丘陵山区地形小型玉米收获机的整机结构优化 

一. 引言

玉米是我国重要的粮食作物，在山地丘陵地区广泛种植。然而山地丘陵地形破碎，坡度较大，传统玉米收获机难以在这种地形正常运行，采摘效率较低，机械化率不足 40% 。这种地形劣势已经成为地区农业发展的主要制约因素。实现采摘机械轻量化，操作灵活化是提升丘陵地区农业水平的关键。

二. 丘陵山区小型玉米收获机的现状和挑战

1. 现有机型问题

现有玉米采摘机主要适用于平原等较平坦地区，在丘陵等陡峭地区的适应性不足，使用上存在许多问题，需要进一步优化调整。

地形适应性差：传统轮式底盘在平坦地区能够正常工作，但在坡度较大的坡地易打滑，侧翻。且整机尺寸较大的机器难以通过狭窄田埂，无法满足小型区域工作要求。

行距适应性不足：固定行距收割台没办法满足丘陵山区地形复杂且多样化的种植模式，采摘易导致漏收，堵塞等现象，这样会直接导致作物损失率上升。

2. 丘陵山区的特殊需求

由于丘陵山区特殊地形原因，玉米收获机需要进行整机结构调整。在整体结构方面，整机宽度需要小于 1.2 米，重量控制在 500kg 以内，以便于丘陵陡峭山区的转移与小地块操作。底盘需要针对特殊地形进行防侧翻设计，适应横向坡度

与纵向坡度远大于平地的作业环境。在功能集成方面，采摘机需要兼顾摘穗，剥皮，秸秆粉碎等工作，减少机器协同成本。

三. 整机结构优化设计方案

针对丘陵山区的特殊需求，小型玉米收获机的结构优化需要从底盘、割台、输送系统、动力传动以及智能化等多个维度进行改进。

（一）底盘系统优化

1. 行走机构创新

采用三角履带式底盘，替代传统轮式结构，增加与地面接触面积，增强爬坡与防侧滑，越障能力。三角履带设计进一步优化了机器重心分布，提高在侧坡时的稳定性。底盘设计为可伸缩式，通过液压或者机械调节履带，适应特殊地形不同坡度与地块宽度，扩大安全作业范围，提升行驶稳定性。

2. 机架轻量化与刚性设计

采用高强度轻量化材料制造整体机架，降低整机重量。优化整机结构布局，增加抗扭刚度，减少机械振动与变形，以此适应丘陵山区陡峭颠簸地形。

3. 姿态调整系统

集成倾角传感器与液压调平机构，实时监测机身倾斜角度，自动校准割台，粮仓等部件至水平状态，确保摘穗，剥皮等工序稳定进行，减少粮食损失。

（二）割台系统优化

1. 可折叠分禾器

将左右分禾器设计成折叠关节，作业时展开，通过田埂或者狭窄通道时将其折叠，宽度变化大概由 1.2m 变为 0.8m ，不用拆卸就能灵活进出小地块。分禾器底部装有防滑尖，插入泥土大概 5-10cm ，避免机器震动时分禾器移位，防止漏抓边缘玉米植株。

2. 倾斜式喂入通道

摘穗后的果穗进入一个上宽下窄的倾斜通道，通道内壁贴有光滑塑料板，玉米棒顺着斜坡滑进输送装置，避免堵塞堆积。通道顶部设有观察口，便于随时观察内部情况，及时发现内部卡壳，机械故障等情况。

（三）输送与处理系统优化

1. 高效输送装置

横向输送采用大螺距搅龙，纵向升运采用刮板式结构，减少果穗摩擦损伤；升运器加宽至 800mm 以上，提升机器输送能力，避免造成作业堵塞。

2. 剥皮与籽粒回收集成设计

使用 V 型槽式剥皮装置布局，配合可调速压送辊增加摩擦力，提升机器剥净率至 90% 以上；振动筛式籽粒回收装置分离苞叶中夹杂籽粒，有效减少玉米损失率。

（四）动力与传动系统优化

1. 动力匹配与节能设计

选用 15-30 马力柴油发动机，匹配液压无级变速或者变频电机驱动，实现动力按需分配；优化发动机与液压泵的动力耦合，降低使用油耗，减少使用成本。

2. 闭式液压传动系统

采用双泵双马达独立回路驱动行走，割台及工作装置，减少机械传动链，提升传动效率至 90% 以上，关键部位采用免维护轴承，降低故障频率与维护成本。

结论

小型玉米收获机通过多个维度的改进，全面适配了丘陵山地这种特殊地形的需求，在适应性和作业效能上实现了显著提升。优化升级后，玉米收获机在陡坡，狭窄田埂等环境也能正常进行工作，打滑侧翻情况大大减少，玉米损失率也大大降低。整体有效解决了丘陵山区玉米收获的难题，推动了区域农业机械的发展。

参考文献：

[1] 徐 海 港 , 林 连 华 , 康 云 友 , 等 . 时 风 4YZ-6 型 玉 米 收 获 机 脱粒 装 置 的 研 制 [J]. 农 业 与 技 术 ,2025,45(15):20-25.DOI:10.19754/j.nyyjs.20250815005.

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王建祥，男，大学本科学历，硕士学位，教授，研究方向：农机设计。

宫增民，男高级工程师，研究方向：农业机械设计研发。

基金项目：2023 年山东省农机研发制造推广应用一体化试点项目(NJYTHSD-202318、NYTHSD-202319) 资助。