0 引言

谷物聯(lián)合收獲機(jī)能夠在田間一次性完成谷物的收獲、脫粒、篩分等作業(yè)工序，集切割、脫粒、分離與清選為一體。谷物收獲機(jī)的工作效率是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高效發(fā)展及糧食安全的重要技術(shù)手段及裝備之一

。谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)是谷物聯(lián)合收獲機(jī)的重要組成部件之一，是實(shí)現(xiàn)谷物籽粒與雜余分離的主要工作部件之一，是直接影響谷物籽粒收獲效率的重要因素之一，是實(shí)現(xiàn)谷物籽粒全價(jià)值回收的重要途徑之一

。

市面上現(xiàn)有谷物聯(lián)合收獲機(jī)籽粒收獲損失率約為0.30%～1.25%，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)種植面積的逐漸擴(kuò)大，降低谷物籽粒損失率對(duì)于提高作物整體收獲效率，減少糧食收獲損失具有重要意義

。因此，提高谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)對(duì)于保障我國(guó)糧食安全、減少糧食損失具有重要意義。但是由于農(nóng)作物種類及收獲環(huán)境的變化性與不可控性，在進(jìn)行谷物收獲及籽粒篩分時(shí)，會(huì)出現(xiàn)農(nóng)作物濕料附著在篩面造成篩分系統(tǒng)堵塞，進(jìn)而影響籽粒篩分效率，是目前谷物聯(lián)合收獲機(jī)亟待解決的問(wèn)題之一

。

1 主要部件及應(yīng)用現(xiàn)狀

篩體是谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，主要是通過(guò)與風(fēng)機(jī)配合使用，對(duì)谷物籽粒與雜余進(jìn)行分層，實(shí)現(xiàn)谷物籽粒透過(guò)篩孔，混合物料及雜余無(wú)法通過(guò)篩孔，從裝置末端逐漸排出。因此，篩體中篩孔的類型及材料是影響籽粒及混合物料運(yùn)行的主要因素，直接影響谷物篩分效率。針對(duì)該問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對(duì)篩孔形狀、分布情況及制作材料開(kāi)展大量研究與創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)常見(jiàn)的篩片類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如表1所示。

習(xí)近平指出，“經(jīng)濟(jì)特區(qū)的任務(wù)就是改革，經(jīng)濟(jì)特區(qū)應(yīng)改革而生，我們要承擔(dān)起這個(gè)責(zé)任”。廈門(mén)人民在改革開(kāi)放初期，硬是憑一股闖勁，趟出了一條開(kāi)放發(fā)展之路。

目前，谷物聯(lián)合收獲機(jī)主要用于玉米、小麥、大麥、水稻和大豆的谷物收獲，針對(duì)不同谷物類型，不同篩分系統(tǒng)也基本形成完善的技術(shù)特征(表2)

。目前，我國(guó)主要以大喂入量的谷物聯(lián)合收獲機(jī)為主要應(yīng)用類型，因此，篩分系統(tǒng)主要采用振動(dòng)裝置提高清選面積。國(guó)外谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)主要采用多層篩分及振動(dòng)為主，實(shí)現(xiàn)篩分系統(tǒng)工作高效率，主要以約翰迪爾、凱斯等公司為先進(jìn)生產(chǎn)企業(yè)。在谷物聯(lián)合收獲機(jī)整體性能及應(yīng)用中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能控制與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)先進(jìn)的傳感器技術(shù)及電子元件實(shí)現(xiàn)谷物篩分過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)不同工作環(huán)境及谷物特征進(jìn)行技術(shù)參數(shù)調(diào)整，保證谷物收獲機(jī)篩分系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。但是，目前我國(guó)仍然以引進(jìn)國(guó)外技術(shù)及系統(tǒng)為主，或者進(jìn)行仿制，其核心部件的精密性及可靠性與國(guó)外機(jī)型仍然存在較大的差距。

2 典型篩分系統(tǒng)

對(duì)于數(shù)學(xué)全息定義，從建構(gòu)數(shù)學(xué)科學(xué)體系的角度來(lái)看它是好的定義，但從教學(xué)的角度來(lái)看它既難教又難學(xué)．全息定義和非全息定義的教學(xué)有較大區(qū)別，全息定義一般應(yīng)強(qiáng)化，而非全息定義一般宜淡化．

動(dòng)力系統(tǒng)作為水下航行器的“心臟”一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)對(duì)象. 近年來(lái), 隨著減阻技術(shù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的快速發(fā)展, 高性能艦船及水下航行器的速度得到大幅提升, 同時(shí)也對(duì)水下推進(jìn)裝置提出了更高要求. 按照推進(jìn)方式的不同可將水下兵器推進(jìn)系統(tǒng)分為葉片式與噴射式兩種, 由于葉片在高轉(zhuǎn)速下會(huì)產(chǎn)生“空化”現(xiàn)象, 導(dǎo)致螺旋槳喪失部分推力, 推進(jìn)效率嚴(yán)重降低, 同時(shí)也會(huì)造成葉片的空蝕損傷, 70 Knot也就成為采用螺旋槳推進(jìn)方式的水下兵器不可逾越的速度極限[1].

3 發(fā)展趨勢(shì)

3.1 提高篩分穩(wěn)定性

隨著農(nóng)業(yè)規(guī)?；l(fā)展，對(duì)谷物聯(lián)合收獲機(jī)工作效率提出了更高的要求，谷物聯(lián)合收獲機(jī)也逐漸向大喂入量方向發(fā)展，因此，對(duì)谷物篩分系統(tǒng)工作效率提出了更高的要求。提高谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)分層速率是實(shí)現(xiàn)篩分系統(tǒng)高效發(fā)展的重點(diǎn)及難點(diǎn)。現(xiàn)階段，篩分系統(tǒng)主要是采用平面篩體進(jìn)行谷物篩分，未來(lái)應(yīng)基于相關(guān)動(dòng)力學(xué)軟件及方法(表3)

加強(qiáng)立體篩體下多維谷物運(yùn)動(dòng)模擬研究，提高物料在篩孔中的通過(guò)率。未來(lái)可以與仿生技術(shù)相互結(jié)合，優(yōu)化篩體及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)而提高篩分效率。

3.2 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)篩分

隨著信息技術(shù)、傳感器技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐漸發(fā)展，可以利用物料監(jiān)測(cè)裝置、顯示系統(tǒng)及反饋系統(tǒng)等逐漸提高篩分效率，通過(guò)與智能調(diào)節(jié)裝置相互結(jié)合，實(shí)現(xiàn)谷物篩分過(guò)程中篩分參數(shù)的及時(shí)調(diào)整，在不同的篩分環(huán)境下保證谷物籽粒篩分效率，降低籽粒收獲損失率。進(jìn)一步將視覺(jué)識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)及高速攝像裝置相互結(jié)合，并結(jié)合數(shù)學(xué)模型及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)籽粒篩分參數(shù)的快速預(yù)測(cè)，對(duì)篩分系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)參數(shù)、篩分頻率、風(fēng)口方向的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)谷物收獲篩分系統(tǒng)的智能調(diào)控。

4 結(jié)論

谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)是影響谷物收獲效率的主要影響因素。提高篩分系統(tǒng)工作效率并降低谷物籽粒損失率對(duì)于提高作物整體收獲效率，減少糧食收獲損失具有重要意義。因此，詳細(xì)闡述目前國(guó)內(nèi)外谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)的主要類型及應(yīng)用特點(diǎn)，并詳細(xì)論述了目前市面上典型的谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)常見(jiàn)類型及工作特點(diǎn)，針對(duì)目前谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)存在的問(wèn)題提出未來(lái)我國(guó)谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)主要發(fā)展趨勢(shì)及研究重點(diǎn)，研究結(jié)果可為提升我國(guó)谷物聯(lián)合收獲機(jī)篩分系統(tǒng)工作性能提供理論參考，為提高實(shí)現(xiàn)我國(guó)谷物聯(lián)合收獲機(jī)智能化發(fā)展提供理論依據(jù)。

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