合收獲機與國外先進機型相比，在性能指標和可靠性方面還存在一定差距，需要科研人員的持續努力和技術創新，逐步縮小與發達國家的技術差距，促進我國谷物聯合收獲機技術快速發展。

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