一種輕簡型附子機(jī)械化收獲裝置初探*

蔣輝霞 李光輝 萬先起 羅俊

四川省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川成都

附子具有回陽救逆、補(bǔ)火助陽、散寒止痛的功效，用于亡陽虛脫、肢冷脈微、心陽不足、胸痹心痛、虛寒吐瀉、脘腹冷痛，分布于我國四川、陜西、貴州、湖南、湖北、甘肅、云南、廣西、江西、安徽等地。傳統(tǒng)的附子收獲以人工方式為主，收獲效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，大量青壯年勞動(dòng)力外出務(wù)工，這種由于收獲期較短等因素導(dǎo)致的用工量較大的勞動(dòng)密集型作業(yè)方式遇到了勞動(dòng)力急劇短缺的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)問題，亟需解決。本文根據(jù)上述問題，在綜合考慮了四川丘陵地區(qū)附子種植地塊較小、種植戶操作實(shí)用性等方面的情況下，進(jìn)行了一種輕簡型附子機(jī)械化收獲裝置初探。

1 方案初探

附子機(jī)械化收獲裝置主要由動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、行走裝置、挖掘裝置和操縱裝置組成。

1.1 動(dòng)力裝置

1.1.1 動(dòng)力輸出方式

根據(jù)挖掘作業(yè)需要瞬時(shí)提供較大的輸出動(dòng)力、移動(dòng)作業(yè)的特點(diǎn)和行走需要持續(xù)提供克服較大的地面阻力及自身重量的動(dòng)力需求特性，綜合確定采用合適的動(dòng)力輸出方式。

1.1.2 動(dòng)力配置參數(shù)

根據(jù)挖掘裝置挖掘深度、入土角度等，確定作業(yè)動(dòng)力功率需求；根據(jù)行走裝置的寬度、行走方式、行走速度等，確定行走動(dòng)力功率需求；再結(jié)合作業(yè)時(shí)間、作業(yè)效率等，綜合確定總動(dòng)力功率配置參數(shù)。

1.2 傳動(dòng)裝置

1.2.1 傳動(dòng)方式

動(dòng)力裝置通過傳動(dòng)裝置將作業(yè)、行走等所需動(dòng)力傳遞給相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，根據(jù)挖掘和行走的作業(yè)、行走方式，綜合采用變速箱齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)等方式。

1.2.2 傳動(dòng)配置參數(shù)

根據(jù)挖掘質(zhì)量和行走速度等功能要求，綜合確定挖掘和行走傳動(dòng)變比等參數(shù)配置，滿足裝置連續(xù)作業(yè)對動(dòng)力高效可靠傳動(dòng)的需求。

1.3 行走裝置

1.3.1 行走裝置寬度

根據(jù)附子行距種植要求，根據(jù)收獲期長短、作業(yè)效率要求、動(dòng)力配置大小等，因地制宜確定適宜的行走裝置寬度。

1.3.2 行走方式

根據(jù)附子土壤類型、土壤黏度、收獲期的氣候條件、種植地塊起壟高度、深度、溝寬等綜合分析，采用輪式行走方式。

1.3.3 行走速度

根據(jù)附子收獲對行走平穩(wěn)、重心穩(wěn)定等安全性指標(biāo)和對收凈率、破損率等技術(shù)性指標(biāo)的要求，結(jié)合種植區(qū)域的地塊大小、坡度范圍，確定適宜的安全行走速度，既滿足生產(chǎn)效率需求，又確保安全可靠運(yùn)行。

1.4 挖掘裝置

1.4.1 挖掘深度

挖掘深度按照附子土壤下深度主要分布范圍、收獲裝置收凈率、破損率等技術(shù)性能指標(biāo)及安全性能指標(biāo)要求等綜合考慮確定。

1.4.2 入土角度

入土角度對附子收獲質(zhì)量、整機(jī)配套功率等均會(huì)產(chǎn)生影響，按照附子種植土壤類型、入土阻力大小等綜合考慮確定。

1.4.3 挖掘裝置長度

挖掘裝置長度應(yīng)滿足能將挖掘出來的附子和泥土進(jìn)行初步分離的要求，過長不利于整機(jī)重心的穩(wěn)定，過短不利于附子和泥土的分離，根據(jù)作業(yè)效果反復(fù)試驗(yàn)確定適合的長度。

1.5 操縱裝置

1.5.1 操作方式

立足四川丘陵地區(qū)附子種植地塊較小、主要使用者和操作者為附子種植戶，該裝置的操縱要方便、簡單，且在一行附子收獲完成切換到另一行收獲時(shí)，要易于調(diào)整方向，轉(zhuǎn)向要靈活、連續(xù)且轉(zhuǎn)彎半徑要小。鑒于上述情況，本文操縱裝置采用手扶式。

1.5.2 操作桿長度

操縱桿長度綜合考慮操作的省力性、安全性，轉(zhuǎn)向的靈活性，挖掘裝置的長度等因素合理確定。

輕簡型附子機(jī)械化收獲裝置三維示意圖如圖1所示。

2 裝置特點(diǎn)

本裝置是在附子種植區(qū)域進(jìn)行實(shí)地調(diào)研基礎(chǔ)上，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際生產(chǎn)需求而進(jìn)行的初步探索，具有以下特點(diǎn)。

1）結(jié)構(gòu)緊湊。本裝置按照作業(yè)和行走需求，將各組成部分在滿足重心穩(wěn)定的情況下進(jìn)行合理布局，極大地減小了裝置體積，轉(zhuǎn)彎靈活。

2）適用性強(qiáng)。本裝置采用輕簡型設(shè)計(jì)，作業(yè)效率和挖掘質(zhì)量能較好滿足收獲期的時(shí)間需求，有效突破了丘陵地區(qū)附子種植地塊較小的限制，適用范圍較廣。

3）安全性高。立足于普通附子種植戶的操作水平，采用手扶式設(shè)計(jì)，操作人員能很好控制其行走速度，進(jìn)行移動(dòng)挖掘作業(yè)，安全性高且操作簡便。

圖1 輕簡型附子機(jī)械化收獲裝置三維示意圖

3 結(jié)束語

本文以提高附子收獲效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，解決附子收獲勞動(dòng)力短缺的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)問題為出發(fā)點(diǎn)，以四川丘陵地區(qū)附子種植地塊較小、種植戶容易接受和易于操作的機(jī)械化裝置需求為約束邊界條件，進(jìn)行了一種輕簡型附子機(jī)械化收獲裝置初探，以期為有效解決附子生產(chǎn)收獲環(huán)節(jié)的用工、效率等方面的問題提供參考和借鑒。