煙草打頂抑芽機的研究進展

吳志男 榮銘銘 李衛(wèi) 黃玉祥 杜興華

1、西北農林科技大學 2、中國煙草總公司陜西省公司

前言

煙草是全球重要的經濟作物之一，在其種植過程中，打頂和抑芽是至關重要的環(huán)節(jié)，直接影響到煙草植株的生長和品質[1]。傳統(tǒng)的打頂和抑芽工作由人工進行，不僅費時費力，勞動強度大，而且容易造成煙葉的損傷和浪費[2]。隨著農民對煙草產量及質量要求的提高，中國煙草生產急需進入全程、全面機械化[3]。本文旨在根據打頂抑芽裝置的結構設計以及動力系統(tǒng)分類，進行分析目前煙草打頂抑芽技術的研究進展，闡述煙草打頂抑芽技術的發(fā)展前景，來促進煙草生產的現代化、智能化和機械化水平的提升，以及煙草行業(yè)的發(fā)展和生產質量的提高。

1 便攜式打頂抑芽裝備

便攜式煙草打頂抑芽是一種利用機械設備輔助對煙葉進行管理和修剪的技術，在煙草種植和穩(wěn)產增收方面有重要作用。與傳統(tǒng)的手工打頂抑芽方式相比，便攜式煙草打頂抑芽機械效率更高、效果更佳、成本更低，大大提高了烤煙的生產效益[4]。因此，便攜式煙草打頂抑芽機械已經成為打頂抑芽的重要手段之一，得到廣泛應用[5]。

1.1 一種輕便式煙草打頂抑芽機

韓小斌等[5]針對解決我國西南地區(qū)大面積種植煙草所需的自動化打頂抑芽作業(yè)的問題，提出如圖1 所示采用輕便式煙草打頂剪切機構，利用電動機驅動的方案，經過計算和試驗確定參數和選用電動機的參數。該機構不僅結構簡單、容易攜帶，而且能夠可靠的完成相應的打頂抑芽作業(yè)。

圖1 輕便式煙草打頂抑芽機結構示意圖

1.2 一種手持式電動煙草打頂抑芽系統(tǒng)

杜毅鵬等[3]針對我國西南丘陵地區(qū)煙草種植中打頂抑芽的需求，設計了一種如圖2 所示的手持式電動煙草打頂抑芽系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過根據不同的信號對各個零部件進行控制，保證系統(tǒng)正常運行，從而實現打頂抑芽以及消毒等作業(yè)。

圖2 手持式電動煙草打頂抑芽系統(tǒng)結構示意圖

1.3 一種輕簡式煙草打頂抑芽機

夏志林等[3]設計了一種適合山地丘陵地區(qū)使用煙草打頂抑芽機，其結構如圖3 所示，該機器結合煙草稈的結構特點和人工打頂抑芽的步驟研制而成，該機構通過采用無刷直流電機驅動，配合單片機控制藥泵噴藥的位置和藥量，可以穩(wěn)定、可靠地完成打頂抑芽等煙草種植作業(yè)。

圖3 輕簡式煙草打頂抑芽機控制系統(tǒng)結構示意圖

1.4 一種電動煙草打頂抑芽機

針對西南地區(qū)地形復雜煙、草的打頂抑芽困難問題，許元珺等[7]設計了一種如圖4 所示電動煙草打頂抑芽機。該機器具有體積小、重量輕、便于攜帶等特點，適合西南丘陵地區(qū)的煙草打頂作業(yè)。通過將電動機與鋼絲繩相結合，實現了對煙株頂端莖稈的剪切和抑芽劑的噴灑。

圖4 電動煙草打頂抑芽機結構示意圖

2 自走式打頂抑芽裝備

隨著煙草行業(yè)的發(fā)展，實現煙草的機械化管理是不可阻擋的趨勢，自走式煙草打頂抑芽裝置作為一種高效的煙草栽培工具，未來發(fā)展?jié)摿Ψ浅４骩8]。部分自走式打頂抑芽機構如下所示：

2.1 夾持式煙草智能打頂機

范國強[9]設計了一種夾持式智能打頂機，用于解決現有打頂抑芽機難以實現煙花收集的問題，其總體結構如圖5 所示。該打頂機結構緊湊，功能豐富，通過識別煙草高度，配合打頂、抑芽、消毒、收集等系統(tǒng)，可以完成煙草收攏、夾持、切割、消毒、噴施和收集等各個環(huán)節(jié)。

圖5 煙草夾持式智能打頂機總體結構示意圖

2.2 3YDX- 3 型煙草打頂抑芽機

耿愛軍等[10]設計了一種如圖6 所示的新型的煙草打頂抑芽機—3YDX-3 型煙草打頂抑芽機，其集吹風、煙草高度識別、打頂抑芽和刀片消毒系統(tǒng)于一體，不僅能夠完成煙草打頂抑芽以及刀片消毒作業(yè)，還采用了機電一體化技術，對煙草高度進行精確識別、精準噴藥。

圖6 3YDX- 3 型煙草打頂抑芽機總體結構示意圖

2.3 一種上斜式煙草打頂機

李慧等[11]設計了一種煙草打頂機構、裝置及打頂機，如圖7 所示。這種打頂機由上斜式打頂刀、直線運動模組組成，上斜式打頂刀通過支撐座安裝于滑片一側，滑片另一側與直線運動模組固定，將切割下來的煙芽通過煙芽收集裝置進行回收，避免了打碎的煙芽掉落地表引起的污染問題。

圖7 上斜式打頂機

3 發(fā)展趨勢

煙草打頂抑芽機作為煙草生產中的重要設備，其發(fā)展方向應該是：

（1）提高自動化程度

未來的煙草打頂抑芽機應該具有更加智能化的控制系統(tǒng)和更加有效的傳感器，更好地感知環(huán)境和作物生長狀況，以便更好地實現煙草打頂。

（2）優(yōu)化結構設計，加強可靠性和穩(wěn)定性

未來的煙草打頂抑芽機應該進行結構設計的優(yōu)化，采用更加牢固的材料，使裝置在作業(yè)過程中更加穩(wěn)定，通過采用更先進的控制技術使裝置，使裝置在作業(yè)過程中更加可靠，使其更加輕便、高效、易于清潔和維護。

（3）推廣應用

在未來，應該進一步加強技術的宣傳普及，推動煙草打頂抑芽機在更多的煙草種植區(qū)推廣應用。

4 結語

對于便攜式和自走式兩種技術，應根據其各自的特點進行革新，根據具體實際情況選擇使用。對于便攜式打頂抑芽機，它有著便攜性強、操作簡單、維護容易、適用范圍廣等優(yōu)點，可以在丘陵山區(qū)小地塊的應用。而對于自走式打頂抑芽機，它能夠做到操作簡單、效率高、自動化程度高、能夠減少人工勞動強度，可應用于較大地塊的煙田。未來的自走式打頂抑芽機需要朝著自動化、多樣化、信息化、智能化的方向發(fā)展。