蔣宏婉，任仲偉，張富貴，袁森，秦輝，唐廷圓，齊正

(1.貴州理工學院 機械工程學院，貴州 貴陽 550003；2.貴州大學 機械工程學院，貴州 貴陽 550025；3.遵義市綏陽縣小輝農機專業(yè)合作社，貴州 遵義 563300)

0 引言

國內在煙葉產業(yè)機械化研究中獲得一定成果，主要集中在管理系統、煙葉采摘、煙葉分揀、輪式煙葉收獲機、裝卸機械等方面的研究[1-4]。北京德邦大為科技有限公司[5]生產的煙葉采摘機在國內屬于較為先進的自走式煙草收獲機械。該機器可以準確、快速地采摘煙葉，對煙葉的損傷率較低，能輕松地把煙葉從后方的存煙籃轉移到煙葉拖車上，但是該機器在國內煙草采收時的適應性并不是很好，機器作業(yè)完畢后收獲的煙葉還是會出現部分破損、破裂和攪碎的現象，無法再對煙葉進行分級和處理，所收獲的煙葉的次品率有些大。 河南農業(yè)大學王玲等人[6]設計發(fā)明的“一種自動行走的煙草收獲機”，解決了人工采收煙葉效率低下和少數半機械化收獲機結構復雜、造價較高、易堵塞等問題，提供了一種機構簡單的自動行走煙草收獲機。 通過后期機器在田間的煙葉采收試驗發(fā)現，該機器也存在著損傷煙葉的情況，而且較為嚴重，機器的適應性也不是很好。 貴州大學的衛(wèi)韋等人[7]以貴州省晴隆縣為研究對象，分析制約南方丘陵山區(qū)煙葉生產機械化發(fā)展的因素，從研發(fā)適宜的農機裝備、完善農機購置補貼政策、改善煙農生產基礎條件、提高農機具成本回收率等方面，提出推進南方丘陵山區(qū)煙葉生產機械化發(fā)展的思路，但還未實現機械化設計研究。

本文針對鮮煙葉運輸過程中人工效率低和煙葉二次損傷等難題，結合貴州煙葉種植實際情況，設計一款環(huán)境友好型田間鮮煙葉搬運機械，對于提高煙葉生產效率、促進農民增收有重要現實意義。

1 整機結構布置

根據鮮煙葉種植地實地調研情況，因壟間距離最大尺寸僅30 cm，故提出整機結構理論可行方案如圖1 所示。

圖1 整機結構布置方案

A、B、C、D 方案轉向機構為前或后單側操作方向盤控制，現根據現場農民與技術人員反饋意見，將單側方向盤設計為前后雙側方向盤操作，前后雙側可控轉向即方案E。

2 驅動行走方案

按照田間地形地貌及煙葉種植情況，設計了8 個搬運機行走方案:

(1)三輪方案:雙驅前轉向(方案A)、后單驅前轉向(方案B)、前驅前轉向(方案C)、后雙驅前轉向(方案D)；

(2)兩輪方案:前后輪獨立驅動轉向+左右雙側輔助輪(方案E)、前后輪同步驅動轉向+左右雙側輔助輪(方案F)；

(3)四輪方案:后雙驅前雙轉向+左右雙側輔助輪(方案G)、左右同步驅動前后獨立轉向+左右雙側輔助輪(方案H)。 所有理論可行方案如圖2 所示。

圖2 驅動行走方案

為實現搬運機壟端轉彎或調頭功能，方案A設計后輪驅動系統為差速結構。 但因壟間距離僅為30 cm，不便安裝差速器，故將該機構取消，取而代之以軟件控制實現差速功能。

因煙葉種植地形與土壤情況較復雜，既有坡度又有粘土，因此驅動輪需要雙驅或四驅以保證足夠動力；同時考慮轉向的準確協調控制，如將驅動輪與轉向輪合二為一，會存在轉向輪回正困難等問題，因而為適應貴州煙葉種植的復雜土地環(huán)境兼顧作業(yè)者的便利和效率，最終選擇方案G，即后雙驅前雙轉向+左右雙側輔助輪。

3 換壟方案

換壟方案擬定3 個如圖3 所示:整機移出壟端調頭換壟、壟中大間隔原位換壟、壟端斜身原向換壟。

圖3 搬運機換壟方案

根據煙田實地調研情況，煙田壟中大間隔情況不多，因而方案B 實用性不好；而方案A 整機調頭換壟占用空間較大，煙田不能完全滿足條件；因而綜合考慮煙田實際情況和作業(yè)者操作便捷高效，最終優(yōu)選方案C，即整機壟端斜身原向換壟。

4 結語

結合貴州煙田種植和煙農作業(yè)實際情況，對田間鮮煙葉搬運機整機結構布置方案、驅動行走方案和換壟方案進行對比分析和擇優(yōu)，最終擇優(yōu)方案為:整機結構布置優(yōu)選方案E 即操作者后位跟機雙側直進直退；驅動行走優(yōu)選方案G 即后雙驅前雙轉向+左右雙側輔助輪；搬運機換壟優(yōu)選方案C 即整機壟端斜身原向換壟。