Полынь серебристая или китайская (Artemisia argyi), многолетнее травянистое растение семейства астровых, широко культивируется по всему Китаю из-за значительной экономической и медицинской ценности. Оснащение производителей полыни специальным комбайном позволит избавиться от утомительного ручного труда и послужит дальнейшему развитию сектора.
Китай – крупнейший производитель и потребитель полыни, а регион Цичунь провинции Хубэй является лидером отрасли, имея площадь посадок в 15 618 гектаров.
Несмотря на быстрый рост в отрасли полыни, традиционные методы сбора урожая остаются преимущественно ручными. Фермеры либо используют ручные косилки для срезания растений и ручного обрывания листьев на перерабатывающих предприятиях, либо обрывают листья вручную непосредственно в поле. Эти методы очень трудоемки и требуют много времени, что делает их непригодными для крупномасштабных операций и препятствуют модернизации отрасли.
Механизированный сбор полыни в Китае давно стал предметом обширных исследований. Недавно команда исследователей факультетов машиностроения Хубэйского технологического университета и Хубэйского инженерного университета представила самоходный полынный комбайн, пригодный для работы на холмистой и гористой местностях.
Полынь - травянистое растение, которое очень чувствительно к заболачиванию. Лучше всего оно растет на наклонных участках и гребнях, которые обеспечивают хороший дренаж и помогают предотвратить корневую гниль. Образцы полыни в этом исследовании представляли собой зрелые растения, собранные в уезде Цичунь провинции Хубэй. Эти растения выращивались с интервалом посадки 39–61 мм и шириной гребня 1600 мм.
Понентов кузова транспортного средства. Платформа для сбора, расположенная спереди, включает в себя барабан с зубьями, поперечную конвейерную ленту, подъемную конвейерную ленту, прижимные шкивы и опорные колеса, что обеспечивает эффективную уборку и транспортировку листьев полыни. Гусеничное шасси включает в себя дизельный двигатель, плунжерный насос переменной производительности и гусеничный ходовой механизм, обеспечивающий питание рабочих устройств и ходовой системы.
Вместо традиционного места водителя и пульта управления, комбайн оснащен системой дистанционного управления для управления всеми функциями. Такая конструкция минимизирует размер машины, снижает ее вес, повышает эксплуатационную гибкость и значительно облегчает работу оператора.
Система дистанционного управления состоит из передатчика, приемника сигнала, процессора сигнала и приводной схемы. Она использует двухджойстиковый пульт F24-60 из серии Lee Telecrane, работающий на частоте 310,3–331,165 МГц с дальностью управления до 200 м. Контроллер построен на основе микроконтроллера STM32G030C8T6, интегрирующего модуль преобразования мощности, схему пропорционального усиления, схему регулировки и модуль связи.
Вспомогательные компоненты, такие как источник питания транспортного средства, дизельный бак, бак гидравлического масла, гидравлические регулирующие клапаны, радиатор и интегрированная система управления, систематически размещены в кузове транспортного средства. Эти компоненты обеспечивают эффективную и стабильную работу комбайна, а также облегчают плановое техническое обслуживание и ремонт.
Комбайн для уборки полыни имеет полностью гидравлическую конструкцию привода. Принцип его работы следующий: уборочная платформа движется вперед вдоль борозд с гусеничным шасси, где прижимные колеса наклоняют полынь, а быстро вращающийся барабан с зубьями очищает листья. Под действием центробежной силы листья отбрасываются по касательной на поперечную конвейерную ленту и затем транспортируются в бункер для материала подъемным устройством, завершая процесс уборки. Во время этого процесса стерня сохраняется, что позволяет растениям полыни отращивать ветви и листья, и это позволяет собирать многократные урожаи в течение трехлетнего периода.
Следует отметить, что основные параметры компонентов, такие как высота уборочной платформы и скорость вращения барабана с зубьями, регулируются. Такая адаптивность гарантирует, что комбайн соответствует требованиям различных агрономий посадки, стадий роста и сортов полыни.
Эффективность перемещения комбайна по полю оценивалась на основе преобладающего типа почвы в уезде Цичунь провинции Хубэй, где широко культивируется полынь. Почва в этом регионе в основном состоит из красного суглинка, который является хорошо дренируемым, стабильным и прочным типом почвы. Учитывая эти характеристики, а также отсутствие заболачивания или грязевых условий во время работы, гусеничная конструкция не требует корректировки для грязевых условий поля. Вместо этого конструкция была сосредоточена на обеспечении устойчивости и тяги на наклонных участках, которые типичны для районов выращивания полыни.
Использование резиновых гусениц улучшает контакт с землей и снижает уплотнение почвы, что делает его очень подходящим для таких ландшафтов. Эта адаптация к почве соответствует эксплуатационным требованиям склонов, где гибкость и устойчивость, обеспечиваемые резиновыми гусеницами, имеют решающее значение для эффективной и надежной работы.
Тест квадратичной регрессии с ортогональным вращением определяет оптимальные параметры: скорость движения вперед 0,8 м/с, скорость барабана 200 об/мин и высота режущего стола 50 мм.
Полевые испытания показывают, что комбайн достигает чистой скорости сбора листьев полыни 93,78%, уровня примесей 13,96%, пригодности листьев полыни 86,23% и эксплуатационной эффективности 0,155 гм2 / ч, сохраняя при этом стабильную работу в полевых условиях. Помимо этих показателей производительности, комбайн снижает зависимость от ручного труда, эксплуатационные расходы и увеличивает прибыльность для фермеров.
Улучшая устойчивость и механизацию сбора полыни, это исследование обеспечивает эффективное решение для выращивания полыни в холмистых и горных районах и способствует устойчивому развитию отрасли.