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夏雄
摘 要：马铃薯收获在马铃薯产业链中是最费工，耗时的一项作业，马铃薯收获机械化的发展就显得尤为重要。马铃薯收获机是实现马铃薯收获机械化的前提，其关键技术主要体现在薯块挖掘、薯土分离清选、薯块输送等。文章结合现有技术和专利，介绍了国内外马铃薯收获机的发展状况及趋势，着重分析了不同马铃薯收获机的特点及各个关键技术的分支，着重介绍了各个关键技术的分支及分支的特点。
关键词：马铃薯收获机；挖掘；分离；清选；输送；专利
中图分类号：T-18 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0010-03
1 概述
我國是世界马铃薯种植面积最大的国家，马铃薯收获在马铃薯产业链中是最费工，耗时的一项作业，消耗的工作量占整个产业链工作量的40%，收获期短，劳动强度大。因此要实现马铃薯生产机械化就必须重点解决收获机械化问题。
2 马铃薯收获机专利分析
2.1 全球专利申请情况
图1是全球历年来马铃薯收获机申请量，从全球历史申请量来看，自从1966年马铃薯收获机的研制技术起步之后，相关专利申请量大致呈上升趋势，从1976年开始进入一个缓慢发展阶段（1976-2004年），专利申请量保持在一个稳定变化的区间，维持在平均每年20件左右的申请量的水平；自2005年起马铃薯收获机专利申请呈急剧增长趋势，并于2013年达到顶点。
从图2国家申请量分布来看，中国、俄罗斯（含前苏联）、日本、德国是主要的马铃薯收获机专利申请国，特别是中国和俄罗斯（含前苏联），二者申请量数量之和相当于其他国家的数量之和。
2.2 国内专利申请情况
国内针对马铃薯收获机的研制相对起步较晚，如图3为国内马铃薯收获机的申请量。由图3可知，我国于1992年申请了第一份马铃薯收获机专利申请。一直到2006年，整个专利申请的数量较少，这个时期正是国内研究单位和公司还处于马铃薯收获机技术引进和消化吸收过程，与国外先进的马铃薯收获机技术差距较大。2006-2011年，国内马铃薯收获机技术开始发展，申请量稳步增长。进入2012年以后，国内的马铃薯收获机技术出现急剧增长趋势，这与近几年马铃薯种植面积扩大和马铃薯需求量增加的趋势相吻合。2014年专利申请量达到了87件，并且发明专利申请增长速度已经开始逐步赶超实用新型专利申请，这表明国内相关企业单位或个人在消化吸收国外先进技术的基础上已经加强了马铃薯收获机技术的创新和储备。
在国内关于马铃薯收获机专利申请中，申请人主要是个人，其次是公司，高校和研究所等相对较少，图4表示国内申请人的申请量分布。个人申请占了一半以上，这与我国的马铃薯种植情况相符。由于中国面积辽阔，不同区域马铃薯的种植方式和生活环境、气候条件等的差异，使得马铃薯收获机械的性能要求各不相同，进而不同地方需要具有不同适应性的机型。再加上中国马铃薯种植户零散，大面积种植的农场较少，进而国内企业生产的马铃薯收获机可能只是针对当地的大型用户，而不适用于其他地方的用户需求以及小种植户的需求，高校和研究所也同样如此；而个人则针对自己或其他小种植户的需求，设计生产满足自己需求的马铃薯收获机的情况较为多见。
3 马铃薯收获机的技术分支
3.1 马铃薯挖掘
马铃薯收获机挖掘铲是收获作业的起始部件，根据其工作方式可分为固定式挖掘铲和振动式挖掘铲，固定式挖掘铲结构简单，性能稳定，该方式应用最为广泛，如RU2309572、CN201639982U、CN102077726A、JP特开2008-182963A、KR20
020022431A等专利申请。振动式挖掘铲具有挖掘效果好，薯土分离效果好、入土角度可调等特点，如SU1276284A1，一种根茎作物收获机，采用曲柄连杆驱动挖掘铲振动；KR20-0448815Y1，一种马铃薯收获装置，采用入土角度可调的振动式挖掘铲，还包括切茎刀；宁夏回族自治区农业机械化技术推广站申请的CN201639983U，三振动侧抛送马铃薯挖掘机，采用振动铲挖掘，降低挖掘阻力，增加土壤破碎率，有利于薯土分离。
根据挖掘铲形状可分为犁形铲、条形铲、齿形铲等类型。犁形铲一般为固定式挖掘铲，如RU2309572、CN201639982U、CN103828529A等专利申请，适合垄作种植的马铃薯的挖掘，挖掘后的马铃薯露在土表面；条形挖掘铲的工作方式为把整个垄的马铃薯连土块一起挖起，然后整体输送到薯土分离部进行分离，如CN200980250Y、CN202135494U、CN202799646U等专利申请；齿形挖掘铲则是在条形挖掘铲的基础上做的改进，将条形设置成多个齿状，达到更好的挖掘效果，如CN202276642U、CN102440113A等专利申请，甘肃农业大学申请的CN102440113A，马铃薯收获机阶梯状挖掘铲，即采用条形挖掘铲设置成多个齿状，增强了挖掘铲的入土性能。
3.2 马铃薯分离清选
挖掘后的马铃薯跟土块杂质等混在一起，一般马铃薯收获机在挖掘部件后都会设有分离清选装置，按分离部件的结构形式， 可将挖掘分为升运链式、旋转分离筛式、振动筛式、分离辊式、滚筒筛式等。
3.2.1 升运链式分离清选
升运链式马铃薯挖掘机作业时，挖掘铲将薯块连同泥土挖起，送到回转抖动式升运链上，在升运链的抖动作用下，泥土与薯块分离，从升运链杆条的间隙中漏下，薯块则由升运链后端下落。如DE3810942、SU1802989A1、CN203206728U等专利申请，均采用升运链式的分离清选装置。升运链式的分离清选装置除了具有分离清选功能外，还具有运送功能，如马铃薯联合收获机：JP特开平847318A、SU893162，均采用多级升运链，边清选边输送，输送过程中一直在进行分离清选作业，清选分离效果好。
3.2.2 振动筛式分离清选
振动筛式分离清选装置的分离部件一般由前后配置的2个筛子组成。在第一筛（前筛）的前端固定着挖掘铲，并由动力通过振动部件使其振动。如CN202135494U，一种农作物挖掘收获机，采用的技术方案即为与挖掘铲22固定的由梳杆21组成的前筛，通过振动臂19驱动振动，以及后部的簸筛边框15中的振动筛，由后振动臂16驱动振动。按分离筛的固定形式和摆动方向，此类振动筛式分离清选装置可分为2种：一种是分离筛绕立轴摆动的振动筛；另一种是分离筛安装在4根平行吊杆上，可做前后摆动的振动筛，如SU1720531A1，根茎收获机挖掘分离部件，即采用多根平行吊杆驱动挖掘铲后方的振动筛前后摆动。
3.2.3 旋转分离筛式分离清选
旋转分离筛又称为转盘式分离筛，一般布置在挖掘铲后方，由圆盘形的外边框支架和成十字交叉的支杆支撑形成。该装置工作时，首先挖掘铲挖掘起来的薯块和土块混合物进入到转盘分离筛中，薯块和土块混合物在转盘分离筛中滚动，土块慢慢变碎，被筛分出去。该类型分离清选装置一般设置在小型马铃薯挖掘收获机中，由牵引装置牵引驱动。如CN101803508A、CN102077726A、CN202035284U、CN203446207
U等专利申请均采用旋转分离筛式进行分离清选。
3.2.4 滚筒筛式分离清选
滚筒式分离清选装置一般体积较大，但分离清选效果好，通常设置在马铃薯联合收获机中，如RU2080764C1、CN203181549U、KR100744355B等專利申请均采用滚筒式分离清选装置进行分离清选。
3.2.5 分离辊式分离清选
分离辊式分离清选装置的一般结构为在挖掘铲后设置多个旋转的辊或滚筒，转向相同，在辊或滚筒上设置若干分离齿，相邻的辊或滚筒上的分离齿交错排列。具体结构如专利CN201878537U，机引多功能薯类挖掘机。该结构的特点是分离辊上的分离齿具有破土和梳刷的功能，对大土块破碎效果好，并且对于茎秆类杂物进行梳刷分离，防止分离清选装置堵塞。EP1836889B1、JP特开2000-106729A、RU2187923C2、JP特开2011-130668A等专利申请均是对分离辊式分离清选装置进行的改进。
3.3 马铃薯输送装置
输送装置一般设置在马铃薯联合收获机中，一般采用挡边带式输送机，布置形式为侧向升运式，根据实际需求，有折叠式和非折叠式，同时，有的马铃薯联合收获机中的输送装置还具有分级功能。
3.3.1 折叠式输送装置
折叠式输送装置具有输送距离远，结构紧凑的特点。一般分为工作状态和储运状态。专利CN202524757U，马铃薯联合收获机，即是对折叠式输送装置的一种改进。此外，GB2134763A、US20130149092A1等专利申请也是对折叠式输送装置进行的改进。
3.3.2 非折叠式输送装置
非折叠式输送装置由于结构简单，使用方便，应用较为普遍，专利申请CN102428793A、JP特开平847318A、SU1050598
A、SU1329655A1、GB2195223A等均是对非折叠式输送装置进行的改进。非折叠式输送装置一般都采用多级输送装置，其中GB2195223A，马铃薯收获机分级装置，和SU1329655A1，马铃薯联合收获机，均采用的是多级升运链式的输送装置，输送过程中不断分离薯块中的土块。
3.3.3 具有分级功能的输送装置
在很多马铃薯联合收获机中，输送装置输送过程中会带有马铃薯分级功能，如专利SU1554801A1、SU1802989A1、CN
101606458A、CN103503627A均是对输送装置中的分级设备进行的改进，其中SU1802989A1，马铃薯联合收获机，在提升输送之后采用倾斜的筛孔由小到大的分选筛进行分级。而CN101606458A，分级装袋式薯类联合收获机，则采用在输送过程中设置辊轴链式分级装置进行马铃薯分级。
4 结束语
我国马铃薯收获过程在整个农业收获体系中处于自动化及机械化的较低水平，现有的马铃薯收获机械不能满足生产要求，如售价较高、机械化程度低、生产效率低下、作业损失大以及通用性差等，研制高效、机械化程度高、生产效率高、作业损失小和通用性好的马铃薯联合收获机械是必然趋势。
参考文献：
[1]宋言明，王芬娥.国内外马铃薯机械的发展概况[J].农机化研究，2008（9）：224-227.
[2]史明明，魏宏安，刘星，等.国内外马铃薯收获机械发展现状[J].农机化研究，2013（10）：213-217.
[3]单爱军，刘俊杰，崔冰冰.马铃薯收获机现状与发展趋势[J].农机化研究，2006（4）：19-20.
[4]王福义.马铃薯收获机械发展研究[J].农业科技与装备，2010（12）：83-84.
[5]曾山.马铃薯收获机械现状及发展趋势[J].贵州农业科学，2009，37（12）： 233-235.
[6]刘剑君，邓明俐，贾世通，等.马铃薯收获机械现状与发展趋势[J].农学学报，2015，5（1）：95-99.
[7]张广玲，刘树峰，吕钊钦.山东省马铃薯收获机械发展现状及趋势探讨[J].农机化研究，2015（11）：264-268.
[8]刘文东，刘树军，赵明涛，等.智能化自动清选马铃薯收获机研制初探[J].农机科技推广，2014（02）：56-57.
