马铃薯收获机械现状与发展趋势

马铃薯收获机标准【最新版】目录一、马铃薯收获机的概述二、马铃薯收获机的结构与特点三、马铃薯收获机的使用范围与条件四、马铃薯收获机的质量评价技术规范五、马铃薯收获机的发展趋势与展望正文一、马铃薯收获机的概述马铃薯收获机是一种用于马铃薯收获的农业机械设备，它可以实现马铃薯的自动化收获，提高收获效率，降低劳动强度。

马铃薯收获机主要由收获装置、输送装置、升降装置和动力系统等组成，可以完成马铃薯的挖掘、切秧、分离升运和放铺集条等作业。

二、马铃薯收获机的结构与特点马铃薯收获机采用全悬挂双升运链式结构，与 80～120 马力带液压升降机构和后动力输出的轮式拖拉机配套使用。

该结构使得马铃薯收获机具有较高的适应性和灵活性，可以适应不同土壤条件和地形。

马铃薯收获机的主要特点包括：作业效率高、破损率低、运转轻快无震动、不堵草、漏土快、结构简洁、使用寿命长等。

三、马铃薯收获机的使用范围与条件马铃薯收获机主要适用于粘重土壤、黑钙土、砂壤土地区的马铃薯收获，适应土壤含水量在 25% 以下。

马铃薯收获机的工作幅宽为 1650mm，整机重量为1420kg，挖掘行数为 2，适应垄距为 800~900mm，挖掘深度为 150~350mm。

四、马铃薯收获机的质量评价技术规范《马铃薯收获机质量评价技术规范 (ny/t,648-2002)》是由农业部农业机械化管理司提出，全国农业机械标准化技术委员会农机化分技术委员会归口，黑龙江省农业机械试验鉴定站、黑龙江省勃农机械有限责任公司、黑龙江省海伦市农业机械厂起草制定的。

该规范主要起草人包括赵永涛、刘广明、王喜恒、陈治文、孟庆华、李金泽、赵文才等。

五、马铃薯收获机的发展趋势与展望随着农业机械化的不断发展，马铃薯收获机的需求将不断增加。

未来，马铃薯收获机将朝着更高效、环保、智能化的方向发展，以满足不断增长的农业生产需求。

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马铃薯收获机械的研究现状及其存在的问题摘要:马铃薯在一些国家是主要的粮食作物,在我国也广泛种植,但是由于马铃薯果实生长在地下,因此给收获带来一定难度,人工收获不仅效率低,劳动强度大,而且成本也高。

本文阐述了国内马铃薯收获机械的研究现状和存在的问题,并憧憬了未来马铃薯收获机的发展。

关键词:马铃薯收获机械挖掘铲明薯率马铃薯是世界上仅次于小麦、水稻、玉米的第四大粮食作物,原产于南美的安第斯山脉,目前已广泛种植于世界各地,我国是世界第一大马铃薯生产消费大国,在马铃薯产业发展中,机械装备特别是收获机械发挥着重要的作用,马铃薯收获机械的研制与推广,有力地推动马铃薯产业全面可持续发展,对确保粮食安全、促进农民增收、振兴农村区域经济具有重要的战略意义。

[1]而当前马铃薯收获劳动强度大、难度高,机械化收获水平不足20%,远低于国际70%的水平。

而人工收获作业会造成马铃薯单产水平低、产品质量差等问题,国内迫切需求价格合理、可靠性高的马铃薯收获机,满足日益发展的马铃薯产业需求。

[1]甘肃农业大学的李辉设计了一种小型分离轮式马铃薯挖掘机。

[2]李辉首先调研了我国马铃薯的种植模式,我国马铃薯种植模式是小行距平作与大行距垄作的形式共存,平作行距在40～55 cm之间,垄作在60～90 cm之间。

我国多数地区采用单行或双行高垄栽培的模式,一般垄高10～15 cm,垄距l00 cm左右,并且明确了马铃薯的收获要求,包括：挖掘深度、伤署率等,确定了设计的总体方案。

根据马铃薯收获机的主要参数、马铃薯的生产情况和收获要求,设计关键部件,包括：挖掘铲、分离器、机架和传动装置。

挖掘铲的设计参数主要是铲长、铲宽、栅条间距和入土角,分离器主要是确定分离指杆的长度及个数和分离轮的转速,传动部分链轮、齿轮的设计计算。

最后进行田间实验,并进行分析,实验表明该机对马铃薯的损伤率大,不能达到农业要求,平均损伤为6.53%。

[2]虽然实验验证该机器由于对马铃薯的损伤率大而不能作为马铃薯收获机械,但是李辉的设计方法和设计思想值得我们借鉴,可以基于这种研究方法而改进创新。

207行业交流国内外马铃薯收获机械发展现状及趋势李　震1　常　清1　刘继柱2　董小靖1（1.山东农业工程学院，济南 250100；2.山东省机械设计研究院，济南 250031）摘　要：分析国内外马铃薯收获机械的发展现状，将当前我国马铃薯收获机械现状与国外相比，客观地阐述国内外马铃薯收获机械未来的发展趋势，指出在农机与农艺紧密结合的基础上低损节能、智能化是马铃薯收获机械发展的必然趋势。

关键词：马铃薯；收获机械；薯土分离；破损率；智能化；节能Development Status and Trend of Domestic and Overseas Potato HarvestersLI Zhen1, CHANG Qing1, LIU Jizhu2, DONG Xiaojing1(1.Shandong Agricultural and Engineering University, Jinan 250100; 2.Shandong Machinery Design and Research Institute, Jinan 250031)Abstract: Compare the development status of potato harvesters at home and abroad by analyzing the development status of domestic and overseas potato harvesters, objectively state the future development trend of domestic and overseas potato harvesters, and conclude that the low loss, energy saving and intelligence is the inevitable trend for the development of potato harvesters with close combination of agricultural machinery and agricultural technology.Key words: potato; harvester; potato-soil separation; damage rate; intelligence; energy saving马铃薯耐干旱，适应性强，种植范围广。

第５１卷㊀第５期２０２３年５月㊀㊀林业机械与木工设备ＦＯＲＥＳＴＲＹＭＡＣＨＩＮＥＲＹ＆ＷＯＯＤＷＯＲＫＩＮＧＥＱＵＩＰＭＥＮＴＶｏｌ５１Ｎｏ.５Ｍａｙ.２０２３综㊀㊀述马铃薯种植机研究现状及发展趋势高全德ꎬ㊀高爱民∗ꎬ㊀孟养荣(甘肃农业大学机电工程学院ꎬ甘肃兰州７３００７０)摘㊀要:我国马铃薯种植地形复杂ꎬ种植模式差异大ꎬ随着种植面积逐年扩大ꎬ对于马铃薯种植机的要求也越来越高ꎮ总结了马铃薯种植机核心部件的工作原理和国内外马铃薯种植机的应用现状及研究进展ꎬ指出我国马铃薯种植机发展过程中存在的问题ꎬ分析我国马铃薯种植机的发展方向ꎬ以期为我国马铃薯种植机发展提供参考ꎮ关键词:马铃薯ꎻ种植机ꎻ现状中图分类号:Ｓ２２３㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:２０９５－２９５３(２０２３)０５－００１１－０４ＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｕｓＡｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄＯｆＰｏｔａｔｏＰｌａｎｔｅｒＧＡＯＱｕａｎ￣ｄｅꎬＧＡＯＡｉ￣ｍｉｎ∗ꎬＭＥＮＧＹａｎｇ￣ｒｏｎｇ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕ７３００７０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｔｅｒｒａｉｎｏｆＣｈｉｎａ'ｓｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇａｒａｂｌｅｌａｎｄｉｓｃｏｍｐｌｅｘꎬａｎｄｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇｍｏｄｅｉｓｖｅｒｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔꎬａｎｄａｓｔｈｅｐｌａｎｔｉｎｇａｒｅａｅｘｐａｎｄｓｙｅａｒｂｙｙｅａｒꎬｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓａｒｅｇｅｔｔｉｎｇｈｉｇｈｅｒａｎｄｈｉｇｈ￣ｅｒ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｃｏｒｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅꎬｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｅｒａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄꎬｐｏｉｎｔｓｏｕｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐ￣ｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｎＣｈｉｎａꎬａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｎＣｈｉｎａꎬｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｉｎＣｈｉｎａ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｏｔａｔｏꎻｐｌａｎｔｅｒｓꎻｓｔａｔｕｓｑｕｏ㊀㊀收稿日期:２０２３－０２－２４基金项目:甘肃省自然基金(２１ＪＲ７ＲＡ８１７)ꎻ甘肃省教育厅产业支撑项目(２０２１ＣＹＺＣ－３９)第一作者简介:高全德ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事农业机械设备研究ꎬＥ－ｍａｉｌ:１２１９３３４２２０＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ∗通讯作者:高爱民ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ硕士生导师ꎬ主要从事农业工程技术与装备研究ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｇａｏａｉｍｉｎ＠ｇｓａｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ马铃薯是一种全球性作物ꎬ用途广ꎬ产业结构链长ꎬ是全球第四大粮食作物[１]ꎮ它在不同气候条件下都可以种植ꎬ其生长周期比较短ꎬ产量高ꎮ我国是全世界马铃薯种植面积最大的国家[２]ꎮ我国马铃薯种植方式主要以人工或半机械化为主ꎬ机械化种植占比不足３０％ꎮ由于现在农村年轻人口外流ꎬ劳动力严重不足ꎬ加之人工作业效率低ꎬ马铃薯种植茬口短ꎬ严重制约了国内马铃薯产业的发展[３]ꎮ机械化种植相比人工种植效率可以至少提高三倍ꎬ节约成本ꎬ能够提高农户种植的积极性ꎮ因此ꎬ机械化播种是马铃薯大面积种植的前提ꎬ是马铃薯产业快速发展必不可少的环节ꎮ本文介绍了国内外典型马铃薯种植机及核心零部件的类型及工作原理ꎬ对各类机具作业特点进行分析总结ꎬ阐述了我国马铃薯种植机研究现状ꎬ指出我国与国外存在的差距ꎬ分析了我国马铃薯种植机的发展方向ꎮ林业机械与木工设备第５１卷１㊀马铃薯种植机类型马铃薯种植机的核心零部件是排种器ꎬ按排种器的类型分ꎬ马铃薯种植机主要有勺式㊁带式㊁针刺式㊁气吸式㊁转盘式五种类型ꎬ以勺式应用最广ꎮ１.１㊀勺式马铃薯种植机勺式马铃薯种植机根据排种装置驱动力的传输方式不同分为带传输和链传输ꎬ其工作原理是:地轮驱动传输链(带)通过种勺在种箱内取种ꎬ种箱呈倒三角形ꎬ薯种在重力的作用下ꎬ自动补充到种箱底端的取种区ꎬ在这个工作的过程中ꎬ为防薯种结拱ꎬ导致其不能自动补充到待取种区ꎬ在种箱中会有机械装置不断搅动薯种ꎬ或在种箱壁上装有震动装置使种箱壁不停震动ꎮ排种链(带)向上循环转动ꎬ带动种勺依次从取种区取种ꎬ取完种后为防止重播会有清种装置在向上运动的过程中自动清种ꎬ待种勺过了最高点后ꎬ由于重力的作用薯种会落到前一个种勺的背面ꎬ接着在导种管和种勺的共同支撑下ꎬ种薯继续向下运动ꎬ到达排种点之后ꎬ传动链(带)带动种勺向相反的方向运动以继续取种ꎬ薯种则失去支撑自动掉入种沟ꎬ完成一次排种ꎮ随着机具的前进ꎬ排种器有规律循环作业ꎮ带勺式排种器的优点是结构简单ꎬ维护方便ꎬ可以缓和冲击和振动ꎬ传动更平稳ꎬ容易添加振动装置去使用ꎮ缺点是皮带容易打滑ꎬ可靠性较低ꎮ链传动效率更高ꎬ株距也更准确ꎬ可以在不同工况下工作ꎬ更可靠ꎮ缺点是取种过程中对种薯的破坏力强ꎬ影响种薯的发芽出苗ꎮ勺式马铃薯种植机有:德国格瑞莫ＧＬ４２０㊁中机美诺１２４０㊁印度天鹅农业ＮＳＥＰＰＲ－２[４]ꎮ１.２㊀带式马铃薯种植机带式马铃薯种植机排种装置的工作原理是:种箱中的种薯经限流装置自动掉入传送带一端ꎬ传送带由数根皮带组成三组ꎬ四周都被围起来防止种薯掉落ꎬ中间一组由两根皮带组成ꎬ可以将种薯依次单个排列输送到排种区ꎬ跟另一个同步转动的橡胶滚轮夹持投入种沟ꎬ在运动的过程中多余的种薯从两边被反向运动的传送带运回到待取种区ꎬ在这个过程中两边较高的薯种不停往中央挤动补位ꎮ该机具取种效率高ꎬ对种薯的大小形状要求不高ꎮ目前采用该技术且具有代表性的种植机有英国斯坦登公司的芝诺２１及德国格瑞莫制造的ＧＢ系列机具ꎮ１.３㊀转盘式马铃薯种植机转盘式马铃薯种植机的核心部件排种器是一个圆形转盘ꎬ内部被隔板沿转盘一周分成小格挡ꎬ圆盘的上端完全开放ꎬ方便人工放种ꎬ底部留一个开口用于排种ꎮ作业时ꎬ由人工从种箱底端取种ꎬ放入排种器转盘的各个小格挡中ꎬ地轮驱动转盘转动ꎬ当转动至底部开口处ꎬ种薯在重力作用下掉入导种管ꎬ通过导种管排入种沟ꎮ这种机械化种植方式的优点是重播㊁漏播率极低ꎬ缺点是需要大量人力辅助作业ꎬ成本高ꎬ效率较低ꎮ意大利ＩＭＡＣ公司生产的ＰＰＳ－２Ｆ型转盘式马铃薯种植机是采用该技术的代表机具[５]ꎮ１.４㊀气吸式马铃薯种植机气吸式马铃薯种植机借助气压来完成播种工作ꎬ主要分为气吸式㊁气压式㊁气吹式和中央集排式等几种类型[６]ꎮ其工作原理是:气动装置在将薯种从种箱中取出时ꎬ使用高负压操作以吸附和保持薯种ꎬ多余的薯种会被相关的清理装置清除并再次返回种箱以备后用ꎬ剩余的薯种在合适的区域(无负压)释放并落入苗床ꎮ气动式装置具有对薯种损坏率低㊁对不同大小和形状的薯种适应性强㊁操作速度快等优点ꎮ例如ꎬ美国克拉里洛克伍德６０６型气力式马铃薯种植机ꎬ是采用该技术的具有代表性的种植机ꎮ１.５㊀针刺式马铃薯种植机针刺式马铃薯种植机排种器的工作原理是:取种圆盘外侧周围等距分布跟圆周相切的针刺ꎬ地轮驱动取种圆盘转动ꎬ当转至取种区时ꎬ针刺扎取一个马铃薯种ꎬ接着转动至投种区时ꎬ拨出刺针ꎬ薯种自然脱落ꎬ完成一次作业[７]ꎮ这种排种的优势是种薯的形状和大小对种植的均匀度没有影响ꎬ效率也高ꎮ短板是在取种的过程种扎伤了种薯ꎬ容易发生病菌相互感染ꎬ严重影响出苗ꎬ应用较少ꎮ针刺技术与装备的研究主要集中在美国ꎬ２０世纪申请了多项以针刺研发为中心的技术发明专利ꎬ典型型号是Ｌｏｃｋｗｏｏｄ６２００系列播种机[８]ꎮ２㊀国外研究现状２０世纪初ꎬ西方发达国家开始大量种植马铃薯ꎬ逐渐出现辅助人工种植的机械农具ꎬ结构相对简单ꎬ２１第５期高全德ꎬ等:马铃薯种植机研究现状及发展趋势降低了工人劳动强度ꎮ发展到３０年代末ꎬ出现了可以完全替代人工种植马铃薯的机械ꎮ５０年代初ꎬ逐步出现自动化播种的大型机械ꎮ随着马铃薯种植产业链的完善ꎬ国外马铃薯种植机逐步开始向智能化发展ꎬ整机的作业效率㊁播种质量都大幅提升ꎮ英国斯坦登公司研发的ＳＰ系列马铃薯种植机ꎬ一次作业可以完成２~１２行播种ꎬ同时完成施肥㊁起垄等配套作业[９]ꎮ美国Ｃｒａｒｙ公司研发生产的Ｌｏｃｋｗｏｏｄ６００系列气吸式马铃薯种植机ꎬ有Ｌｏｃｋｗｏｏｄ６０４㊁６０６㊁６０８等３种型号ꎬ该系列种植机采用负压吸种方式ꎬ排种器使用不锈钢臂的柔性聚氨酯真空杯ꎬ既可以选用整薯也可以是切块薯ꎬ可在保持种子放置精度的同时提高播种速度[１０]ꎮ其采用拖拉机牵引式ꎬ配套马力分别为１４０㊁１８０㊁２２５匹ꎬ播种行数分别为４㊁６㊁８行ꎬ并使用雷达控制的液压驱动控制更精确的播种距离ꎬ在机具轮轴上配备ＧＰＳ导航系统ꎮ德国格瑞莫公司的ＧＬ系列勺式马铃薯播种机对种薯的形状要求不高ꎬ种箱最大容量为６ｔꎬ可选用倾斜式种箱ꎬ液压系统调节种箱倾斜度ꎬ保证薯种的及时补充ꎬ同时配备传感器和智能控制系统以保证投放到每个播种单元的薯种是等量的ꎬ控制终端都安装在驾驶室ꎬ方便驾驶员及时操控ꎬ用户可以根据自己的需求选装智能控制系统ꎮ驾驶室还配备开沟器的控制终端ꎬ可以根据需求随时调整开沟的深度和形状ꎮ其中该系列最大的机型ＧＬ８６０Ｃｏｍｐａｃｔａ机身可以折叠ꎬ既可以满足大型作业ꎬ又方便灵活转移ꎬ同时采用模块化设计ꎬ可以满足不同需求的作业ꎬ适应性强[１１]ꎮ３㊀国内研究现状我国马铃薯种植面积和总产量都居世界首位ꎬ但在２０世纪５０年代末才开始马铃薯种植机械的研究ꎬ起步较晚ꎮ由于受气候环境㊁耕地地形㊁种植模式等多种因素影响ꎬ我国不能完全引进国外技术[１２]ꎮ目前ꎬ我国主要以勺式中小型马铃薯种植机为主ꎮ青岛洪珠２ＣＭ－４马铃薯种植机ꎬ播种行数为４行ꎬ株距可调ꎬ对取种㊁排种系统做了突破性改进ꎬ具有单粒取种㊁等株距排种㊁取种破损率低等优点[１３]ꎮ中机美诺１２４０Ａ马铃薯种植机适用于大田联合播种作业ꎬ播种效率高ꎬ种植效率为８０００~１２０００ｍ２/ｈꎮ为牵引式配备液压系统可以阻断地轮驱动力ꎬ方便田间地头倒车调头ꎮ株距㊁施肥量可调ꎬ使用双圆盘开沟器开沟播种ꎬ圆盘两侧施肥ꎬ避免了化肥烧苗的问题ꎬ提高了出苗率[１４]ꎮ山东希成２ＣＭ－４Ｂ马铃薯种植机ꎬ播种单元采用了具有自主知识产权的 碗勺 式排种装置和振动㊁晃动㊁链条张紧机构ꎬ实现了无需借助人工而达到精量播种ꎮ其种植深度控制采用单体限深仿形机构ꎬ解决了因地域㊁土质等因素而造成的播种深度不均的问题ꎬ提高了播深稳定性[１５]ꎮ该马铃薯种植机突破固有的模式ꎬ具有圆盘式扶垄器ꎬ应用范围得到了扩大ꎬ垄形控制更多样ꎬ能够满足不同的农艺要求ꎮ将种薯碗设计成三种不同大小的可更换式种薯碗ꎬ交错等间距地排列安装于排种器薯种带上ꎬ碗勺的背面设有翻边ꎬ使其适应种薯的范围得到了扩大[１６]ꎮ黑龙江省农业机械工程科学研究院杨金砖[１７]研制的２ＣＭＦ－４型牵引式马铃薯种植机ꎬ使用液压系统控制地轮运动和种箱的倾斜角ꎬ设计了仿形圆盘及开沟器ꎬ方便随时控制播种深度的一致ꎬ设计了导种㊁清种结构ꎬ降低了重播㊁漏播率ꎮ甘肃农业大学孙伟[１８]等设计了膜上打孔马铃薯种植机ꎬ该机具主要针对西北干旱地区提前起垄铺膜的种植方式ꎬ设计了双曲柄多杆成穴机构进行膜上穴播作业ꎬ首先通过勺链式排种器将薯种在成穴器运动的过程中排入其接种杯中ꎬ然后再由侧开式排种机构完成种植ꎬ最后由跨越式提土装置进行覆土ꎮ青岛农业大学郭栋[１９]等设计了２ＣＭ－ＳＦ马铃薯播种机ꎬ由手扶拖拉机牵引ꎬ体积小ꎬ作业灵活ꎬ适用于丘陵山区小地块作业ꎬ可以实现开沟㊁播种㊁施肥及起垄等功能ꎮ同时可以根据农户的需求ꎬ调整起垄的宽度和垄面的高度ꎬ提高了适用性ꎮ华中农业大学段宏兵[２０]等设计了一种三角链半杯勺式马铃薯播种机ꎬ对排种器进行了优化ꎬ首先增大了半杯勺的结构尺寸ꎬ取种性能更可靠ꎬ其次在排种器的顶端增加了一段水平清种区ꎬ在种勺水平运动的过程中ꎬ多余种薯在重力的作用下又回到种箱ꎬ降低了重播㊁漏播率ꎮ牛康[２１]等设计了一套漏种检测㊁自补系统ꎬ可以实现漏种检测及补种ꎬ且补种株距精确ꎬ有效降低了漏播率ꎮ４㊀我国马铃薯种植机发展过程存在的问题㊀㊀(１)生产效率低ꎮ我国马铃薯种植机以中小型３１林业机械与木工设备第５１卷为主ꎬ发展参差不齐ꎬ高新技术产品少ꎬ对比国外马铃薯种植机存在较大差距ꎮ(２)可靠性和播种质量低ꎮ由于我国马铃薯种植产业不成熟ꎬ薯种以切块薯为主ꎬ对排种装置要求较高ꎬ不能实现精量播种ꎬ漏播检测及自动补种系统还处于研究试验阶段ꎬ不能在田间复杂工作环境下应用ꎮ(３)农机农艺融合差ꎮ受气候环境㊁地形条件和土地规模等因素限制ꎬ我国马铃薯种植模式差异大ꎬ缺少配套的联合作业马铃薯种植机ꎮ５㊀发展展望(１)针对马铃薯种植机播种质量差和作业不稳定问题ꎬ加强对关键技术的研究ꎬ同时将目前的制造新技术㊁新工艺运用到关键零部件的制造中ꎬ提高马铃薯种植机的稳定性和可靠性ꎬ以实现精量播种ꎮ(２)根据我国的地理条件及农艺要求研究不同类型的马铃薯种植机ꎬ针对小地块㊁梯田山地或丘陵地区ꎬ加快实现马铃薯全过程机械化的中小型机械研发ꎬ同时研究适用于大面积作业的大型机ꎬ提高机具的适用性ꎮ(３)提高马铃薯种植机的自动化和智能化水平是未来的发展重点ꎬ集液压㊁电控㊁导航㊁智能检测等于一体ꎬ数字技术的应用将成为提高播种质量和作业效率关键组成部分ꎮ一些发达国家已经开始使用这些技术ꎬ未来国内马铃薯种植机也将逐步向这个方向发展ꎮ参考文献:[１]㊀杨小刚ꎬ王艳红ꎬ魏阳ꎬ等.我国马铃薯生产与发达国家对比[Ｊ].农业工程ꎬ２０１４ꎬ４(４):１７８－１８０＋１８５.[２]㊀谢从华.马铃薯产业的现状与发展[Ｊ].华中农业大学学报(社会科学版)ꎬ２０１２(１):１－４.[３]㊀刘文政ꎬ何进ꎬ李学强ꎬ等.马铃薯播种机具研究进展[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１８ꎬ４０(４):７－１３.[４]㊀政东红ꎬ陈伟ꎬ杜文亮ꎬ等.勺式排种技术及其排种均匀性的研究分析[Ｊ].农机化研究ꎬ２０１６ꎬ３８(７):１０６－１０９. 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0引言马铃薯是一种广泛种植的粮食作物和经济作物，具有生长期短、适应性强、产量高、用途广、产业链长且加工增值潜力大等优点，被誉为21世纪十大热门营养健康食品和最有发展前景的经济作物之一[1]。

马铃薯除可食用外，还用于蔬菜、饲料和工业原料[2]。

目前马铃薯是世界上仅次于小麦、水稻和玉米的第四大粮食作物，在中国是仅次于水稻、玉米、小麦与大豆的第五大粮食作物[3]。

2012年中国马铃薯种植面积521万hm 2，总产量8154万t ，单产15.7t/hm 2，产量占世界马铃薯总产量的1/4[4]，预计到2015年全国马铃薯种植面积将达到800万hm 2。

随着市场经济快速发展和农业产业结构的深入调整，马铃薯及衍生产品所形成的经济产业链将进一步向规模化和产业化方向发展[5]。

马铃薯种植过程中，收获环节的用工量占其整个种植周期总用工量的半数以上[6]，马铃薯机械化收获技术水平是直接影响马铃薯单产水平和品质的关键因素[7]。

随着马铃薯向规模化种植的发展，农民要求机基金项目：河南省科技厅项目“农作物粗茎秆切断过程及刀具-茎秆摩擦机理研究”(132300410152)；河南省烟草局郑州市公司“丘陵山区烟田专用动力机械及配套机具开发”(20110622)；河南省教育厅项目“拔杆粉碎联合作业机具研究与开发”(142107000041)。

第一作者简介：刘剑君，男，1972年出生，助农师，研究方向为烟叶分级。

通信地址：450001河南省烟草公司郑州分公司，E-mail ：yanye-zz@ 。

通讯作者：贺智涛，男，1979年出生，讲师，博士研究生，研究方向为智能化农业机械装备。

通信地址：471003河南省洛阳市涧西区西苑路48号（河南科技大学西苑校区），E-mail ：hezt79@ 。

收稿日期：2014-04-11，修回日期：2014-06-24。

马铃薯收获机械现状与发展趋势刘剑君1，邓明俐2，贾世通2，贺智涛2（1河南省烟草公司郑州市分公司，郑州450001；2河南科技大学农业工程学院，河南洛阳471003）摘要：马铃薯是中国主要的农作物之一，种植面积大，产量高，适应性强，在食品和工业领域都具有非常高的经济价值和实用价值，因此马铃薯的生产具有很大的市场前景，收获马铃薯便成为一项重要的任务。

第５１卷㊀第８期２０２３年８月㊀㊀林业机械与木工设备ＦＯＲＥＳＴＲＹＭＡＣＨＩＮＥＲＹ＆ＷＯＯＤＷＯＲＫＩＮＧＥＱＵＩＰＭＥＮＴＶｏｌ５１Ｎｏ.８Ａｕｇ.２０２３综㊀㊀述马铃薯收获机现状及发展趋势王淑红ꎬ㊀高爱民∗ꎬ㊀孟养荣ꎬ㊀刘鹏霞(甘肃农业大学机电工程学院ꎬ甘肃兰州７３００７０)摘㊀要:随着我国马铃薯种植面积的不断增加ꎬ使得马铃薯收获环节劳动强度增大ꎬ同时由于农村劳动力的短缺ꎬ导致人工成本高昂ꎬ传统的马铃薯收获方式已经不能满足实际需求ꎬ对马铃薯机械化收获的需求变得越来越强烈ꎮ从国内外的马铃薯收获机发展现状入手ꎬ阐述了马铃薯机械收获的重要性ꎬ分析了收获机关键工作部件ꎬ并对马铃薯收获机的发展趋势进行了展望ꎮ关键词:马铃薯收获机ꎻ机械化程度ꎻ发展现状ꎻ展望中图分类号:Ｓ７７６㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀文章编号:２０９５－２９５３(２０２３)０８－００１２－０５ＴｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｐｏｔａｔｏｈａｒｖｅｓｔｅｒｓＷＡＮＧＳｈｕ￣ｈｏｎｇꎬＧＡＯＡｉ￣ｍｉｎ∗ꎬＭＥＮＧＹａｎｇ￣ｒｏｎｇꎬＬＩＵＰｅｎｇ￣ｘｉａ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＧａｎｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＬａｎｚｈｏｕＧａｎｓｕꎬ７３００７０)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＷｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｐｏｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇａｒｅａｉｎＣｈｉｎａꎬｔｈｅｌａｂｏｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｔｈｅｐｏｔａｔｏｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｉｎｃｒｅａｓｅｄ.Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅꎬｄｕｅｔｏｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｏｆｒｕｒａｌｌａｂｏｒꎬｌａｂｏｒｃｏｓｔｓａｒｅｅｘｐｅｎｓｉｖｅ.Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｏ￣ｔａｔｏｐｌａｎｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｃａｎｎｏｌｏｎｇｅｒｍｅｅｔａｃｔｕａｌｎｅｅｄｓꎬａｎｄｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｐｏｔａｔｏｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｈａｓｂｅｃｏｍｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｓｔｒｏｎｇ.Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｓｔａｒｔｓｗｉｔｈｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓｏｆｐｏｔａｔｏｈａｒｖｅｓｔｅｒｓｂｏｔｈｄｏｍｅｓｔｉｃａｌｌｙａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｌｙꎬｅｌａｂｏｒａｔｅｓｏｎｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｐｏｔａｔｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｈａｒｖｅｓｔｉｎｇꎬａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｋｅｙｗｏｒｋｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｈａｒｖｅｓｔｅｒꎬａｎｄｌｏｏｋｓｆｏｒｗａｒｄｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｐｏｔａｔｏｈａｒｖｅｓｔｅｒｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｏｔａｔｏｈａｒｖｅｓｔｅｒꎻｄｅｇｒｅｅｏｆｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎꎻｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｔｕｓꎻｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ㊀㊀收稿日期:２０２３－０５－１３基金项目:甘肃省自然基金项目(２１ＪＲ７ＲＡ８１７)第一作者简介:王淑红ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为农业机械设备ꎬＥ－ｍａｉｌ:１０５９２４５６７０＠ｑｑ.ｃｏｍꎮ∗通讯作者:高爱民ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ研究方向为农业工程技术与装备ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｇａｏａｉｍｉｎ＠ｇｓａｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ马铃薯是继小麦㊁稻谷和玉米后全球最重要的粮食作物ꎬ在世界上１６０多个国家和地区种植ꎬ而中国是目前世界上马铃薯总产量最多的国家ꎮ截止到２０２１年ꎬ我国马铃薯年种植面积和产量分别在４６０.６万ｈｍ２和１８３０.９万ｔꎬ均占世界首位[１]ꎮ马铃薯除被用作食用作物外ꎬ还被广泛应用于畜牧食料和工业生产原材料ꎮ马铃薯的种植面积随着其应用价值的逐步挖掘而不断增加ꎬ但大面积的种植使得马铃薯收获成为了一个难题[２ꎬ３]ꎮ本文从马铃薯机械化收获技术的国内外发展现状入手ꎬ分析了马铃薯机械化收获技术的发展过程ꎬ总结了现有的马铃薯收获技术ꎬ并对马铃薯收获机的未来发展方向进行展望ꎬ以期待为马铃薯机械化收获的进一步发展提供借鉴ꎮ１㊀马铃薯收获机国内外的发展现状１.１㊀国外马铃薯收获机发展现状第８期王淑红ꎬ等:马铃薯收获机现状及发展趋势马铃薯原产于南美洲安第斯山脉ꎬ最开始的种植方式以人工铺放为主ꎬ后由牲畜代替了部分人工作业ꎮ２０世纪４０年代ꎬ随着马铃薯产业的不断发展ꎬ马铃薯机械化生产逐渐成熟ꎬ第一台拖拉机的问世更是直接推动了马铃薯产业的飞速发展ꎬ推动机械化代替畜牧与人力完成马铃薯的部分作业ꎮ２０世纪５０年代ꎬ欧美等发达国家马铃薯产业链逐渐形成ꎬ马铃薯作业全过程也已基本实现机械化ꎮ马铃薯收获机由传统的人力㊁畜力发展到牵引式再发展到自走式一体联合收获机[４]ꎮＡＶＲ公司的Ｓｐｉｒｉｔ６２００牵引式马铃薯收获机ꎬ不仅采用了两级主筛网过滤马铃薯ꎬ而且通过加装站台㊁料斗底部安装升运链实现了人工杂物清理和边卸料边收获ꎬ节省了作业时间[５]ꎮ格立莫公司的ＶＥＮＴＯＲ４１５０型自走式马铃薯收获机ꎬ作业宽度达到３ｍꎬ作业过程中ꎬ可完成任意角度灵活转弯ꎻ设置了偏移车辙行驶功能ꎬ能够减少对马铃薯的碾压[６]ꎮ还安装了电子智能监控系统ꎬ可实时反馈关键部件的信息ꎬ智能化程度较高ꎮ美国多宝路公司的Ｄｏｕｂｌｅ－Ｌ９７３型马铃薯回流收获机ꎬ配备了回流收获技术ꎬ大大提高了收获过程的清洁能力ꎬ提高了收获效率ꎻ采用最短的侧提升机ꎬ具有可靠㊁耐用和适应能力强等特点ꎬ是当今马铃薯磕碰损伤最低的收获机[７]ꎮ意大利Ｆ.ＬＬＩＳＰＥＤＯ公司的Ｆ.ＬＬＩＳＰＥＤＯＭｏｄｅｌｌｏＣＰＰ－ＢＤ系列马铃薯收获机ꎬ采用三点悬挂系统与拖拉机连接ꎬ宽度可调节ꎬ能一次性完成马铃薯挖掘㊁薯秧分离㊁挑拣㊁装箱等作业ꎬ适用于平坦地块和丘陵山区[８]ꎮ国外研发的马铃薯收获机在生产效率㊁技术水平㊁机械化程度方面有了很大的提高ꎬ但是由于技术成本过高㊁运输距离远㊁时间长且售后服务效率低ꎬ导致其价格高昂㊁使用率低下ꎮ１.２㊀国内马铃薯收获机发展现状我国早期的马铃薯收获主要以人工或半机械化收获为主ꎬ随着马铃薯种植面积与人工成本的不断增加ꎬ对马铃薯机械设备的需求量也在逐步提高ꎬ推动了马铃薯机械产业飞速发展ꎮ国内在马铃薯收获的机械化发展起步于２０世纪６０年代ꎬ国内各大高校及研究机构开始了对马铃薯收获机的研制ꎮ甘肃农业大学[９]研制的４Ｕ－１４００型牵引式马铃薯联合收获机ꎬ采用圆盘切刀ꎬ在作业中切开杂草和土块ꎬ减轻了土薯分离装置的负担ꎻ通过二级升运装置ꎬ对土薯混合物进一步分离ꎬ降低了含杂率ꎮ该机具操作简单㊁稳定可靠ꎬ一次进地可以完成挖掘㊁土薯分离㊁装袋等多道工序ꎬ极大程度地提高了收获效率ꎮ甘肃省洮河拖拉机制造有限公司制造的马铃薯挖掘收获机ꎬ可一次性完成挖掘㊁土薯分离和边收获边装车等作业环节ꎬ实现了复式薯块土壤杂物分离ꎻ在集薯卸载装置末端加用双层柔性聚乙烯缓冲带ꎬ极大程度减少了伤薯率ꎮ希森天成制造的４ＵＬＺ－１７０型马铃薯联合收获机ꎬ属于牵引式的一种ꎬ作业时通过分离装置输送和抖动ꎬ将大部分的土壤抖落到地面ꎬ从而完成土薯分离ꎻ其升运装置具有伸展功能ꎬ高度可根据运输车的高度以及运输车中物料的状态进行灵活调整[１０]ꎮ中机美诺公司制造的１７１０Ｂ马铃薯联合收获机ꎬ采用了两级输送分离装置的强制振动ꎬ提高了薯块与杂物的分离率ꎻ采用了浮动圆盘ꎬ更有效地切断杂草ꎬ避免了因杂草过多导致挖掘阻力增大而降低挖掘铲的寿命[１１]ꎮ青岛洪珠４Ｕ－１７０Ｂ型马铃薯收获机采用Ｓ型筛选装置ꎬ明薯率高㊁破皮率低ꎻ采用全悬挂双升运链式结构ꎬ可一次性完成仿形限深㊁挖掘㊁切秧㊁分离升运和放铺集条作业[１２]ꎮ该机既适用于黏性土层的收获ꎬ也适用于沙性土层的收获ꎮ国内马铃薯生产全过程机械化技术逐渐趋于成熟ꎬ形成了较为完整的体系ꎬ但在智能化㊁多功能集成化㊁多级输送和升运装置可折叠方面还存在一些可优化发展的地方ꎬ仍需加大科研投入和支持力度ꎮ２㊀马铃薯机械收获的重要性及基本条件２.１㊀机械收获的重要性随着马铃薯的价值被越来越多的人认可ꎬ种植面积也在不断增加ꎬ无论是在用工量上还是在劳动强度上ꎬ传统的马铃薯收获方式都不能满足ꎮ同时对于马铃薯来说ꎬ其本身的收获期短ꎬ需要大量人工参与ꎬ但随着农村劳动力的不断流失ꎬ人工成本逐渐增加ꎬ因此马铃薯机械收获的需求越来越强烈ꎮ马铃薯机械收获的实现既能提高收获效率ꎬ又可以解决劳动强度高的问题ꎮ２.２㊀机械收获的基本条件３１林业机械与木工设备第５１卷２.２.１㊀土壤湿度马铃薯收获时环境中土壤的湿度会影响作业效率ꎬ土壤湿度过低会导致土壤过硬ꎬ从而增大挖掘铲作业的阻力ꎬ降低挖掘铲的寿命ꎮ土壤的湿度过高时土壤较为粘稠ꎬ既不利于土薯分离ꎬ又会附着在收获机的工作部件上ꎬ降低收获效率[１３]ꎮ２.２.２㊀地块平整度地块平整是保证马铃薯收获效率高㊁工作质量好的基本条件之一[１４]ꎮ地面有凹坑㊁石块等障碍物时ꎬ不仅会影响马铃薯收获机的行驶速度ꎬ降低收获效率ꎬ还会导致挖掘深度不一致ꎬ出现漏薯和损伤马铃薯块茎等问题ꎮ２.２.３㊀种植深度马铃薯的理论种植深度在１５~２０ｃｍꎮ种植深度过浅ꎬ马铃薯难以吸收成长所需要的营养物质ꎬ不利用马铃薯的生长ꎻ种植深度过深ꎬ又会影响马铃薯收获机的作业效率[１５]ꎮ２.２.４㊀种植间距马铃薯收获机作业时ꎬ如果相邻马铃薯的种植间距过小ꎬ就会影响收获机在田间行走ꎬ也会对马铃薯的块茎造成机械损伤ꎻ种植间距过大ꎬ会导致土地利用率过低ꎬ降低马铃薯的总产量[１６－１７]ꎮ综合以上情况ꎬ最适合马铃薯种植的方式是宽窄行密植ꎬ既能保证马铃薯的产量ꎬ又能便于马铃薯收获机的作业ꎮ３㊀马铃薯收获机关键部件的研究现状３.１㊀马铃薯挖掘部件挖掘部件是马铃薯收获过程中的核心部件ꎬ作业时ꎬ需要避免装置缠草的情况ꎬ以保证能够最大程度地挖掘出土壤中的马铃薯ꎻ还需要减少土薯分离装置的负担ꎬ以进一步保证马铃薯有较低的含杂率[１８]ꎮ为便于将马铃薯从土壤中挖出ꎬ在整机设计时挖掘铲常被置于收获机的最前端ꎮ目前根据铲面形状不同可将挖掘铲分为三角平面铲㊁条形平面铲㊁凹形曲面铲和凸型曲面铲等类型[１９－２０]ꎮ３.１.１㊀三角平面铲三角平面铲的铲面设置为三角形ꎬ能有效减少铲尖与土壤的接触面积ꎬ从而减少挖掘铲的阻力ꎬ提高挖掘铲的寿命[２１]ꎮ常用螺栓与挖掘铲架连接ꎬ这种连接方式能精确固定被连接件的相对位置ꎬ对加工要求较低且装拆方便ꎮ三角平面铲具有作业效率高㊁结构简单㊁成本低廉等优点ꎬ但因其铲面比较锋利ꎬ在挖掘过程中容易损伤马铃薯[２２]ꎬ常被用于重效率轻品质的场合ꎮ３.１.２㊀条形平面铲条形平面铲由于其铲面形状设计独特ꎬ能够保证在完成收获作业的前提下尽量减少铲面与土壤的接触面积ꎬ以此来减轻挖掘铲承受的阻力影响ꎮ常用螺栓与铲架相连接ꎮ条形平面铲具有结构简单㊁便于加工㊁更换方便等特点ꎮ３.１.３㊀凹形曲面铲凹形曲面铲一般由上铲面和下铲面组成ꎬ两铲面均为弧形曲面ꎬ能够保证在不损伤马铃薯的前提下最大程度地减少铲面与土壤接触的面积ꎮ凹形曲面铲的设计增大了铲入深度ꎬ从而增加了马铃薯挖掘量[２３]ꎮ凹形曲面铲设计通用性强ꎬ但制作工艺较为复杂㊁成本较高且不易于更换ꎬ主要应用于大面积种植的地区ꎮ３.１.４㊀凸型曲面铲凸型曲面铲的铲面采用圆弧状ꎬ作业时ꎬ被挖掘铲挖出的土薯混合物沿着铲面向后移动并不断输送到下一级装置ꎬ杂草和少量的土壤可沿铲面滑落ꎬ减少了土薯分离装置的负担[２４]ꎮ凸型曲面铲设计结构简单㊁制作方便且容易更换ꎬ比凹形曲面铲的应用更广ꎮ３.２㊀土薯分离装置土薯分离装置是马铃薯收获机的关键部件ꎬ直接影响马铃薯的品质ꎮ收获机挖掘时将土壤与马铃薯同时挖出ꎬ并输送至分离装置上ꎬ分离装置在振动轮的作用下使土薯混合物上下振动ꎬ然后将大部分的土壤通过升运链间隙筛落至地面ꎬ最终实现土薯分离作业ꎮ土薯分离装置要尽量按照减少与马铃薯的摩擦或掉落时降低对马铃薯的破坏来设计ꎬ以最大程度保证薯块完整性ꎮ马铃薯收获机的土薯分离装置主要分为栅条分离筛式㊁抛掷轮式㊁振动铲式三种类型[２５－２６]ꎮ４１第８期王淑红ꎬ等:马铃薯收获机现状及发展趋势３.２.１㊀栅条分离筛式栅条分离筛式主要适用于大㊁中型面积的地形作业ꎬ工作原理是:分离装置通过杆条式升运链将刚挖出的土薯混合物运送至振动位置ꎬ后用强制振动的方式带动杆条式分离筛运动使土薯混合物上下振动ꎬ当杂块尺寸小于杆条间隙时ꎬ就会通过间隙掉落ꎬ达到分离杂物的效果[２７]ꎮ通过此装置可清除土块等杂物ꎬ装置具有结构简单㊁稳定性高等特点ꎮ３.２.２㊀抛掷轮式抛掷轮式分离装置主要适用于黏性土壤或者杂草较多的情况ꎬ工作原理是:用凹面挖掘铲将马铃薯从土壤中挖出后将土薯混合物运至一定高度ꎬ凹面挖掘铲上方的旋转抛掷轮指杆将土薯混合物打散ꎬ并将处理完毕的马铃薯块抛向一侧ꎬ形成条堆来防止薯块过于分散[２８－２９]ꎮ作业过程中为了防止马铃薯的掉落ꎬ可在抛掷轮侧面安装挡帘ꎮ抛掷轮式分离装置因设计结构简单且制作成本低ꎬ在实际收获作业中被广泛应用ꎮ３.２.３㊀振动铲式振动铲式主要应用于小面积种植马铃薯的地区ꎬ此装置主要由振动架㊁调节手柄㊁分离筛㊁铰接臂等部件构成[３０]ꎮ工作原理是:分离装置通过空间连杆机构带动振动架沿铰接点做前后㊁上下往复摆动ꎬ振动架摆动时将土壤破碎并使土壤沿分离筛间隙落下ꎬ而马铃薯块茎在分离后被推向装置后方ꎬ最后铺放在田间ꎮ振动铲式分离装置具有结构紧凑㊁稳定性高㊁动力需求小等特点ꎮ４㊀存在的主要问题及发展趋势４.１㊀主要问题４.１.１㊀联合收获发展慢ꎬ自动化程度低马铃薯收获机整个生产全过程的实现需要依靠不同装置ꎬ但每种装置仅能实现杀秧㊁挖掘或铺放等单一功能ꎮ在收获薯块进行捡拾㊁分级和装车等作业时机械化程度低ꎬ仍然需大量人工参与ꎬ导致作业时间长㊁成本高㊁劳动强度大且效率低ꎮ４.１.２㊀整体尺寸大ꎬ灵活性低设计马铃薯收获机时ꎬ常将挖掘装置设计成大宽度以满足多行收获来减少装置往返行程ꎮ在丘陵山区小面积区域种植时ꎬ种植区域形状接近正方形ꎬ如果收获机尺寸较大ꎬ就会导致装置作业灵活性低ꎬ使收获效率降低ꎬ作业面积受限ꎮ对于装置不能收获到的区域ꎬ需要人工收获ꎬ不利于实现马铃薯全程机械化ꎮ４.１.３㊀装置适应性低随着马铃薯在国内的广泛种植ꎬ不同区域的种植环境也不尽相同ꎬ设计装置时需要考虑到区域特殊性ꎬ所以设计出的装置也具有区域针对性ꎬ难以得到大面积推广ꎮ如进行平原地区马铃薯收获全过程作业的装置难以在丘陵地区得到应用ꎬ还需要对装置进行深入研究ꎬ或者尽量改变种植区域的性质ꎬ以保证设计出的装置具有较强的适应性ꎮ４.１.４㊀土薯分离效率低ꎬ破损率高马铃薯收获机设计的一个核心指标是破损率ꎬ当收获装置进行挖掘作业时ꎬ挖掘铲铲动的速度和铲面面积会对马铃薯的完整性产生影响ꎻ当进行土薯分离时ꎬ分离装置的长度以及所用的材质也会对马铃薯造成一定的损伤ꎬ所以一直很难通过提高机械技术达到满意程度ꎮ同时ꎬ分离过程中土壤的性质和含水量会影响分离效果ꎬ收获时无法不受外界影响ꎮ所以提升土薯分离效率㊁降低薯块破损率仍然是收获装置设计的一个难题ꎮ４.２㊀发展趋势４.２.１㊀装置智能化㊁多功能化发展马铃薯收获期短且工序较为复杂ꎬ单个机具难以实现整个流程作业的要求ꎬ收获马铃薯时需要不同的装置协同作业ꎮ机具工作过程中需要人工对马铃薯进行预处理ꎬ后期的马铃薯捡拾也需要大量人工参与ꎬ这就导致了人力成本和作业时间的增加ꎮ所以多功能一体化的智能化作业机具研发成为一个亟需解决的问题ꎬ该机具应具备挖掘㊁土薯分离㊁秧薯分离和最终装袋等多个功能ꎮ４.２.２㊀升运卸载装置可折叠化马铃薯种植间距小ꎬ机械装置进行多行播种作业ꎬ装置前进或转弯时要具有灵活性ꎬ不能碾压播种坑和薯块ꎬ这就要求装置体积尽可能减小以增大装５１林业机械与木工设备第５１卷置的灵活运行及转向ꎮ马铃薯收获机中的升运卸载装置主要完成薯块的输送装车作业ꎬ但此装置的体积较大ꎬ致使整个收获机的体积变大ꎬ影响作业效果ꎬ降低收获效率ꎮ可折叠升运卸载装置一般位于集薯箱侧边位置ꎬ可将集薯箱的薯块直接运送至输送车中ꎬ设置成折叠装置后可大大减小整机体积ꎬ也能使装置在作业时灵活度更高ꎮ４.２.３㊀多级输送分离马铃薯收获机挖掘出薯块后ꎬ需要利用输送装置将其运送至收集箱ꎬ现有的输送装置多为单级输送ꎬ效率较低且具有较高的含杂率ꎬ仍需花费大量时间进行后期处理ꎮ而采用多级输送分离则能够消除此弊端ꎬ多级输送能够将薯块与土块有效分离ꎬ达到作业效率高且含杂率低的效果ꎮ设计时装置利用橡胶－杆条式升运链与振动轮协同作业进行土薯分离ꎬ将振动轮的振幅和频率设置为可调来提高筛分的效果ꎮ参考文献:[１]㊀姜伟ꎬ刁培松ꎬ张华.中国马铃薯生产及机械化收获现状[Ｊ].农业装备与车辆工程ꎬ２０２１ꎬ５９(４):１８－２２.[２]㊀金英慧.马铃薯收获机械的研究与发展[Ｊ].邢台职业技术学院学报ꎬ２０１５ꎬ３２(３):７９－８２.[３]㊀周东麟ꎬ赵胜雪ꎬ潘思奇ꎬ等.马铃薯收获机现状及展望[Ｊ].河北农机ꎬ２０２０(８):４６.[４]㊀李震ꎬ常清ꎬ刘继柱ꎬ等.国内外马铃薯收获机械发展现状及趋势[Ｊ].现代制造技术与装备ꎬ２０２０(９):２０７－２０８. 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马铃薯收获机的设计摘要：马铃薯为地下产物，且是块茎繁殖，其收获受季节和天气限制。

由于马铃薯的收获费时费力、劳动强度大且季节性强，因此给农民造成极大的困难。

为了解决上述问题，本文就国内外马铃薯收获机现状、马铃薯收获机的研究和应用进行介绍和分析，设计了组合分离式马铃薯收获机。

对该机的主要参数进行了选择，对主要零部件的设计进行了理论计算。

关键词：马铃薯，设计，挖掘铲The design of potato harvesterAbstract：Potato is an under ground plant. Its harvest is limited by the crown of the year and weather. Since the potato harvesting process has some difficult problems for farmers such as being strenuous and time consuming, great in labor intensity and urgent in seasonal demand, the paper analyses the present situation of potato harvest, and a combined separation potato digger has been developed through selection of principal parameters and theoretical calculation for the design of essential parts.Kewords: potato, design, digging shovel目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录....................................................................................................................................... I II 1.绪论. (1)1.1马铃薯收获机发展概况 (2)1.2 我国马铃薯收获机发展趋势 (3)1.3马铃薯收获机械的类型及技术要求 (4)1.4马铃薯收获机发展的主要制约因素 (5)1.5马铃薯收获机械的发展建议 (5)2. 机具结构特点、工作原理及性能参数 (6)2.1总体结构 (6)2.2主要工作原理 (6)2.3主要性能参数 (6)3.主要部件的设计 (7)3.1挖掘部件的设计 (7)3.2分离部件的设计 (13)4结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)前言马铃薯的营养价值非常高，市场潜力巨大。

丘陵山区马铃薯收获机发展现状丘陵山区是中国农业发展的重要区域，也是重要的马铃薯产区之一、马铃薯是丘陵山区的主要经济作物之一，在这个区域种植马铃薯的农民数量众多。

然而，由于丘陵山区地势复杂、人力资源有限、气候条件不稳定等因素的影响，马铃薯的收获一直以来都是一个辛苦且困难的工作。

当前，丘陵山区马铃薯收获机的发展存在一些问题。

首先，机械化水平低下。

由于地势复杂，传统的大型农机在山区无法灵活运行，导致马铃薯采收时更多地依赖人力，劳动强度大，效率低下。

其次，机械设备不完善。

由于山区农机制造企业的少，山区的马铃薯收获机种类单一，性能和质量并不理想，无法满足不同地形、不同规模农场的需求。

再次，维修保养困难。

由于山区交通不便、机械设备相对较少，维修和保养工作难以及时进行，导致设备寿命缩短，效益下降。

为解决上述问题，丘陵山区马铃薯收获机的发展需要以下方面的努力。

首先，加强科技研发支持。

政府要加大对丘陵山区马铃薯收获机的科技研究和开发支持力度，鼓励企业和科研机构加强合作，研发适应山区地形、气候特点的新型马铃薯收获机，提高其适用性和效率。

其次，加强生产组织和管理。

政府可以通过成立专业合作社，整合山区农民的资源，集中采购、维修和管理马铃薯收获机，提高设备利用率和使用效果。

同时，加强培训和技术支持，提高农民对马铃薯收获机的操作和维护水平。

再次，加强基础设施建设。

政府要加大对丘陵山区交通、通信、电力等基础设施的建设力度，提高机械设备的运输和维修保养的便利性。

丘陵山区马铃薯收获机发展的现状可以从全国范围进行对比，目前我国东北地区的辽宁、吉林等省份在马铃薯收获机的研发和应用上较为先进。

东北地区地势平坦，更有利于马铃薯收获机的操作和应用。

辽宁省在马铃薯收获机的研发和推广方面取得了一定成绩，辽宁省农机局多次组织专家和技术人员深入山区考察调研，针对丘陵山区的需求，进行了一系列的研发和试验，推出了一些适合山区的新型马铃薯收获机。

吉林省则通过和科研机构合作，积极开展马铃薯收获机的改良和创新，提高了机械化水平，减轻了农民的劳动强度。

国内外马铃薯产业发展现状及趋势一、国内外马铃薯产业发展现状与趋势马铃薯是继玉米、水稻、小麦之后的世界第四大粮食作物，马铃薯适应性强、栽培模式多、经济效益好，在许多国家和地区被广泛种植，是世界上最大的非谷物类食品。

马铃薯产业发展对于保障食物安全、促进农业现代化、发展区域经济等意义重大。

1.1 国外马铃薯种薯产业发展现状与趋势马铃薯品质的好坏和产量高低关键在种薯。

因此，马铃薯种薯产业在马铃薯产业链中占有重要地位。

1.1.1 国外马铃薯种薯产业发展现状中国、印度、俄罗斯、乌克兰、美国、德国、孟加拉国、波兰、法国和白俄罗斯是世界上十大马铃薯生产国。

其中，荷兰是全球第一马铃薯种薯出口大国，出口量超过了其他国家出口量的总和，种薯出口到60多个国家，其种薯生产面积占总种植面积的21%，种薯单产达到30～35t/hm2，所种植种薯的75%用于出口，是农作物中产量、种植面积及经济效益最大的一种作物。

1、马铃薯种薯生产体系英国、荷兰主要以田间无性系筛选的方法获得脱毒快繁的基础材料和扩繁生产种薯，而法国、德国、美国、加拿大和日本等种薯生产国家都采用茎尖脱毒、分生组织培养的方法来获得脱毒快繁的基础材料和扩繁生产种薯。

2、马铃薯种薯生产技术成熟和先进的种薯生产技术为生产优质、高产的种薯提供了强大的技术支撑和有效的质量保证。

在荷兰，利用无性系选择、无性系快速繁殖、种薯催芽播种、种薯生产合理密植、测土精准施肥、GPS精细播种、GPS引导机械中耕和除草、全自动灌溉系统及卫星图像分析应用、晚疫病防治专家预警系统、适时灭秧等多种生产技术提高了马铃薯种薯的产量及品质，使其成为全球第一马铃薯种薯出口大国。

美国的爱达荷州被誉为“马铃薯之州”，驰名世界，该州马铃薯年种植面积约15万hm2，平均产量达30t/hm2以上，面积和产量都占全美国的四分之一左右。

爱达荷州马铃薯普遍丰产的原因也与其成熟、先进的生产技术密不可分。

3、马铃薯种薯检测和检验监督制度完善的种薯检测和检验监督制度为种薯生产和质量定级提供了可靠的保障机制。

马铃薯在我国农业生产中的地位及发展趋势1. 引言1.1 马铃薯在我国农业生产中的重要性马铃薯在我国农业生产中扮演着重要的角色。

作为我国重要的粮食作物之一，马铃薯具有丰富的营养价值和广泛的用途，不仅可以作为主食供人们消费，还可以加工成淀粉、葡萄糖等工业原料，用于食品加工、医药制药等领域。

马铃薯还具有适应性强、生长周期短、产量高等优点，使其成为我国农业生产中不可或缺的重要作物之一。

马铃薯不仅能大幅提高农民的经济收入，还可以在改善农业生产结构、促进农村经济发展、增加农民就业等方面发挥重要作用。

农业种植马铃薯可以促进土地资源的合理利用，提高土地利用率，增加农业产值，助力农业现代化进程。

马铃薯在我国农业生产中的重要性不可忽视，需要加强管理与技术创新，以促进马铃薯产业的健康发展。

1.2 马铃薯种植现状马铃薯种植现状：目前，我国马铃薯种植呈现出多元化和规模化的发展趋势。

据统计数据显示，我国马铃薯种植面积和产量逐年增加，成为我国重要的粮食作物之一。

随着科技的进步和农业政策的扶持，许多农户开始将传统种植方式转变为现代化的种植模式，采用大田一体化管理、精细化施肥等技术手段提高产量和质量。

一些地方还引进了先进的种植技术和设备，促进了马铃薯产业的发展。

尽管在种植过程中仍面临着病虫害防治、品质提升等挑战，但随着农民的意识提高和政府的支持，马铃薯种植形势仍然向好的方向发展，为我国农业生产做出了积极贡献。

2. 正文2.1 马铃薯在我国农业生产中的地位马铃薯在我国农业生产中的地位非常重要。

作为我国主要的粮食作物之一，马铃薯在农业生产中占据着重要的地位。

马铃薯是我国农民种植的重要作物之一，种植面积广泛，产量可观。

马铃薯的种植不仅可以提供粮食，还可以作为畜牧业的饲料，具有双重作用。

马铃薯是我国农业生产中的重要补充作物，可以有效调节农业结构，提高农产品的多样性。

马铃薯还具有丰富的营养价值和医疗价值，对人体健康有益。

在我国农业生产中，马铃薯种植已经形成了一定规模，具有稳定的产量和销售市场。

马铃薯机械发展现状、存在问题及发展趋势
一、发展现状：
目前，马铃薯机械的生产技术已经非常成熟，产品种类也非常丰富，
能够满足不同种植规模的需求。

国内的马铃薯机械厂家已经发展到了
近百家，拥有良好的产业基础和市场份额。

国际上，主要生产马铃薯
机械的国家有欧洲、美国、日本等，产品质量和技术水平较高。

二、存在问题：
在发展过程中，马铃薯机械也存在一些问题。

首先，机械化的程度有
待提高，大多数农民仍然采用传统的种植方式，导致效率不高，成本
较高。

其次，马铃薯机械技术更新换代较慢，难以适应市场的快速变化，缺乏创新。

再者，国内龙头企业生产的产品多偏向中高端市场，
无法满足农村基层市场的需求。

三、发展趋势：
未来，马铃薯机械的发展趋势将是智能化、自动化、绿色环保、多功能。

随着互联网技术的发展，马铃薯机械将逐渐实现智能化，通过传
感器和控制器对生产过程进行精准监测和控制。

同时，马铃薯机械也
要适应环保的趋势，尽可能减少农药化肥的使用，减少对环境的污染。

另外，多功能性的马铃薯机械将成为未来发展的趋势，满足不同客户的不同需求。

1马铃薯收获机的分析1.1 马铃薯收获机研究的目的和意义马铃薯是我国继小麦、水稻、玉米之后的第四大作物，主要分布在黑龙江、新疆、甘肃、内蒙、山西、陕西、宁夏、云南、贵州、青海、吉林等省区，年产鲜薯近6000多万吨。

我国马铃薯种植面积以10 万hm2/年的增长速度逐年增加，2001 年达到472 万hm2，产量居世界第1 位[1-2]。

我国是马铃薯生产第一大国，但却是马铃薯成果转化比较差的国家。

据联合国粮农组织报告，我国马铃薯平均产量仅为13.9t/hm2，而欧美发达国家平均单产35～43t/hm2。

世界马铃薯中心的研究表明：在世界范围内对马铃薯的需求到2020年将有望增长20%，超过水稻、小麦、玉米的增长。

届时发展中国家对马铃薯的需求将是2000 年的2 倍[3-5]。

随着市场对马铃薯需求的不断增加，国外一些大公司纷纷在中国从事马铃薯生产与加工业务，国内一些生产企业也纷纷加入这一领域，使得马铃薯生产开始向生产基地规模化、标准化迈进[6]。

然而，一个残酷的现实却是，占生产总用工70%以上的马铃薯收获作业至今基本上还是停留在传统的人工割秧、镐头刨薯、人工捡拾的阶段，严重影响了马铃薯的规模生产，使之远远满足不了市场的需求。

伴随种植面积和产量的增长，马铃薯收获成为一个重要的研究课题。

国内外对马铃薯收获机械研究投入了相当大的人力和物力。

我国现阶段的马铃薯收获机还是以简单挖掘人工拣拾为主。

而国外已经实现了机械化与自动化的结合，将液压技术、振动分析、电子技术、传感器技术应用于作业机械中，大大地降低了劳动者的工作强度。

1.2 国外马铃薯收获机的发展现状国外马铃薯收获机械化收获起步早、发展快、技术水平高。

20世记初，欧美国家出现畜力牵引挖掘机来代替手锄挖掘马铃薯、随后改由拖拉机牵引或悬挂。

20年代末出现了升运链式和抛掷轮式马铃薯收获机。

在20世纪40年代初，前苏联、美国就开始研制、推广应用马铃薯收获机械，50年代末即己实现了机械化。

马铃薯捡拾机发展现状及主要功能结构研究1. 引言1.1 研究背景马铃薯是我国重要的粮食作物之一，其种植面积广泛，产量巨大。

在种植过程中，马铃薯的收获却一直是一个比较繁琐和费时的工作。

传统的马铃薯收获方式往往需要大量的人力投入，效率低下，且容易造成农民劳动力浪费。

研究和发展马铃薯捡拾机成为当前农业领域的一个重要课题。

1.2 研究意义马铃薯捡拾机在农业生产中起着至关重要的作用，其研究意义主要体现在以下几个方面：1. 提高生产效率：马铃薯捡拾机能够大大提高马铃薯的捡拾速度和效率，减少人力成本和时间成本，提高生产效率和产量。

通过对马铃薯捡拾机的研究，可以进一步提升农业生产效率，实现农业现代化。

2. 保障农产品质量：马铃薯捡拾机可以帮助农民在短时间内将成熟的马铃薯迅速地清理出来，减少了马铃薯受到损坏的可能性，从而保障了农产品的质量和市场竞争力。

3. 促进农业机械化：马铃薯捡拾机是农业机械化的重要组成部分，其研究不仅可以推动农业机械化水平的提高，还可以促进我国农业生产的现代化和智能化发展。

4. 节约资源保护环境：马铃薯捡拾机的使用可以有效节约人力和物力资源，减少环境污染和能源消耗，促进农业生产的可持续发展，对于保护环境和生态具有重要意义。

马铃薯捡拾机的研究意义不仅在于提高生产效率和产品质量，还在于促进农业机械化和资源节约环境保护，对于推动农业现代化和可持续发展具有重要的意义和价值。

2. 正文2.1 马铃薯捡拾机的发展历程最初的马铃薯捡拾机主要是简单的机械装置，功能单一，效率不高。

随着农业机械化水平的提升，马铃薯捡拾机逐渐实现了自动化操作，提高了采摘效率和质量。

随着市场需求的不断变化，马铃薯捡拾机在设计上也得到了不断的完善和改进，采用了更先进的传感技术和智能控制系统，使其更加适应不同地区的生产环境和需求。

当前，马铃薯捡拾机已经成为农业机械化生产中不可或缺的重要设备之一，其发展历程反映了农业生产模式的转变和技术进步的成果。

第1篇一、前言马铃薯作为一种重要的粮食作物和蔬菜作物，在我国农业发展中具有举足轻重的地位。

近年来，我国马铃薯产业取得了长足的发展，产量逐年攀升，品种不断优化，产业链逐步完善。

本报告对马铃薯产业的发展情况进行总结，旨在为今后马铃薯产业的发展提供有益的借鉴。

二、马铃薯产业发展现状1. 产量稳步增长近年来，我国马铃薯产量逐年攀升，已成为全球最大的马铃薯生产国。

据统计，2019年全国马铃薯总产量达到1.1亿吨，占全球总产量的四分之一以上。

其中，内蒙古、甘肃、云南、贵州等省份马铃薯产量位居全国前列。

2. 品种不断优化我国马铃薯品种资源丰富，优良品种不断涌现。

目前，全国马铃薯品种超过500个，其中优质品种占比超过60%。

近年来，我国成功培育了一批高产、优质、抗病、适应性强的马铃薯新品种，如‘中薯5号’、‘晋薯14号’、‘鄂马铃薯1号’等。

3. 产业链逐步完善马铃薯产业链包括种植、加工、销售、出口等环节。

近年来，我国马铃薯产业链逐步完善，加工能力不断提高，市场需求日益旺盛。

目前，全国马铃薯加工企业超过3000家，加工产品包括薯片、薯条、粉条、淀粉等。

4. 农业机械化水平不断提高为提高马铃薯生产效率，我国加大了农业机械化推广力度。

目前，马铃薯种植、收获、加工等环节已基本实现机械化。

马铃薯种植机械化水平达到80%以上，收获机械化水平达到60%以上。

5. 国际市场竞争力逐步提升我国马铃薯在国际市场上具有较大的竞争力。

近年来，我国马铃薯出口量逐年增加，出口市场主要集中在亚洲、非洲、欧洲等地区。

2019年，我国马铃薯出口量达到50万吨，出口额超过2亿美元。

三、马铃薯产业发展存在的问题1. 种植面积波动较大近年来，我国马铃薯种植面积波动较大，主要受市场需求、价格等因素影响。

在价格低迷时期，部分种植户放弃马铃薯种植，导致种植面积减少；在价格回暖时期，种植面积又迅速扩大。

2. 优质马铃薯品种覆盖率较低尽管我国马铃薯品种资源丰富，但优质马铃薯品种覆盖率仍较低。