第11卷第2期 2021年2月
Agricultural Engineering
Vol. 11No. 2
申晓庆、曹书幸、颜新鹏2，王健威1
(1.洛阳中收机械装备有限公司，河南洛阳471003; 2.洛阳拖拉机研究所有限公司，河南洛阳471003)
摘要：绿豆是我国重要的经济作物，传统收获方式以人工收获为主，制约了绿豆产业的进一步发展。研制一款自走式绿豆收获机，根据绿豆种植农艺要求确定了整机及关键部件结构参数，并进行了田间试验，结果显示收获效果良好，满足相关标准及设计要求。
中图分类号：S225.6 文献标识码：A文章编号：2095-1795(2021 )02-0017-04
Development and Test of Self-propelled Mung Bean Harvester
SHEN Xiaoqing1 , CAO Shuxing1, YAN Xinpeng2, WANG Jianwei1
(1. Luoyang Zhongshou Machinery& Equipment Co. , Ltd., Luoyang Henan471003, China；
2. Louyang Tractor Research Institute Co.,Ltd.,Luoyang Henan471003, C hina)
Abstract：Mung bean is an important economic crop in China and traditional harvesting method is mainly manual harvesting. It restricts further development of mung bean industry. A self-propelled mung bean harvester was designed. Structural parameters of whole machine and key components were determined according to agronomic requirements of mung bean planting. Field experiments were carried out and results showed that harvest effect was good, which met relevant standards and design requirements.
Keywords：mung bean, harvester, header, threshing drum, cleaning
〇引言
绿豆是我国一种重要的经济作物，种植广泛，有
大肠杆菌培养东北春绿豆区、华北春夏绿豆区、西北春夏绿豆区和
南方绿豆区4个种植区[1\国家统计局数据显示，
2010—2018年，绿豆年播种面积40万~70万hm2,
2020年播种面积超过66. 7万hm2[2-3]。
目前，我国的绿豆收获还主要是依靠传统的人工
收获方式，劳动强度大，工作效率低，制约了绿豆产 业的发展。然而，较系统研究绿豆收获技术及装备的 文献并不多见，鉴于此，本研究结合国内绿豆种植模 式和农艺要求，研制了一款绿豆收获机，田间试验效 果良好，满足设计要求，对加快推进绿豆机械化收获 进程有重要意义。
1整机结构及工作原理
研制的绿豆收获机主要由挠性割台、脱粒系统、清选系统、籽粒升运器和粮箱等工作部件，以及发动 机、底盘等非工作部件组成，总体结构如图1所示，主要技术参数如表1所示。
1.拨禾轮
2.切割器
3.喂人搅龙
4.倾斜输送器
5.板齿
滚筒6抖动板7. —级分配8.风机9.轴流滚筒10.二级分配11.凹板12.籽粒升运器13.复脱器14.上下筛片
15.尾筛
图1绿豆收获机结构
Fig. 1Structure of mung bean harvester
该机可完成扶禾、切割、喂人、脱粒、清选和收 仓等工序。工作时，拨禾轮首先把作物向后拨送和引 向切割器，作物被切割器割下后继续被拨禾轮推向喂 人搅龙，喂人搅龙将割下的物料推集到割台中部喂人 口，由喂人搅龙伸缩齿将物料拨向倾斜输送器，并由 倾斜输送器将物料送人板齿滚筒脱粒，然后切向抛人 轴流滚筒，物料在轴流滚筒和上盖导向板作用下从右筛片
收稿日期：2020-09-11 修回日期：2020-11-22
作者简介：申晓庆，学士，研究方向：收获机械设计^E-m ail: 445167473@qq
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18农业丁.程装备与机械化
向左螺旋运动，同时在杆齿作用下完成脱粒和分离，
长茎秸被滚筒从左段排草口抛出去。
从凹板分离出的籽粒、碎茎秸等滚筒脱出物分别
由第1分配搅龙和第2分配搅龙推集到清选室内，落
到抖动板上。物料在抖动板振动下由前向后跳跃运动
完成分层，即籽粒、短茎秆下沉，其余杂物上浮。当
步进到尾部栅条时，物料从栅条缝隙落下形成物料
幕，在风机气流作用下进行分离，籽粒落人筛箱前
部，而碎茎秸等杂物被筛片托着排出机体或被吹出机
体。籽粒从上下筛片筛孔落下被搅龙右推集运，经籽
粒升运器和粮箱顶搅龙送人粮箱。未脱净的物料经尾 筛筛孔落人杂余搅龙，被推送到右端复脱器，经复脱 后抛回筛片进行再清选。粮箱充满后通过粮箱卸粮筒 实现卸粮装车。
表1绿豆收获机主要技术参数
Tab. 1Main technical param eters
项目参数
结构形式自走轮式
外形尺寸（长X宽x高）/m m37 070x 3 070x 3 480
发动机功率/k W80
整机质量/k g 5. 8
作业速度/ (k m• h-M0〜6
喂人量/ (k g i — 1)5
含杂率/%矣18
损失率/%矣1
破碎率/%彡3
2关键部件结构参数确定
2. 1功率
类比同等喂人量的谷物类收割机，将绿豆收获机 功率定为80 kW，田间试验证明功率可满足要求。
2.2割幅
meno2
我国绿豆种植行距一般440 mm左右，按一次收 获5行，将收获机割幅定为2.5 m，可满足国内种植 模式下的作业要求。理论最高作业效率为1.5 hm2/h (22.5亩/h)，效率较高。
2. 3割台结构参数
绿豆属于低矮作物，如图2所示，为了最大程度 减少漏割量，割台需进行贴地仿形收割，因此割台结 构采用谷物类挠性割台。这样也可避免割台“吃 土”，导致绿豆粘土、品相变差，降低市场价值。
过桥链耙、喂人搅龙转速太高易炸荚，导致割台 损失和籽粒破碎问题，如图3所示。如转速太低，则喂人输送效率低。试验证明，过桥输人链轮转速为65〇r/min左右，喂入搅龙转速为17〇r/m in左右时，作业效果较好。
2. 4脱粒分离部件结构参数
作物脱粒原理主要有打击或冲击、梳刷、揉搓或
图2绿豆植株
Fig. 2 Mung bean plant
图3 绿豆籽粒破碎
Fig. 3 Broken seeds of m ung bean
搓擦、碾压等方式w。绿豆具有易脱、易碎等特点，所以采用板齿切流滚筒加杆齿轴流脱粒分离滚筒形式|51。切流滚筒外径设计为500 mm，轴流滚筒外径 设计为550 mmD
脱粒滚筒转速高时，脱粒、分离强度高，但绿豆 易产生破碎；滚筒转速过低时，易产生脱不净情况。田间试验结果显示，切流滚筒转速300 r/m in左右、轴流滚筒400 r/niin左右时效果较好。
凹板漏隙大时，分离面积大，但会弱化脱粒性能；漏隙小时，易产生夹带。田间试验结果显本，漏 隙12 m m时效果较好。
2. 5清选部件
清选部件采用离心风机加鱼鳞上筛、编织下筛和 鱼鱗尾筛的组合形式。鱼鱗筛具有物料导向性和风导 向性好的优点，编织筛对长茎杆具有优良的筛选性能，田间试验结果显示清选效果良好。
3 田间试验验证
依据国家标准GB/T8097—2008《收获机械
联合收割机试验方法》，该绿豆收获机在河北省进行了约10 hm2(150亩）的田间测试，结果显示收获 效果良好'61。试验共涉及3个品种，分别是恒绿
-10
申晓庆等：自走式绿豆收获机研制与试验19
(光豆）、白绿-13(光豆）和当地品种（毛豆）。
恒绿-10 (光豆）、白绿-13 (光豆）颜亮丽，当
地品种表面长毛、颜灰暗。株高320 ~ 350 mm(图
4)，行距 400 mm (图 5)，株距 180 ~ 230 mm (图
6)，畦宽4 200 mm。测试结果如表2所示，籽粒破
碎情况如图7所示，满足相关标准及设计要求。
图4株高Fig.4 Plant height
磁石电话机图5行距Fig.5 Line spacing
图6 株距Fig.6 Plant spacing
图7 籽粒破碎情况
Fig.7 Grain breakage
表2 测试数据
Tab.2 Test data
阿洛酮糖序号含水率/%含杂率/%破碎率/%千粒质量/g
120. 317.6 2. 9078.0
215. 215. 7 1.9666.9
313.618.9 2. 7064.0
4结果与讨论
田间试验证明，该绿豆联合收获机作业性能良好，效率较高，可满足绿豆机械化收获需要。由于中午气 温高，容易炸荚、割台损失大，所以绿豆机械化收获 应选择早、晚时段，河北地区推荐时段为上午10: 〇〇以前和晚上18: 00以后。
在绿豆含水率<15%、喷洒“百草枯”等落叶 药剂后进行机械化收获效果更好，可避免因绿豆秆、青叶被
轴流滚筒打断（碎）后与尘土混合，包裹在 籽粒表面造成绿豆被染，导致绿豆品相变差等问题[7]。
为便于绿豆实现机械化收获，应在绿豆品种研发 和种植农艺上进一步研究，开发出高植株品种，尤其 是高结荚高度品种，以降低机械收获难度。降低含杂 率是绿豆收获机械下一步重点研究的改进方向。因绿 豆植株低矮，传统谷物类收割机用拨禾轮弹齿长度长，不利于物料拨送，可采用短拨禾齿或拨禾板结构 进行试验验证。
5 结束语
结合国内绿豆种植模式和农艺要求，研制了一款 自走式绿豆收获机，发动机功率80 kW，每次收获5 行，割幅2.5 m，割台结构采用谷物类挠性割台，采 用板齿切流滚筒加杆齿轴流脱粒分离滚筒
形式，清选
20农业工程装备与机械化
部件采用离心风机加鱼鱗上筛、编织下筛和鱼鱗尾筛 的组合形式。田间试验证明，该绿豆联合收获机作业 性能良好，效率较高，可满足绿豆机械化收获需要，对加快推进绿豆机械化收获进程有重要意义。
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|行业动态"1
宁夏旱作节水高效农业科技园：用科技为农业“补水”
曰前，笔者从宁夏旱作节水高效农业科技园 富的品种保障。
I 区了解到，该园区通过技术开发、集成示范、科 | 技合作及技术培训等措施，从研制抗旱优新品I种、高效节水技术、抗旱农艺技术及综合生产模 I式等方面为农业“补水”。
宁夏中南部旱作农业区耕地面积85万hm2, | 占全区76. 1% ，现有人口286.7万，占全区；j47%。境内生态脆弱，年降雨量200 ~ 550 mm,■i蒸发量却达1 220 ~2 080 mm，人均水资源占有 | 量不足全国平均水平的1/7。
宁夏旱作节水髙效农业科技园区规划及建设 I之初，就将解决制约干旱带节水农业发展、提高 农民收益关键共性技术问题的研究和示范推广作 i为科研工作的重中之重，进行了 “3大运算”。I传统作物帮助农民摆脱贫困，效果微乎其I微，必须选择优新品种，首先得做“减法”。
I依托园区科研平台，科研人员建立了包含植I物生理、生态和植物化学等各类指标的作物品种 I抗旱性评价体系，在大田优势特作物、优质饲 I草、经果林、中药材、红葱和设施瓜菜等方面精 I中选优，引进确立优新品种。从甘甜的水果到畅 I销的蔬菜，从高产的玉米到可食用的花卉，各类 I优势特作物抗旱优良品种为旱区农业提供了丰
为了让有限的水资源发挥出更大效力，园区 t 立足于宁夏气候条件，全方位推广新型综合生产 t 技术。这就是“除法”。I 集成工程、生物、农艺、田间及管理等方面 t 节水单项技术，建立“宁夏干旱半干旱区有限於水资源补充灌溉综合节水技术”“宁夏扬黄灌区 t 非充分灌溉与现代用水管理技术”等模式；提 t 出枸杞、苹果、葡萄、牧草和词用玉米水肥耦合 I 灌溉制度；研发便携式膜面精准变量补水施肥 f 机、经济林灌水施肥喷药一体机械等设备；确立务旱作区主要作物有害生物可持续防控技术体系t ……这些科技创新极大地提高了工作效率。t 接下来，各类示范技术成果如何推广应用？$ 做好“乘法”很关键。
来自中科院、国家节水灌溉杨凌工程中心、& 宁夏农科院、宁夏大学等单位的专家，倾力实施 t 国家“十二五”科技支撑计划、国家自然科学t 基金、国家星火计划、自治区科技攻关重大专项务等各类科研项目，同时针对特优势作物及设施 t 农业种植栽培、节水灌溉、病虫害防治等方面的 t 技术开展大规模培训。这就是“乘法”。I
(何玲）
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