摘要：随着我国畜牧业的快速发展，秸秆饲料需求量越来越大，玉米秸秆含有丰富的碳水化合物、蛋白质和脂肪，可作为饲料直接饲喂。玉米是我国种植面积最大的主粮，在玉米收获作业中，茎穗兼收玉米收获机的重要性随着农业现代化进程的加快而凸显出来。割台装置作为该类玉米收获机的核心部件，其性能优劣直接关系到果穗收获的作业效率、质量以及玉米秸秆切碎均匀性、资源化综合利用率。本文阐述了多种茎穗兼收玉米收获机割台装置的类型，详细剖析了其工作原理、优缺点，并介绍了相关的改进研究成果，同时展望了该领域未来的发展方向，旨在为茎穗兼收玉米收获机割台装置的进一步研发与优化设计提供有价值的参考。

　　关键词：茎穗兼收；玉米收获机；割台装置；发展趋势

       前言

　　我国玉米种植面积大、分布广，农艺种植模式呈现多样化现状，玉米种植行距不一致，决定了我国玉米收获机械的需求多样化，机械类型主要有果穗收获型、果穗收获+秸秆还田型、籽粒直收+秸秆还田型和穗茎兼收型等。随着我国农业现代化的不断推进，农业机械化的需求日益增长。玉米作为我国种植面积最大的主粮之一，不仅在国家粮食安全战略中占有重要地位，同时也是农业发展中的芯片产业。随着我国畜牧业的快速发展，对秸秆饲料需求量越来越大，玉米秸秆含有丰富的碳水化合物、蛋白质和脂肪，可作为饲料直接饲喂。玉米籽粒和秸秆在饲料、化工原料、新能源、环保材料等诸多行业用途广泛，特别是在当前环保政策日益严格、资源化循环利用成为趋势的背景下，我国对玉米果穗和秸秆的需求带动了茎穗兼收玉米收获机的推广应用[1-3]。

　　与现代农业追求高效、环保的理念相一致，茎穗兼收玉米收获机在完成玉米果穗采收的同时，有效地收集处理玉米秸秆，提高了玉米秸秆资源化综合利用率。割台装置作为茎穗兼收玉米收获机直接与玉米果穗、茎秆接触并进行作业的关键部分，其性能对整个收获作业的效果起着决定性作用[4-5]。

　　然而，在实际的农业生产环境中，玉米种植条件复杂多变，品种繁多，割台装置在作业过程中面临诸多挑战。例如，不同地区土壤肥力、气候条件以及种植密度差异，导致玉米植株生长状况参差不齐，这就要求割台装置具备良好的适应性。但目前的割台装置普遍存在果穗损失率高、秸秆切碎不均匀、作业适应性差等问题，制约了茎穗兼收玉米收获机的推广应用以及作业效益的提升。

　　2茎穗兼收玉米收获机割台装置类型简析

       2.1卧式割台装置

　　卧式割台装置主要由切割器、拨禾链、输送装置等组成。机械作业时，拨禾链将玉米植株有序地拨向切割器，切割器通常采用往复式或圆盘式结构。往复式切割器的结构相对简单，制造和维护成本较低，其工作原理是通过切割刀片的往复直线运动来切断玉米茎秆。由于其切割速度有限，在面对玉米茎秆粗壮、种植密度较大的情况时，容易出现切割不畅、堵塞等问题；圆盘式切割器则利用高速旋转的圆盘刀片进行切割，具有切割速度快、效率高、对不同生长状况玉米植株的适应性较强等优点，但它对制造精度的要求较高，成本也相对较高。

　　拨禾链中的拨禾轮转速和位置是影响玉米植株引导效果的重要因素。如果拨禾轮转速过快，可能会导致玉米植株被过度拉扯，从而造成倒伏；而转速过慢，则无法有效地将植株拨向切割器，容易出现漏割现象。输送装置的输送能力必须与切割速度相匹配，如果输送能力不足，切割速度较快时，割下的玉米秸秆无法及时被输送，会在割台处堆积，影响收获效率。鲜食玉米收获机在高速作业时，会出现摘穗后茎秆不能顺利抛出、抛送过程茎秆堵塞等问题，董学虎、张培等增设后拨禾轮和导向板疏导玉米茎秆，有效地避免了玉米秸秆喂入堵塞，提高了作业流畅性[6]；肖洋轶、杨锐等对偏心拨禾轮进行了研究，仿真与分析了拨禾轮运动轨迹，明确了偏心拨禾轮最佳工作参数，确定了调节范围，对于提升割台工作性能具有重要意义[7]。偏心拨禾轮在旋转过程中，能够产生不均匀的作用力，增强了对倒伏玉米的扶起能力，减少了漏割现象，提高了收获效率。

　　卧式割台收获过程中，往复式切割器的切割速度与玉米收获机的作业速度不匹配，导致玉米收获机作业效率低，且往复运动中产生的惯性力大，导致收获机振动和噪音大。李默、吴千等设计研究了链齿式切割器，该切割器切割阻力小，降低了切割功耗，有效地避免了堵塞，提高了收获作业效率[8]。

　　2.2立式割台装置

　　立式割台装置主要由立式摘穗辊、夹持输送装置等组成。玉米收获机作业时，玉米茎秆首先被切割，由夹持输送装置准确地输送到立式摘穗辊处，完成果穗与玉米茎秆的分离。该装置的显著优点是：摘穗后果穗与摘穗辊接触时间较短，有效地降低了果穗籽粒损伤，提高了果穗收获质量。

　　立式摘穗辊的结构设计丰富多样，不同的辊型和表面花纹对摘穗效果有着显著的影响。耿端阳、李玉环等设计了多棱立辊式摘穗装置，该装置在工作过程中能够使玉米茎秆在摘穗过程中左右高频摆动，避免了果穗被夹在摘穗辊间发生啃伤[9]。但是，多棱异型立辊的制造工艺相对复杂，加工精度要求较高，增加了生产成本。

　　立式摘穗辊可实现鲜食玉米柔性低损收获，提高了鲜食玉米的果穗品质，它也可收获水果玉米、糯玉米、甜加糯玉米等品种。张道林、孙永进等提出了立辊式玉米摘穗、3段式摘穗辊结构，该结构集摘穗与秸秆切碎功能于一体，通过理论分析与试验测试，明确了主要参数选择依据，提高了收获作业质量[10]。针对玉米收获机立式割台夹持输送不稳定、断茎率高等问题，辛尚龙、赵武云等研究设计了夹持输送间隙随植株茎秆粗细自适应调节的夹持输送装置，可有效地夹持和输送在立辊式割台上的被切断玉米植株，且可依据不同玉米茎秆直径自动调整夹持输送间隙，使玉米植株单株有序喂入，提高了立式割台玉米植株的通过性能[11]。

　　2.3组合式割台装置

　　组合式割台装置具有可调节结构，能够适应不同含水率玉米的收获作业。该装置将圆盘式切割器与可调式摘穗板组合，作业过程中，圆盘式切割器能够快速切断玉米茎秆，提高了切割效率；而可调式摘穗板则利用摘穗板和拉茎辊的协同作用，将玉米果穗与茎秆分离，果穗与拉茎辊不接触，降低了果穗损伤[12]。河北英虎农业机械股份有限公司研制了双层割台、可调式摘穗板、剪切式摘穗辊、柔性拨禾链等，通过对割台、摘穗板、摘穗辊等摘穗装置进行结构设计及分析，优化了工作面刃口倾斜角度、拉茎部件长度等结构参数，通过田间反复试验、数据分析，明确了最佳工作参数，提高了玉米果穗、秸秆收获效率与质量，降低了籽粒损失率，可满足玉米收获机对高含水率玉米、鲜食玉米和常规玉米的摘穗作业和秸秆回收。

　　组合式割台装置常采用链式与螺旋式输送机构结合的方式。链式输送机构具有输送能力大、对物料适应性强的优点；而螺旋式输送机构能够根据物料特性和输送要求，精准地控制物料输送速度与方向，通过调整输送机构的转速与倾角，优化物料的输送速度与方向，提高了物料输送效率。河北英虎农业机械股份有限公司针对玉米秸秆回收效率低、喂入口堵塞等问题，研制了集玉米秸秆切断、收集、喂入、切碎等功能的玉米茎穗兼收用全新秸秆收获装置，独创了辅助喂入辊+绞龙收集的玉米秸秆收集喂入机构，实现了低转速下的高效喂入和防堵塞，提高了割台输送效率和可靠性。

　　3结语

　　茎穗兼收玉米收获机割台装置主要结构形式包括卧式、立式、组合式等，不同形式的割台装置在提高玉米果穗收获质量、秸秆收获效率等方面均取得了良好的效果，但是依然存在果穗损失、玉米秸秆切碎不匀、对复杂作业环境适应性差等问题。

　　随着智能化控制技术应用于玉米收获机，割台装置也将实现智能化控制。智能化控制系统利用传感器对玉米植株高度、茎秆直径、果穗位置等进行实时监测，同时结合田间地理信息，自动调节割台高度、切割速度、摘穗辊间隙等，实现精确收获作业，提高收获效率、收获效果和作业质量。但是，玉米田间收获作业环境复杂，智能化控制系统适用性、稳定性有待提高，同时，应加强对玉米收获机机手的技术培训，促进智能化割台装置在实际生产作业中的应用。还要优化割台装置，采用高强度、轻量化的新材料，提高割台装置耐磨性和抗腐蚀性，延长使用寿命、降低制造成本，减轻割台装置的整体重量，降低能耗。

　　应考虑不同地区玉米种植模式和农艺要求的差异性，针对特定地区的玉米品种、种植密度、地形条件等，设计符合实际生产要求的割台装置，满足茎穗兼收玉米收获机在不同实际生产环境中的应用。

　参考文献：

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　　[2]崔佳鹏.茎穗兼收型玉米机收获机械发展现状与展望[J].农机使用与维修,2022,(05):27-29.

　　[3]王学海,杨香林,王立刚.鲜食玉米夹持摘穗装置设计与应用[J].河北农机,2023,(22):6-8.

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　　[8]吉林大学.一种用于玉米根茬收获的链齿式切割器:201910036865.6[P].2021-09-24.

　　[9]耿端阳,李玉环,孟凡虎,等.玉米收获机多棱立辊式摘穗装置设计与试验[J].农业机械学报,2017,48(03):84-91.

　　[10]张道林,孙永进,赵洪光,等.立辊式玉米摘穗与茎秆切碎装置的设计[J].农业机械学报,2005,(07):50-52+76.

　　[11]辛尚龙,赵武云,石林榕,等.立辊式玉米收获割台夹持输送装置设计与试验[J].农业工程学报,2023,39(09):34-43.

　　[12]庄伟娜,张鹏元,倪国庆,等.玉米收获机摘穗装置的结构现状及技术发展方向[J].农业机械,2022,(11):93-96.

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