李曉英 郭飛龍 吳穎琪

摘要：在我國(guó)農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的同時(shí)，相關(guān)生產(chǎn)方式也面臨一定的挑戰(zhàn)。如今，我國(guó)農(nóng)村人口空心化，大量青壯勞動(dòng)力不再從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，農(nóng)村剩余勞動(dòng)力大多為老人、兒童等，致使農(nóng)村勞動(dòng)力不足。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)模式已不能滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求，智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。文章基于對(duì)山區(qū)農(nóng)民收割作業(yè)流程的深入分析，將目標(biāo)用戶群體在運(yùn)輸、貯藏、收割等環(huán)節(jié)的需求作為設(shè)計(jì)點(diǎn)，將用戶需求轉(zhuǎn)化為功能后進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)面臨的諸多問題，文章提出以下優(yōu)化點(diǎn)：一是優(yōu)化收割作業(yè)流程，減少非必需的人力工作，從而實(shí)現(xiàn)單人高效完成全部作業(yè)；二是優(yōu)化秸稈還田的方式，減少病蟲害的發(fā)生及腐熟過程中對(duì)農(nóng)作物養(yǎng)分的爭(zhēng)奪；三是采用模塊化、智能化的手段，增強(qiáng)收割、桔梗入田、裝車、運(yùn)輸?shù)攘鞒痰慕y(tǒng)一性、流暢性；四是深挖不同使用情況下的農(nóng)機(jī)使用場(chǎng)景，增加農(nóng)機(jī)閑時(shí)使用頻率，拓展使用方式。對(duì)智能化小型收割機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行深入設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，增加農(nóng)機(jī)的使用場(chǎng)景，減少秸稈還田的部分問題，能為我國(guó)山區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一定的積極影響，其中，創(chuàng)新性的功能可促進(jìn)山區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)良好發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供服務(wù)支持。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；小型聯(lián)合收割機(jī)；智能化產(chǎn)品；創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-9436（2023）04-000-04

如今，農(nóng)業(yè)自動(dòng)化不斷發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上得到了廣泛應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)發(fā)展水平較高的國(guó)家中，自動(dòng)化農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅形成了適合其國(guó)情的農(nóng)機(jī)裝備體系，且不斷向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。當(dāng)前，我國(guó)農(nóng)村人口空心化問題日益凸顯，大量青壯年勞動(dòng)力退出土地耕種，留守農(nóng)村的婦女、老人等弱勢(shì)勞動(dòng)力承擔(dān)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，提高農(nóng)機(jī)智能化水平，加快智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用發(fā)展，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提質(zhì)增效。同時(shí)，農(nóng)業(yè)規(guī)?；?jīng)營(yíng)為智能化農(nóng)機(jī)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利環(huán)境，新型職業(yè)農(nóng)民群體的發(fā)展加速了智能化農(nóng)機(jī)的普及，新型農(nóng)村合作社為農(nóng)機(jī)智能化和智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供了機(jī)制保障［1］。本文根據(jù)前述問題，結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，為新型職業(yè)農(nóng)民群體設(shè)計(jì)智能化聯(lián)合收割機(jī)。該聯(lián)合收割機(jī)可實(shí)現(xiàn)智能化收割及秸稈還田，能夠提高收割效率并減少人力消耗。

1 背景

1.1 我國(guó)耕作土地及勞動(dòng)力現(xiàn)狀

我國(guó)丘陵地區(qū)面積遼闊，約占國(guó)土面積的70%［2］。丘陵山區(qū)具有地塊面積小、形狀相對(duì)不規(guī)則的特點(diǎn)，而且相鄰地塊之間高度落差較大，各個(gè)農(nóng)田之間的通道過于狹窄。調(diào)研現(xiàn)有產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)，其具有機(jī)器整體尺寸過大、通過性差等不足，從而引發(fā)了相關(guān)農(nóng)機(jī)在作業(yè)中效果不理想等問題。

隨著農(nóng)業(yè)人口的大量轉(zhuǎn)移，農(nóng)村剩余勞動(dòng)力以老人、兒童為主，勞動(dòng)力匱乏，新的科學(xué)技術(shù)也無法有效推廣，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)資源的利用效率不高，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，部分地區(qū)還出現(xiàn)了拋荒等問題［3］。在社會(huì)轉(zhuǎn)型的今天，農(nóng)村勞動(dòng)人口結(jié)構(gòu)逐漸變化，智能化農(nóng)機(jī)的應(yīng)用有助于解決農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力斷層和匱乏的問題。

1.2 農(nóng)機(jī)市場(chǎng)調(diào)查

調(diào)研農(nóng)機(jī)市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，目前市面上的小型聯(lián)合收割機(jī)的品牌主要是雷沃谷神、沃得銳龍、中聯(lián)谷王、久保田、東方紅等。同時(shí)，國(guó)內(nèi)小型農(nóng)機(jī)產(chǎn)品制造企業(yè)多為中小型企業(yè)，且在發(fā)展特性上保持著獨(dú)特性。

對(duì)我國(guó)市面上小型聯(lián)合收割機(jī)的品牌特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，首先在產(chǎn)品上，機(jī)械設(shè)備性能、適用性和性價(jià)比等方面較國(guó)外品牌有一定優(yōu)勢(shì)，但整體材質(zhì)、裝配工藝、制件質(zhì)量和產(chǎn)品可靠性等還有待提升。其次，在設(shè)計(jì)上，我國(guó)農(nóng)機(jī)在產(chǎn)品形體、線性風(fēng)格、色彩配置、比例尺度及裝飾等外觀方面，與國(guó)外產(chǎn)品存在一定的差距，具有形體粗笨、線條凌亂、色彩單一等諸多問題，這阻礙了我國(guó)小型農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的市場(chǎng)化發(fā)展。

2 小型農(nóng)機(jī)現(xiàn)狀

2.1 小型收割機(jī)產(chǎn)品案例

在前文所述的小型農(nóng)機(jī)品牌中，久保田更專注于小型收割機(jī)，機(jī)械尺寸更小且故障率較低，更適合于小地塊收獲農(nóng)作物，故而廣受好評(píng)。本文以久保田4LZ-4A8（PR01008Q）聯(lián)合收割機(jī)為例進(jìn)行分析。

該型號(hào)收割機(jī)行走、爬坡能力強(qiáng)，并結(jié)合液壓、電控技術(shù)，匹配多功能手柄。整機(jī)外形尺寸為5370 mm×2500 mm×2745 mm，配備54節(jié)特制的凹形履帶，可以適應(yīng)小型耕地任意地況。機(jī)械匹配了獨(dú)特的右側(cè)分禾器，可在作業(yè)前，打開右側(cè)分禾器，增加50 mm的割幅，從而使割幅達(dá)到2.05 m，擴(kuò)大右側(cè)割尖與右側(cè)履帶邊緣的距離，減少履帶壓田埂的情況。在脫粒方面，采用大直徑長(zhǎng)脫粒滾筒，可保證脫粒干凈，損失較少。久保田4LZ-4A8（PR01008Q）型機(jī)械在一定程度上能夠完成山區(qū)農(nóng)作物的收割作業(yè)，但其在根本上并未擺脫當(dāng)前的傳統(tǒng)耕作方式，即在我國(guó)山地耕作方式下，因土地歸屬問題，各地塊均需多人操作機(jī)械，完成谷物入袋，效率較低，且增加了用戶操作的負(fù)擔(dān)。

2.2 我國(guó)山地農(nóng)作物收割流程分析

當(dāng)前我國(guó)山地農(nóng)作物收割主要采用半機(jī)械化收割的方式，即采用收割機(jī)收割完成后，由人力完成谷物裝袋，主要流程如圖1所示。待農(nóng)作物成熟后，將收割機(jī)開進(jìn)農(nóng)田中進(jìn)行收割。在收割的過程中，機(jī)械會(huì)完成谷物脫粒、桔梗打碎入田等工序，然后將谷物裝入收割機(jī)的谷倉。等谷物倉裝滿后，由多個(gè)農(nóng)民在旁邊將谷物裝入袋中或直接倒入停在路旁的運(yùn)輸車中，從而完成整個(gè)收割過程。對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)農(nóng)民并未購買收割機(jī)進(jìn)行作物收割，而是采用租賃的方式，在農(nóng)忙時(shí)雇傭他人收割作物。這種方式致使大多數(shù)農(nóng)民在農(nóng)忙時(shí)節(jié)爭(zhēng)搶收割時(shí)間，大大延長(zhǎng)了作業(yè)時(shí)間，而部分農(nóng)民因被動(dòng)更改工作時(shí)段，增加了負(fù)擔(dān)。

2.3 機(jī)會(huì)點(diǎn)分析

一是優(yōu)化收割作業(yè)流程，減少非必需的人力工作，實(shí)現(xiàn)單人高效完成全部作業(yè)。二是調(diào)整桔梗入田的方式方法，采用高溫消毒、添加腐熟菌劑及氮肥的方式，減少病蟲害的發(fā)生及腐熟過程中對(duì)農(nóng)作物的養(yǎng)分爭(zhēng)奪［4-5］。三是采用模塊化、智能化的手段，增強(qiáng)收割、桔梗入田、裝車、運(yùn)輸?shù)攘鞒痰慕y(tǒng)一性、流暢性。四是深挖不同使用情況下的農(nóng)機(jī)使用場(chǎng)景，增加農(nóng)機(jī)閑時(shí)使用頻率，拓展使用方式。

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 流程設(shè)計(jì)

本文針對(duì)前述問題，提出了一種能夠單人完成收割、脫粒、秸稈還田、裝車、運(yùn)輸?shù)炔僮鞯闹悄芑⌒凸任锫?lián)合收割機(jī)的設(shè)計(jì)方案，其能在安全作業(yè)的前提下，簡(jiǎn)化用戶的操作流程，減少用戶的操作負(fù)擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)在山區(qū)丘陵地區(qū)的行車與作業(yè)，完成對(duì)農(nóng)作物的智能化收割。其具體工作流程如圖1所示。

在流程一中，由用戶駕駛裝載有兩個(gè)中轉(zhuǎn)中心且拖掛著自動(dòng)收割機(jī)的小型運(yùn)輸車，來到作業(yè)農(nóng)田旁邊。到達(dá)目的地后，卸下兩個(gè)中轉(zhuǎn)中心及自動(dòng)收割機(jī)，開始作業(yè)。在流程二中，完成收割作業(yè)的收割機(jī)將谷物倒入谷物中轉(zhuǎn)中心，同時(shí)可以在中轉(zhuǎn)中心補(bǔ)充自動(dòng)收割機(jī)消耗掉的腐熟菌劑及化肥。在流程三中，當(dāng)其中一個(gè)中轉(zhuǎn)倉裝滿后，用戶即可將中轉(zhuǎn)倉裝車，將谷物運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的儲(chǔ)存場(chǎng)地，同時(shí)添加相應(yīng)的腐熟菌劑與化肥。此時(shí)返回農(nóng)田場(chǎng)地，卸下已經(jīng)空置的中轉(zhuǎn)倉，再次將另一個(gè)滿載的中轉(zhuǎn)倉裝車，完成循環(huán)。

3.2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)

圖2 智能化小型聯(lián)合收割機(jī)系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)前述工作流程與功能，需要對(duì)當(dāng)前的車輛、收割機(jī)與中轉(zhuǎn)站進(jìn)行創(chuàng)新再設(shè)計(jì)，如圖2所示。整個(gè)智能化聯(lián)合收割機(jī)系統(tǒng)由一輛運(yùn)輸車、兩個(gè)中轉(zhuǎn)倉與一個(gè)自動(dòng)化小型聯(lián)合收割機(jī)組成，下面將對(duì)其結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行單獨(dú)介紹。

3.3 運(yùn)輸車設(shè)計(jì)

我國(guó)山區(qū)公路地形復(fù)雜、路窄、彎道多、坡度較陡，且因?yàn)榈匦?、氣候、溫度、濕度、地質(zhì)條件等，路況通常較差。針對(duì)山區(qū)地形路面窄與路況差等特點(diǎn)，對(duì)運(yùn)輸車的底盤、尺寸及運(yùn)輸方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。運(yùn)輸車采用4個(gè)規(guī)格為8.25R16LT 6PR的輪胎，能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的路況與地形，且負(fù)載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性優(yōu)良。運(yùn)輸車機(jī)身尺寸（長(zhǎng)×寬×高）設(shè)計(jì)為4560 mm×1610 mm×1870 mm，底盤高度300 mm，能夠更好地適應(yīng)山區(qū)地形及路面。考慮到其特殊的使用方式，車廂部分采用無底盤設(shè)計(jì)，有助于運(yùn)輸車適配中轉(zhuǎn)倉的裝配與運(yùn)輸。

在車廂部分，為了保證中轉(zhuǎn)倉在運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性，不在過差的路況下出現(xiàn)左右、前后晃動(dòng)及傾倒的狀況，將車廂部分的外殼抬高，從而在左右方向上支撐起中轉(zhuǎn)倉。車廂內(nèi)部添加了固定卡槽，在前后方向上固定了中轉(zhuǎn)倉；車廂獨(dú)特的底部凸起設(shè)計(jì)，在給予后輪一定的結(jié)構(gòu)空間及動(dòng)力空間的同時(shí)，還能夠在上下方向?yàn)橹修D(zhuǎn)倉提供支撐；為了保證能夠固定拖拽收割機(jī)，運(yùn)輸車的車廂后部設(shè)計(jì)了活動(dòng)的連接卡扣，能夠方便用戶在一定范圍內(nèi)輕松連接收割機(jī)，且保證其穩(wěn)固性與安全性。此外，為了增加用戶的使用場(chǎng)景，提高產(chǎn)品使用率，農(nóng)閑時(shí)可在車廂內(nèi)部增添底盤，以滿足日常的工作需求。

3.4 中轉(zhuǎn)倉設(shè)計(jì)

秸稈還田具有降低勞動(dòng)強(qiáng)度、補(bǔ)充土壤養(yǎng)分、促進(jìn)腐熟菌劑活動(dòng)、減少化肥使用量、改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，但在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于秸稈還田量過大或不均勻，土壤秸稈還田生物即秸稈轉(zhuǎn)化的腐熟菌劑常常與作物幼苗爭(zhēng)奪養(yǎng)分，導(dǎo)致死苗弱苗，增大土壤間隙。同時(shí)，其會(huì)將秸稈上的病原體帶到土壤中，致使來年發(fā)生病蟲害，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的經(jīng)濟(jì)損失。

在粉碎秸稈的同時(shí)，應(yīng)添加適量的腐熟菌劑及氮肥，以補(bǔ)充腐熟菌劑分解時(shí)所消耗的土地養(yǎng)分，從而減少對(duì)農(nóng)作物的養(yǎng)分爭(zhēng)奪。針對(duì)秸稈還田的特點(diǎn)，對(duì)中轉(zhuǎn)倉物料輸送口進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)，650～1850 mm是存取物品最方便、使用頻率最高、視線最佳的區(qū)域［6］。在中轉(zhuǎn)倉中，在底部支撐柱未啟用的條件下，可添加氮肥及腐熟菌劑的物料輸送口，其頂面高度為1000 mm，物料輸送口高150 mm、寬620 mm，均符合人機(jī)工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，可幫助用戶更舒適地完成物料添加等作業(yè)。

中轉(zhuǎn)倉的工作環(huán)境有農(nóng)田旁、倉庫等場(chǎng)地，具有不平穩(wěn)、土壤松軟等特點(diǎn)，針對(duì)中轉(zhuǎn)倉所處的環(huán)境特點(diǎn)，應(yīng)對(duì)其支撐伸縮桿與底部支撐平面進(jìn)行設(shè)計(jì)。支撐伸縮桿由四個(gè)單獨(dú)的小電機(jī)與一個(gè)大電機(jī)分別控制，可根據(jù)不同的水平位置，由其內(nèi)部的水平儀傳感器操控，輸出不同的功率，保持相對(duì)的平穩(wěn)。在中轉(zhuǎn)倉底部，設(shè)計(jì)支撐平面，以增大接觸面積，減少中轉(zhuǎn)倉對(duì)地面的壓強(qiáng)，防止中轉(zhuǎn)倉出現(xiàn)傾覆、陷入等問題。

為方便運(yùn)輸車安全且高效地將中轉(zhuǎn)倉對(duì)接入車廂中，對(duì)中轉(zhuǎn)倉的外觀進(jìn)行設(shè)計(jì)。中轉(zhuǎn)倉兩側(cè)造型尺寸均小于中間最寬處，運(yùn)輸車可從任意方向?qū)?。在?duì)接時(shí)，由中轉(zhuǎn)倉的底部支撐伸縮柱抬起到最高高度，此時(shí)運(yùn)輸車在中轉(zhuǎn)倉和運(yùn)輸車上的距離傳感器、定位傳感器等的輔助下，完成對(duì)接。

為了使運(yùn)輸車的底部空間高于300 mm，防止底盤過低導(dǎo)致在各種路況下對(duì)車體或中轉(zhuǎn)倉造成損壞，在對(duì)接完成后，即中轉(zhuǎn)倉到達(dá)車廂最內(nèi)處后，中轉(zhuǎn)倉的底部支撐伸縮桿收縮歸位，在重力的作用下，中轉(zhuǎn)倉即可搭在車廂內(nèi)部的凸起處，隨即進(jìn)行自動(dòng)固定，完成中轉(zhuǎn)倉的對(duì)接。中轉(zhuǎn)倉上兩側(cè)的橡膠摩擦墊可增加與運(yùn)輸車車廂內(nèi)側(cè)的摩擦力，減少對(duì)車廂的損耗。同時(shí)，中轉(zhuǎn)倉前后的橡膠摩擦墊可以防止過差的路況導(dǎo)致中轉(zhuǎn)箱前后位移而撞擊車廂內(nèi)部，減小對(duì)車廂的損耗。在卸掉中轉(zhuǎn)倉的過程中，由中轉(zhuǎn)倉自動(dòng)解開固定配件，其底部的支撐伸縮桿伸出接觸地面，此時(shí)中轉(zhuǎn)倉并未與運(yùn)輸車的車廂有接觸。利用中轉(zhuǎn)倉與地面的摩擦力，保持中轉(zhuǎn)倉的位置不動(dòng)，運(yùn)輸車向前移動(dòng)，中轉(zhuǎn)倉即可與運(yùn)輸車脫離。

中轉(zhuǎn)倉設(shè)計(jì)有出糧口，如圖3，用戶在到達(dá)需要卸掉倉內(nèi)谷物的場(chǎng)地后，打開鎖住的糧倉卡扣，中轉(zhuǎn)倉的前門即可打開，方便用戶將谷物傾倒，完成后續(xù)的工序。

3.5 自動(dòng)收割機(jī)設(shè)計(jì)

針對(duì)我國(guó)山區(qū)田塊面積小、分散、冷浸爛泥田多等特點(diǎn)，自動(dòng)收割機(jī)采用了小型化與自動(dòng)化的設(shè)計(jì)。自動(dòng)收割機(jī)以嵌入式PC處理器為核心，結(jié)合IOT技術(shù)和Linux嵌入式系統(tǒng)，搭載GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、RFID、視覺傳感器、攝像頭等設(shè)備，并通過物聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)、無線網(wǎng)等傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)［7］。線路規(guī)劃采用多級(jí)PID沿線控制、動(dòng)態(tài)PID沿邊控制和BFS算法，以及基于有限狀態(tài)機(jī)的目標(biāo)點(diǎn)導(dǎo)航算法，完成基于柵格法的全路徑規(guī)劃［8］。在割臺(tái)方面，收割機(jī)割臺(tái)寬度1250 mm，采用V型往復(fù)式割刀型式。撥禾輪采用偏心式，其直徑600 mm，撥禾輪板數(shù)為5個(gè)。理論作業(yè)速度1～3 km/小時(shí)，喂入量3.8噸/小時(shí)。其內(nèi)部脫粒滾筒采用一個(gè)釘齒式滾筒，尺寸為360 mm×1000 mm。同時(shí)，內(nèi)部采用兩個(gè)尺寸不同的旋切機(jī)，以達(dá)到更為細(xì)致的秸稈粉碎效果，且在旋切的過程中噴灑腐熟菌劑與氮肥，幫助秸稈更好地腐熟。因機(jī)器的使用環(huán)境大多為面積不超過一畝的小塊耕地，以國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的2021年數(shù)據(jù)為例，畝產(chǎn)約940斤，換算成體積約為200 L，而收割機(jī)糧倉的體積設(shè)計(jì)為550 L，能夠滿足絕大多數(shù)的耕地收割作業(yè)。

收割機(jī)采用前低后高式履帶底盤設(shè)計(jì)，不僅具有優(yōu)良的通過性與穩(wěn)定性，且爬坡能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)水田、山地等多種復(fù)雜地形。在收割機(jī)履帶設(shè)計(jì)中，單側(cè)外形尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為1000 mm×400 mm×320 mm，軌距為600 mm。履帶式行走系統(tǒng)包括18節(jié)履帶、驅(qū)動(dòng)輪與拖帶輪，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)其運(yùn)行，并配有緊張裝置保持履帶工作穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)加減速直行、轉(zhuǎn)彎等功能，能充分滿足多種環(huán)境下的行走、爬坡、收割等作業(yè)要求。

我國(guó)農(nóng)村地區(qū)的路面硬化率在95%以上［9］。我國(guó)交通道路法規(guī)定，履帶車可能損害公路路面，因此不得在公路上行駛，故對(duì)收割機(jī)的行走部進(jìn)行設(shè)計(jì)。收割機(jī)的硬質(zhì)路面行走部，采用四組往復(fù)式電機(jī)，能夠在300mm范圍內(nèi)伸縮。在運(yùn)輸狀態(tài)時(shí)，由收割機(jī)連接臂掛在運(yùn)輸車后部的連接卡扣上，同時(shí)硬質(zhì)路面行走部伸出，從而支撐起收割機(jī)，使其履帶距離路面高度為100mm。硬質(zhì)路面行走部并未安裝有驅(qū)動(dòng)方式，而是采用由運(yùn)輸車拖拽的從動(dòng)行走方式。在到達(dá)作業(yè)場(chǎng)景后，收割機(jī)收回硬質(zhì)路面行走部，由更適合松軟路況的履帶代替行走。

輸糧口組件由一個(gè)直徑為150 mm的輸糧口、腐熟菌劑輸入口、激光測(cè)距傳感器、電磁鐵與橡膠軟管組成。收割機(jī)完成收割作業(yè)后，將自動(dòng)前往中轉(zhuǎn)倉，由輸糧口組件上的激光測(cè)距傳感器對(duì)準(zhǔn)中轉(zhuǎn)倉的傳輸接口，對(duì)準(zhǔn)完成后，收割機(jī)輸糧口組件上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與電磁鐵相互配合，橡膠軟管給予一定的活動(dòng)位移空間，完成對(duì)接。對(duì)接完成后，進(jìn)行谷物傾倒與腐熟菌劑和氮肥補(bǔ)充。

4 結(jié)語

本項(xiàng)設(shè)計(jì)研究對(duì)我國(guó)農(nóng)村人口空心化、人口老齡化與山地農(nóng)村的環(huán)境、工作流程等方面進(jìn)行了分析與總結(jié)，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的農(nóng)機(jī)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行了較為細(xì)致的探究。針對(duì)當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨的諸多問題，從減少人力的角度出發(fā)，通過流程設(shè)計(jì)與產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)，提出了一款智能化小型收割機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，旨在提升我國(guó)山區(qū)農(nóng)民勞作舒適性，改良勞作工具，增加農(nóng)機(jī)的使用場(chǎng)景，減少秸稈還田存在的部分問題。智能化小型收割機(jī)系統(tǒng)對(duì)我國(guó)山區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有一定的積極影響，其中的創(chuàng)新性功能可促使山區(qū)生態(tài)農(nóng)業(yè)良好發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供支持。

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作者簡(jiǎn)介：李曉英（1972—），女，湖北廣水人，碩士，教授，研究方向：智能交互設(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)。

郭飛龍（1998—），男，河南洛陽人，碩士在讀，研究方

向：智能交互設(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)。

吳穎琪（1998—），女，廣東佛山人，碩士在讀，研究方

向：智能交互設(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)。