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国内国外烟草收获机技术发展 　　0 引言 　　烟草是一种重要的经济作物，在我国的国民经济中占有重要的地位我国的烟草历史最初源于明朝万历年间的吸闻鼻烟，从此以后逐渐开始了烟草的种植由于我国地域广阔，烟草的种植面积也比较大，全国大部分地方都有种植，品种多样，逐渐形成了以烤烟为主体的多类型烟草的结构[1 -4].目前，中国、巴西、印度、美国、阿根廷、马拉维、津巴布韦是世界上主要的烟草生产大国其中，我国的烟草和烤烟产量分别占世界总产量的 67% 和 50% ,烟草行业在我国的国民经济中占有重要的地位烤烟生产集中在东北、黄淮、西南和中南四大烟区[5 - 7].我国作为一个烤烟大国，河南、云南、福建等地都大量种植烟叶，烤烟已成为当地农民收入的重要组成部分在烟叶生产过程中，采摘是基础性的工作烟叶的收获技术包括收获时期、收获方法和产后处理 3 个环节，涉及到作物生态生理、农业机械及农产品处理各个方面，不仅影响到作物产量，还会影响到农产品质量和土地经营者的经济效益所以，及时、科学地收获烟叶是保证烟叶品质的关键[8 - 10]. 　　目前，我国绝大多数烟农还是手工采集烟叶，效率低，需要消耗大量的劳动力和时间，并难以保证及时采摘。

在需要收获的烟叶量极大的情况下，手工采集已不能满足需要，而且容易错过最佳收获时间 　　虽然目前也有少量半机械化和机械化的收获机投入使用，其采摘效率比人工操作高，能及时完成采摘作业；但是这类烟草收获机的结构大多比较复杂，烟草收获机的造价比较高，且在田间施工的时候容易损坏，一直未能得到广泛使用，进而造成经济损失，也在一定程度上制约了烟草行业的发展随着种烟区烟草收获问题的逐渐突出，为了提高烟农的收获效率和经济效益，降低烟农的劳动强度与生产成本，国外不同国家已经开发了不同类型的烟草收获机，我国也日益开始重视烟草收获机械的研究和开发其中，对农民实施购机补贴政策也在一定程度上推进了国内对烟草收获机研发工作的开展 　　1 国外烟草收获机技术发展 　　在美国、意大利、加拿大等国家，烟草种植有着不同的种植模式，如烟叶种植的行距和株距多数不一样：在西班牙，烟草种植行间距为 120cm 或 130cm;在意大利，烟草种植的行距多为 120cm,且烟草种植从初期已经开始采用机械移栽，机械田间管理等作业，这样种植的烟叶都在同一直线行上，也方便后期的烟叶机械化采收由于行间距的不同，烟叶收获存在着不同的形式，因而烟草收获机的类型多样：如美国MarCo 公司制造生产型号为 6027 型牵引式烟草收获机和型号为 6360 型自走式烟草收获机[11];意大利DeCloet 公司生产的 2TTH 型烟叶收获机及 SPAPPERI公司生产的 RA341 等不同类型的收获机。

烟草收获机的类型较多，而且机器所采用的液压传动等控制技术是先进的、具有代表性的另外，在烟草的机械化与集约化方面，美国等国家已经实现了烟田采收的机械化作业和烟叶生产的高度集约化，可以说国外的烟草种植技术已经发展到了一个新的水平[12 - 13]. 　　根据作业机械化程度的不同，烟草收获机可以分为自走式烟草收获机和半自动烟草收获机 　　1. 1 自走式烟草收获机 　　美国、意大利等国外的烟草收获机技术发展较快，自走式烟草收获机是现在烟草收获中技术较为先进的机器其中，具有代表性的是美国 MarCo 公司生产的 6360 型自走式烟草收获机、意大利 DeCloet 公司生产的 2TTH 型收获机，以及意大利 SPAPPERI 公司生产 RA341、RA632、RA731、RA742 和 RA942 等型号各异的烟叶收获机但是，不同国家的烟草收获机在机器结构、收获方式和性能特点等方面也存在着不同之处，以下从这几个方面进行分析 　　美国 MarCo 公司生产的高性能 6360 型自走式烟草收获机，如图 1 所示 　　该机器动力为 72. 8kW 的约翰迪尔的发动机；采用风冷和液压油驱动式的三轮全液压驱动，提高了油液的经济性；车速通过液压油量调节进行无极变换，最小和最大车速通过控制手柄可以较好的控制，车速改变稳定且操控性能好。

图 2 为车辆操控手柄整车采用萨奥丹佛斯的控制系统，作业过程中车辆的性能参数指标可通过数据传输显示在驾驶室的控制屏幕上，使驾驶员更好地掌握整车的运行状态，图 3 为架驶室内的控制屏幕其前轮和后轮采用不同型号的轮胎，提高了整车的滚动性能，采用三轮型式使整车在烟草的行间通过性增强；链条驱动切刀，用于切割烟叶；液压马达带动传送带，用来输送烟叶制采集箱；驾驶室设置在最前方，且距地面较低，驾驶员安全性较好该机器在田间跨两行烟叶采收，作业效率较高 　　意大利 DeCloet 公司是最早制造生产烟草收获机的厂家，1979 年制造了世界上第 1 台全自动自走式的烟草收割机，如图 4 所示后来，又继续研发制造了较为先进的 2TTH 型烟草收获机，如图 5 所示2TTH 型机器采用 84. 5kW 的约翰迪尔的发动机，整车长为6. 8m、宽为 2. 9m、高为 3. 3m;与美国 6360 型收获机相似，也采用三轮全液压驱动技术，转弯半径较小为3. 2m,速度范围为 0 ~ 24km / h;双行输送带由液压马达驱动，速度可调，烟叶卸载高度为 3. 5m,车辆作业过程中的性能参数可实时地进行屏幕显示车辆作业的现场采收图和烟叶卸载图分别如图 6 和图 7 所示。

　　 　　DeCloet 公司生产的烟叶采摘机广泛应用于美国、墨西哥、印度、巴基斯坦、南美洲和欧洲国家意大利对烟叶采收的成熟度要求较高，烟叶采收分 4 次完成，其烟叶采收已实现机械化作业烟草收获机主要有 3 种：①完全机械化采收，一人操作一台采收机，一次采收 2行烟叶；②大型人工采收机，一台采收机需要 5 个工作人员，其中 1 人驾驶机器，2 人采收烟叶，2 人在车厢内整理烟叶；③小型人工采收机，驾驶和采烟由 1 个人同时操控同时，意大利在生产上主要以大型人工采收机为主，多数的农场采用全机械化模式[14]. 　　意大利某公司也制造出了一种收获布赖特烟叶的配有独特摘叶装置的履带式自动摘叶收获机其履带轨距为 1. 9m,收获行距为 0. 9m 的烟叶一次可以收获两行，机高为 2. 2m[15 -18];机架上可以装配烟叶打顶装置和喷药装置，进行打顶和喷药作业收获机上装有 26kW 的发动机，各作业机构都由液压机传动 　　为了适应在潮湿烟田里行走，收获机装配了超长履带（从驱动轴到导向轮距离为 2. 8m），可以减少整地宽度和转弯时间意大利 SPAPPERI 公司生产的 RA341、RA632、RA731、RA742 及 RA942 等机型的烟叶收获机均属于自走式烟叶收割机[19]. 　　根据烟秆上烟叶分布位置的不同而收获方式不同，主要分为两种：一种是针对烟叶分布于较低或中间部位的烟叶采摘机，其机型有 RA341 （如图 8 所示）、RA632（如图 9 所示）、RA942（如图 10 所示）3类；另一种是针对烟叶分布于顶端的烟叶采摘机，其机型有 RA731（如图 11 所示）和 RA742（如图 12 所示）两类。

　　根据烟草收获机车辆底盘轮胎驱动形式的不同，可分为三轮液压驱动和四轮液压驱动以三轮液压驱动为主的机型主要有 RA632、RA731.RA632 机型的烟叶采摘机在田间适宜行走的行间距为 115cm,通过液压驱动系统驱动 3 个轮胎行走，并且通过前轮进行转向根据农艺要求，烟叶采摘机必须以成熟度为标准，从最低的开始逐渐向上进行收获，可一次性收割两行烟叶收割时，当烟草受到旋转橡胶圆辊螺旋运动冲击时，烟草将会被拔出来；通过特殊的电子液压传感器持续感知跟踪地形轮廓和作物行间距的直线度，落叶装置的精确性和稳定性将会得到保证；收获后的烟叶通过金属辊被送到输送带上，进而通过举升机构将烟叶送入存储箱，利用风机的作用，存储箱箱内的烟叶将会受到持续空气流的吹动；当存储箱满载时，烟叶将会被卸到运输车上，最终完成烟叶采收 　　以四轮液压驱动为主的机型主要有 RA341、RA942 和RA742. 　　根据机器作业时采收烟叶行数的不同，可分为自动化 1 行采收和 2 行采收作业时，自动化采收 1 行的机型主要有 RA341 和 RA731.RA731 机型是全自动化适用于顶端烟叶采收的烟叶收获机，一次性收割1 行烟叶，在田间适宜行走的行间距为 800 ~ 1 200mm,通过液压驱动系统驱动 3 个轮胎行走，通过后轴转向。

自动化采收 2 行的机型主要有 RA632、RA942 和RA742. 　　1. 2 半自动化收获机及其他收获机型 　　 　　自走式烟草收获机多为大功率型收获机械，适用于面积较大的烟田对于小块地，半自动式和人工辅助采收的机器则适应性更好图 13 为 Decloet 公司制造的一种半自动采摘机该采摘机在减少一定的采摘速度的前提下，极大地减少了烟叶的破碎率，适合小块烟田使用在机器作业过程中，一方面需要操作机手负责操控机器，使得机器沿行间随烟叶行行走，机器跨在烟垄上；两端车架上设有放置装烟叶的烟筐，烟筐后设有座椅，人工坐在座椅上负责采收烟叶，机器行走的速度与人工采摘烟叶的速度相匹配，大约为为 0. 5 ~ 1km/h.该机器的优点是人工采收烟叶对烟叶的损伤较小，烟叶完整，采收效果较好；但是相比于机器采收作业，半自动采摘机作业效率较低，较适合小块烟地 　　图 14 为意大利 SPAPPERTI 公司生产的 RA1TO型烟草收获机该机器结构尺寸较小、方便灵巧，跨一行烟行作业采收，行宽为 45cm,整机质量仅为540kg,车速范围为 0 ~ 5km / h;采用液压转向和液压制动机构，执行动作通过驾驶员处的操纵杆来实现，从而可以有效地控制车辆的前进。

液压元件的有效布置使得车辆在田间作业的前进、转向、制动和采收等动作性能更好采收烟叶时，通过采收刀（如图 15所示）把烟叶拨到两侧的输送带上，被打落的烟叶通过风机口的通道被吹落到机器后方的采收烟框里，从而完成烟叶采收 　　图 16 为美国 MarCo 公司设计制造一款整秆式6027 型烟草收获机，其最大特点在于收获烟叶进行整秆收获，采收烟叶形式不同与以往的收获机型该收获机具属于三点挂接式，需要 58. 8kW 以上的拖拉机牵引作为动力，通过后输出轴为液压设备提供动力 　　当机器作业时，拖拉机和机具前进方向与烟叶茎秆方向垂直，在靠近地面的烟叶位置，切刀把烟叶茎秆切断；通过特殊的夹持装置，在输送链的传送下，把烟垂直向后输送，最后烟叶被水平一层一层的放置在输送车上，进而完成烟叶采收该烟草收获技术虽然把烟秆进行整秆收获，但烟杆植株的块根仍留在田间，还需要拔出机械对烟田进行再处理总之，该机器的烟叶收获方式还是值得借鉴的 　　2 我国烟草收获机技术 　　农作物自动化收割能够大大节省农民的劳动时间，降低劳动强度，提高工作效率目前，随着国内外自动化技术的高速发展，许多种农作物如玉米、小麦、水稻等的收割已经实现了自动化，并大规模应用，极大的促进了农业发展。

我国虽然是烟叶生产大国，但我国烟草采收的机械化却相对较为落后，烟叶采收一直处于人工作业阶段[20],这主要与我国的烟叶种植模式、烟草种植农艺要求、种烟区分布和烤烟的要求等相联系的我国的种烟区主要分为 3 个区域：东北种烟区、黄淮种烟区和丘陵种烟区东北种烟区由于地广人稀，种烟地块面积大，需要生产效率高的大型烟草收获机械黄淮种烟区由于人口密度大，烟农习惯分散种植，每户的种烟地块面积不大，大型收获机械虽然作业效率高，但价格昂贵，地头转弯半径大，转弯时对烟草的损伤率较高，烟农。