摘要：本文分析了国内外马铃薯收获机现状，存在的问题和制约因素，按照马铃薯收获过程的各个环节流程，阐述了马铃薯联合收获机主要结构，马铃薯收获机向智能化、自动化发展的趋势，为进一步研究马铃薯收获机提供参考。

    0 引言
    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、内蒙、山西、陕西、甘肃、云南等省区，发展马铃薯产业，必须依靠现代化的生产、运输、贮藏、加工设备，生产环节当中的收获环节是目前制约马铃薯产业快速发展的一个重要方面。随着马铃薯种植面积快速扩大，其收获机械的科技含量也随之提高，通过大幅度提高马铃薯收获效率，同时降低劳动强度及人工成本。因此，马铃薯收获环节的技术革新必将为马铃薯行业的发展作出卓越贡献。

    1 国内外马铃薯收获机现状
   1.1国外马铃薯收获机现状
    国外马铃薯收获机械研究起步较早。苏联1950年后开始使用挖掘机，1985年实现马铃薯收获机械化，其中联合收获机占60%，美国1935年开始使用挖掘机，1948年开始使用联合收获机，20世纪80年代初美国实现了马铃薯收获机械化。机械化收获环节已成为马铃薯生产全程机械化的一部分，国际市场上马铃薯全程机械化成套装备较多，按装备的技术水平大致可分为两档：德国格力莫公司和WM公司、美国Double L、挪威TKS公司、比利时AVR公司等主要生产大中型成套马铃薯装备的国际农机公司为一个档次，其结构复杂，配备先进的即时电子监控系统、液压驱动、传感技术等先进技术。而以意大利及日韩等国主要生产中小型马铃薯收获机具，结构较简单，适用于小面积作业。国外马铃薯主产国采用大规模机械化垄作模式，使用适应这种作业模式的联合收获机直接收获，或使用收获机一捡拾装载机加固定分选装置来进行分段收获。联合收获机不但生产率高而且运用了许多高新技术，如采用传感技术及液压技术控制挖掘深度来降低土壤喂入量并减少漏薯率、使用限深轮和自动对垄机构适应地面起伏和弯曲、采用电子或液压控制筛土网振动、采用风机除杂和光感测控进行土石分离、按茎块大小进行马铃薯分级装载、利用驾驶室电子屏幕进行实时监控操作等。该类型收获机在一次作业中通常集挖掘、去土、去秧、分级、装袋、装车等功能于一体。总体来说，近年来国外马铃薯收获机械发展迅猛，技术先进，质量比较可靠，形成了较为完善的马铃薯全程机械化体系。

    1.2国内马铃薯收获机现状
    中国对于马铃薯规模化收获的研究起步较晚，国内马铃薯收获机械仍较为落后，科技含量较低。中国农村普遍使用人工或小型机械进行杀秧刨薯，然后人工捡拾，产量低且成本高，技术和装备较为落后。我国马铃薯收获的规模化收获方式主要为马铃薯挖掘机加入工捡拾，大型种植基地及部分国有农场拥有联合收获机。收获环节要求与种植及中耕模式相符，完成起薯环节，让马铃薯茎块基本露于地面，然后由人工捡拾装袋，装卸工装车售出或入库储存。受外界温度影响，中国马铃薯平均生长期较短，特别是内蒙古及黑龙江等北方主产区，如提前杀秧收获则影响产量，而过晚收获又可能遭遇霜冻，无法及时收完而造成严重损失，如果收获期间因机器故障而停收，更会空耗人工成本。随着市场对马铃薯需求的不断增加，国外一些大型薯业公司纷纷在中国从事马铃薯生产与加工，国内一些生产企业也纷纷加入这一领域，马铃薯生产开始向以生产基地规模化、标准化迈进。随着国内马铃薯高产栽培技术和大规模种植的推广，一大批企业开始加入马铃薯装备的研究和开发，并形成一定的市场规模，如中机美诺、黑龙江德沃、山东五征、青岛洪珠、郑州山河、山东天成等。同时，一大批国际农机公司也相继进入中国，其中成果显著的有德国的格力莫公司和WM公司。欧美国家的设备先进、坚实耐用，但其成套机械装备及技术在中国推广较为艰难。国外收获机价格昂贵，是国内收获机的2倍到3倍，超过中国农户的承受能力；配套技术指导、培训不完善，售后服务得不到及时、有效地保障，特别是零配件价格昂贵，发运时间长，耽误最佳收获时间；国外马铃薯设备的针对性较强，对中国地域差异、种植模式的多样性的适应能力较差。在马铃薯全程机械化的背景下，中国需要研究适应规模化马铃薯种植模式、作业效率高、损伤率低的机型。将马铃薯机械损伤机理及其他高新技术融入机器成为重要研究方向。

    2 马铃薯收获机各环节主要装置
    2.1起收装置
    起收装置的任务是以最少的带土量挖掘马铃薯垄，尽可能松碎土壤，把挖掘物送到下一环节的分离装置上，并要求克服各种阻力消耗的能量最少。起收装置决定马铃薯收获产量，适应垄形的自动机构能降低漏薯和不必要的马铃薯损伤和机器负荷。
    2.1.1限深轮
    收获深度为挖掘铲铲尖与限深轮底面的垂直高度差。控制该高度差使上土量达到最少，同时使机器不偏离正确轨迹。驾驶室中也可使用电子监控系统，配合传感技术及液压技术实现挖掘深度的自动控制，实时调控挖掘铲与限深轮高度。德国格力莫公司GT170型双行输送带式马铃薯收获机的自动深度控制系统。选择使用半限深轮进行2+2收获方式，可以使一台双行马铃薯挖掘机将2垄马铃薯起出并侧输出到后方联合收获机2垄路线上，然后由联合收获机一起收起，节约了拖拉机动力，提高了工作效率。

    2.1 ．2垄减压装置

    通过垄减压装置托起一部分起收装置的重量，从而减轻了限深轮对马铃薯垄的压力，能够使机器在土壤松软的情况下限深轮前方不会堵土，同时避免压伤浅层马铃薯。图3为德国格力莫公司GT170型双行输送带式马铃薯收获机的垄减压装置。

    2.2分离装置
    分离装置将土石、秧蔓和杂草等从挖掘物料中清除，得到较为干净的马铃薯，包含振动器，薯秧分离、杂物分离以及薯块分级等功能。
    2.2.1筛土网和振动器
    筛土网是分离环节的第一步，根据不同土壤环境调节铁棍间距，间距越大筛土效果越好。筛土网配合振动器可有效抖土。振动器有液压振动和机械振动两种。同时也可以附加使用电子控制系统。

    2.2 ．2薯秧分离系统
    薯秧分离系统由多组位于筛网后的卷秧辊子构成，挖掘物料中的薯秧在行进过程中被两组筛网中间的卷秧辊子向下夹持脱离马铃薯块，最终从机器下方排出。图5为德国格力莫公司的卷秧辊子。

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