聯(lián)合收割機(jī)

聯(lián)合收割機(jī)（英語：Combine harvester  ：Combine），是一種可以一次性完成收割的農(nóng)作物、脫粒、分離莖稈、在清除雜物的過程中直接從田間獲得作物的收獲機(jī)械。聯(lián)合收割機(jī)可以用來收割或清理小麥、大麥、玉米、燕麥、水稻、黑麥、高粱和亞麻等谷物、油菜籽、大豆、日本決明等非糧食作物。

聯(lián)合收割機(jī)的歷史可以追溯到19世紀(jì)20年代蘇格蘭的帕特里克·貝爾牧師（Rev.Patrick   Bell）發(fā)明了世界 第一臺(tái)收割機(jī)。20世紀(jì)30年代，美國發(fā)明家海勒姆·摩爾（Hiram Moore）第一臺(tái)聯(lián)合收割機(jī)制造出來并獲得專利。起初，聯(lián)合收割機(jī)由騾子或馬驅(qū)動(dòng)直到20世紀(jì)30年代，拖拉機(jī)牽引模式出現(xiàn)后，聯(lián)合收割機(jī)才大規(guī)模普及。20世紀(jì)80年代，中國組織引進(jìn)聯(lián)合收割機(jī)技術(shù)和產(chǎn)品。

根據(jù)谷物供給方式，聯(lián)合收割機(jī)、動(dòng)力供給方式、行走方式有很多種，內(nèi)部系統(tǒng)主要由行走系統(tǒng)和清掃系統(tǒng)組成，內(nèi)部有齒輪、刀片、螺桿、傳送帶、皮帶、杠桿輪子之類的零件。

聯(lián)合收割機(jī)結(jié)合了收割機(jī)和脫粒機(jī)的工作流程，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物的機(jī)械化收獲，提高了農(nóng)作物的機(jī)械化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)條件、這對提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率具有重要意義。

在設(shè)計(jì)上，聯(lián)合收割機(jī)本質(zhì)上是一種捆綁切割裝置，切割和輸送待改良的谷物或種子作物，使其在田間移動(dòng)時(shí)可以完成收割和脫粒。該機(jī)器通過前端的旋轉(zhuǎn)刀片切割作物，并通過內(nèi)部篩網(wǎng)脫粒作物、清潔等最后，脫粒后的作物會(huì)被收集到聯(lián)合收割機(jī)內(nèi)部的儲(chǔ)物罐中，谷殼和秸稈會(huì)從后面的大出水管中噴出。

以聯(lián)合收割機(jī)為例，總體結(jié)構(gòu)由工作部分組成、行走系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電路系統(tǒng)和清潔系統(tǒng)。

工作部分

聯(lián)合收割機(jī)內(nèi)設(shè)有齒輪、刀片、螺桿、傳送帶、皮帶、杠桿輪子等零件

割臺(tái)：谷物首先由前端的切割臺(tái)收集，切割臺(tái)的兩端裝有一對鋒利的夾子，稱為切割分離器。一般來說，割臺(tái)越寬，收割機(jī)在田間的切割速度和效率就越高。不同的作物需要使用不同的割臺(tái)；割臺(tái)通常由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，可以從駕駛室以不同方式升起和降下，并調(diào)整角度。割臺(tái)可以拆下并沿著收割機(jī)的長度拖到后面，以適應(yīng)狹窄的道路。

聯(lián)合收割機(jī)

拾取輪：緩慢旋轉(zhuǎn)的輪被稱為撿拾輪（或拾取器輪）將作物向下推至切割器。撿拾輪有水平桿稱為支架和垂直齒或齒，用于抓取植物的莖。

刀桿：切割桿貫穿整個(gè)割臺(tái)并延伸到撿拾輪下方。其齒（有時(shí)稱為割草指）反復(fù)打開和關(guān)閉，從根部切割作物。

螺桿：螺旋也稱為螺旋輸送機(jī)，位于切割桿后面旋轉(zhuǎn)的螺旋將切割的作物輸送到中心，并通過傳送帶將作物提升到聯(lián)合收割機(jī)主體內(nèi)部的處理部分。

脫粒滾筒：敲打割下的莊稼，把谷粒從莖上抖下來。

收集倉：收集分離的谷粒，里面裝有篩子。

麥稈行走器：不需要的雜質(zhì)將沿著傳送帶傳輸?shù)綑C(jī)器后部，在此期間，掉落的谷物也可以再次收集在收集箱中

卸糧裝置：當(dāng)收集箱裝滿時(shí)，可以通過側(cè)面管道噴入拖車或卡車。

排出裝置：不需要的雜質(zhì)（如秸稈、麥麩）它將從機(jī)器后部的出口排出某些型號的聯(lián)合收割機(jī)配備了旋轉(zhuǎn)噴灑結(jié)構(gòu)，可以將雜質(zhì)均勻地散布在地面上一些型號的機(jī)器配有打捆機(jī)，可以直接包裝動(dòng)物飼料的雜質(zhì)。

行走系統(tǒng)

現(xiàn)有聯(lián)合收割機(jī)（以水稻聯(lián)合收割機(jī)為例）行走基本上有兩種形式，即輪式行走機(jī)構(gòu)和履帶式行走機(jī)構(gòu)。

控制系統(tǒng)

聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪、和齒形風(fēng)扇等。其中，步進(jìn)電機(jī)和自行式底盤的各自框架的連接為剛性連接。步進(jìn)電機(jī)的齒輪與液壓無級變速器的操縱桿剛性連接，以使其扇形齒相互嚙合。通過控制內(nèi)部步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)出信號，實(shí)現(xiàn)操縱桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)聯(lián)合收割機(jī)的前進(jìn)速度。

霍爾傳感器用于聯(lián)合收割機(jī)的控制系統(tǒng)該傳感器可以收集有關(guān)滾筒和車輛速度的信息接收到信號后，通過模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對控制器進(jìn)行預(yù)測，AMR內(nèi)核對采集到的信息進(jìn)行處理，最終發(fā)出脈沖信號驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)可以調(diào)節(jié)液壓無級變速器中操縱桿的位置，以完成無級調(diào)節(jié)并控制收割機(jī)組的前進(jìn)速度。

輪式行走結(jié)構(gòu)

輪式行走結(jié)構(gòu)聯(lián)合收割機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單重量輕堅(jiān)固耐用拆裝方便機(jī)動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)。然而，水稻收獲領(lǐng)域存在嚴(yán)重缺陷，如對自然條件的適應(yīng)性差，在潮濕的田地或稻田作業(yè)時(shí)沉陷嚴(yán)重，越溝越壟能力差。

履帶式行走結(jié)構(gòu)

與輪式行走結(jié)構(gòu)相比，履帶式行走機(jī)構(gòu)接地面積大、接地壓力小、下陷小、對水田、濕地適應(yīng)性好等特點(diǎn)。然而，履帶式行走機(jī)構(gòu)也有許多缺陷，主要表現(xiàn)在裝置的復(fù)雜性上、質(zhì)量大、成本高、易磨損、行走平穩(wěn)差、翻動(dòng)會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)、不適合丘陵地區(qū)、梯田、小塊田、深泥腳田作業(yè)等。

液壓系統(tǒng)

聯(lián)合收割機(jī)的液壓系統(tǒng)包括液壓泵、溢流閥、調(diào)速閥、電磁換向閥、液壓缸和壓力表等主要部件。通過調(diào)節(jié)調(diào)速閥的開度大小來調(diào)節(jié)液壓缸的流量，從而調(diào)節(jié)液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度。

電路系統(tǒng)

聯(lián)合收割機(jī)行走速度控制系統(tǒng)的電路相對復(fù)雜，主要包括信號采集電路、顯示系統(tǒng)電路和輸出控制電路可以分為三類。

數(shù)據(jù)采集模塊即信號采集電路的主要功能是采集聯(lián)合收割機(jī)割臺(tái)的工作參數(shù)，包括采集聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)過程中產(chǎn)生的喂入量和行走速度。

聯(lián)合收割機(jī)的顯示系統(tǒng)電路通過單片機(jī)采集來自壓力傳感器和霍爾傳感器的收割機(jī)喂入信號和驅(qū)動(dòng)軸的速度信號進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出喂入量和喂入速度，然后控制顯示裝置。

聯(lián)合收割機(jī)的輸出控制電路通過傳感器檢測到的信號和控制單元的指令，使單片機(jī)控制系統(tǒng)向執(zhí)行裝置發(fā)出控制信號，使機(jī)器按指令運(yùn)轉(zhuǎn)。

清選系統(tǒng)

聯(lián)合收割機(jī)清選系統(tǒng)的主要部件是物料輸送帶、接料倉、一級揚(yáng)谷器、二級揚(yáng)谷器、旋風(fēng)分離筒、吸風(fēng)機(jī)主要工作部件的結(jié)構(gòu)尺寸和相對位置需要根據(jù)聯(lián)合收割機(jī)的配置要求確定。

聯(lián)合收割機(jī)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，可以用來收割或清理小麥、大麥、玉米、燕麥、水稻、黑麥、高粱和亞麻等谷物、油菜籽、大豆、幾乎所有的糧食作物，包括日本決明等非糧食作物。

截至2020年底，各國聯(lián)合收割機(jī)的技術(shù)發(fā)展進(jìn)度各不相同，聯(lián)合收割機(jī)的類型也多種多樣，但所有的技術(shù)升級都是為了提高聯(lián)合收割機(jī)的作業(yè)效率，向規(guī)模化生產(chǎn)邁進(jìn)、智能化和功能復(fù)合化是發(fā)展方向。

大型化

大型/超大型聯(lián)合收割機(jī)的應(yīng)用場景和面積雖然有限，但一直是全球幾大農(nóng)機(jī)巨頭的研究重點(diǎn)。一方面，超大型收割機(jī)代表了行業(yè)內(nèi)最高的技術(shù)含量，也能顯示出研發(fā)該收割機(jī)的農(nóng)機(jī)公司的市場地位。超大型聯(lián)合收割機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、收割寬幅大、喂入量大可以提高聯(lián)合收割機(jī)的工作效率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。

智能化

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在國際農(nóng)機(jī)企業(yè)聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)和開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用、輔助制造和實(shí)驗(yàn)，同時(shí)機(jī)電液一體化、聯(lián)合收割機(jī)開發(fā)融入了信息化智能化等新技術(shù)，市縣可對聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)控制。

2020年，一些聯(lián)合收割機(jī)型號的產(chǎn)量測量傳感器系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)測量和記錄作物產(chǎn)量、水分含量、生產(chǎn)，并利用碎紙機(jī)中的這些 信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)收割環(huán)境。在發(fā)達(dá)國家，產(chǎn)量監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到了很高的普及程度。此外，GPS 的定位、自動(dòng)駕駛、系統(tǒng)監(jiān)控等電子信息技術(shù)也正在融入到聯(lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)中， 使聯(lián)合收割機(jī)的信息化和智能化水平不斷提高。