新技術(shù)在甘蔗聯(lián)合收割機(jī)上的應(yīng)用

袁紫運(yùn)

摘要：我國甘蔗種植業(yè)主要分布在南方地區(qū)的廣西、云南、廣東、海南等地。長期以來我國甘蔗種植收獲機(jī)械化程度低，導(dǎo)致甘蔗生產(chǎn)成本增加，其中甘蔗在收獲期耗費(fèi)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(yīng)用新技術(shù)加快甘蔗收獲機(jī)械化發(fā)展，緩解勞動力，降低甘蔗生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：新技術(shù);甘蔗聯(lián)合收割機(jī);應(yīng)用

前言：中國是世界第三大蔗糖生產(chǎn)國，早在2010年種植面積就已經(jīng)達(dá)到了16萬平方公里，在2008/2009年甘蔗產(chǎn)量約1.1億噸，糖產(chǎn)量為1350萬噸。在國外，甘蔗的收獲基本上已經(jīng)機(jī)械化。在中國，甘蔗收獲還是主要以人工收獲為主、勞動強(qiáng)度大、生產(chǎn)成本高、甘蔗收割成本約占甘蔗價(jià)格的1/4。隨著中國加入世貿(mào)組織，中國的制糖業(yè)由于成本高昂而逐漸受到國外的擠壓。甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展，對提高我國蔗糖業(yè)的競爭力，大幅度提高勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、甘蔗收割機(jī)種類

目前我國甘蔗收獲機(jī)主要有切斷式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)和整桿式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)兩類。該切斷式甘蔗聯(lián)合收割機(jī)的工作一般是切稍、扶蔗、割根、喂入、切斷、吹風(fēng)和采收，主要優(yōu)點(diǎn)是操作效率高、功能齊全、收集方便和適應(yīng)性強(qiáng)。雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)，切斷的甘蔗必須在16小時內(nèi)送到糖廠加工，否則糖分容易損失和變質(zhì)。而整桿式甘蔗收獲機(jī)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(jī)的工作一般是切稍、扶蔗、割根、喂入、剝?nèi)~、分葉和采收甘蔗。其中剝?nèi)~干凈程度直接影響到收割效果和剝?nèi)~機(jī)構(gòu)耐用度以及后期維護(hù)成本，而收集整桿甘蔗勢必會加大收獲機(jī)后部的集蔗斗導(dǎo)致整機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。但得益于制糖工藝、糖廠管理系統(tǒng)等方面的影響，未來甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)發(fā)展將以整桿式甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)為主。

二、應(yīng)用技術(shù)與發(fā)展前景

（一）液壓傳輸技術(shù)

甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)有多種工作機(jī)構(gòu)，各工作機(jī)構(gòu)分布在整機(jī)的各個功能系統(tǒng)中。如果采用傳統(tǒng)的齒輪、鏈條、皮帶傳動方式來實(shí)現(xiàn)這些機(jī)械動作一方面機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，潛在故障也較多。另一方面，甘蔗收獲機(jī)的可靠性會降低，難以保證其正常運(yùn)行。液壓傳動具有傳動力強(qiáng)、傳動平穩(wěn)、轉(zhuǎn)矩大、實(shí)現(xiàn)長距離傳動、易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。將該技術(shù)應(yīng)用于甘蔗聯(lián)合收割機(jī)有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，簡化收割機(jī)的結(jié)構(gòu)有利于各工作部件之間的功率分配、節(jié)拍集成和優(yōu)化，提高整機(jī)可靠性;第二，采用液壓行走驅(qū)動裝置能實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)無級調(diào)速，提高步行驅(qū)動系統(tǒng)的性能;第三，液壓控制使收獲機(jī)的操縱變得更方便、更省力，無論是離合器、轉(zhuǎn)向器、制動器、差速鎖、變速箱等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，都可以通過操縱力極小的手柄、按紐、開關(guān)、轉(zhuǎn)向盤等進(jìn)行操縱。

（二）PLC控制應(yīng)用技術(shù)

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。與傳統(tǒng)的控制方式不同，PLC技術(shù)結(jié)合了現(xiàn)代信息技術(shù)，主要由電源、存儲器、輸出輸入數(shù)據(jù)鏈接口、內(nèi)部編程器、外部擴(kuò)展槽5部分組成，通過數(shù)據(jù)連接將各個部分形成一個完整的系統(tǒng)，并且形成相應(yīng)的制動方案。它具有控制系統(tǒng)電路簡單、體積小、功耗低、速度快、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

甘蔗聯(lián)合收割機(jī)在收獲過程中要完成許多動作，工況復(fù)雜多變，需要對各作業(yè)部件進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，使其處于最佳參數(shù)狀態(tài)。應(yīng)用PLC技術(shù)預(yù)先為甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)編程輸入CPU來控制各種電磁閥門的移動，從而實(shí)現(xiàn)自動控制各種功能和動作。

（三）傳感器應(yīng)用技術(shù)

傳感器是一種檢測裝置，用于感知被測量的信息，并根據(jù)一定的規(guī)則將被檢測信息轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的第一環(huán)節(jié)。將傳感技術(shù)應(yīng)用于甘蔗聯(lián)合收割機(jī)可以提高其工作性能。第一，檢測切割甘蔗根的高度。甘蔗聯(lián)合收割機(jī)在收獲過程中必須隨時調(diào)整砍伐高度。由于土地不是很平坦，可以為甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)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(zhuǎn)換為電信號，再傳輸回計(jì)算機(jī)CPU控制中心，在進(jìn)行比較后該中心將電信號發(fā)送到液壓系統(tǒng)中驅(qū)動電磁閥門運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)自動控制。第二，檢測液壓管路的泄漏。由于甘蔗聯(lián)合收割機(jī)的工作環(huán)境惡劣，管道容易老化，當(dāng)管道破裂泄漏液壓油時，司機(jī)很難發(fā)現(xiàn)，如果不及時關(guān)閉發(fā)動機(jī)，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(dāng)管道泄漏液位發(fā)生變化時，傳感器快速感應(yīng)發(fā)出信號傳回駕駛室儀表顯示，提醒司機(jī)液壓系統(tǒng)有異?；蜃詣忧袛嘤捅霉ぷ鳌５谌?，檢測液壓油溫變化，同樣給甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)加裝油溫傳感器來檢測液壓系統(tǒng)中各管路油溫，當(dāng)檢測到某部位油溫偏高時，油溫傳感器也將快速發(fā)出信號傳回駕駛室儀表上，提醒司機(jī)需要停機(jī)檢查該部分是否存在故障。

（四）GPS應(yīng)用技術(shù)

GPS是一種以人造地球衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無線電導(dǎo)航的定位系統(tǒng)，它在全球任何地方以及近地空間都能夠提供準(zhǔn)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(yīng)用在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。通過在甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)應(yīng)用GPS技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)當(dāng)前位置、行駛路線、行駛速度等運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，另外GPS還可以根據(jù)甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)行駛軌跡對作業(yè)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。未來GPS技術(shù)還將在甘蔗聯(lián)合收獲機(jī)無人駕駛和遠(yuǎn)程控制上發(fā)揮著舉足輕重的作用，真正意義上實(shí)現(xiàn)了甘蔗收獲機(jī)械智能化。

結(jié)語：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和新技術(shù)的出現(xiàn)，甘蔗聯(lián)合收割機(jī)將朝著功能完備、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、性能優(yōu)良、效率高、智能化的方向發(fā)展。利用各種先進(jìn)技術(shù)研制新一代甘蔗聯(lián)合收割機(jī)是今后一個重要的研究課題。因此，為了推動我國甘蔗聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)人員必須要不斷的努力，從而提高其收割效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳遠(yuǎn)玲，梁 式，李尚平，宋 江. 甘蔗聯(lián)合收割機(jī)及其液壓技術(shù)應(yīng)用[J]. 流體傳動與控制，2005，（3）：19- 21.

[2]李明峰，馮寶紅，劉三枝. GPS 定位技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京：國防工業(yè)出版，2006.

[3]田瑞庭. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

[4]孟立凡，藍(lán)金輝.傳感器原理與應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007.