编者按：随着科技日新月异地发展，农业领域正从“会”种地向“慧”种地大转变。如今，农业机器人已经能完成播种、种植、耕作、采摘、收割、除草、分选以及包装等工作，物料管理、播种和森林管理、土壤管理、牧业管理和动物管理等工作机器人也能实现。可以说，农用机器人已成为农民种养殖最好的帮手!

 

本文以农作物收割机作为机器人的一类，结合收割机研发、生产制造、使用、维修等所需各类专业人才、技能人才、职业人才的教育培养。围绕“神通杯”第一届全国学校联盟小学机器人知识大赛(简称大赛)培养人才的核心目的，对作物收割等相关领域为人才培养方向，予以简议。

众所周知，收割机是由塞勒斯·麦考密克发明的，它是一体化收割农作物的机械。一次性完成收割、脱粒，并将谷粒集中到储藏仓，然后在通过传送带将粮食输送到运输车上，也可用人工收割，将稻、麦等作物的禾秆铺放在田间，然后再用谷物收获机械进行捡拾脱粒。收获稻、麦等谷类作物子粒和秸秆的作物收获机械。包括收割机、割晒机、割捆机、谷物联合收割机和谷物脱粒机等。谷物收获机械是在各种收割、脱粒工具的基础上发展起来的。

在18到19世纪, 美、英等国已经有许多人研制和设计联合收割机, 有人还获得了专利、制造出了样机, 但基本都不具备实用价值。直到20世纪20年代, 联合收割机首先在美国小麦产区大规模使用, 随后迅速推广到了苏联、加拿大、澳大利亚及西欧诸国。进入21世纪, 欧美发达国家已全面实现农业机械化, 联合收割机向大型、高速、可靠及高适应性方向发展。为了提高机器的利用率和适应性并使其高效、安全、可靠地工作, 欧美等国外农机企业普遍采用计算机进行计算机辅助设计 (CAD) 、辅助试验 (CAT) 和辅助制造 (CAM) , 并且融入机电液一体化、自动化及智能化新技术, 对联合收割机的作业参数进行实时监测及调控。如脱粒滚筒负荷检测系统减少或防止产生堵塞现象;收获作业监视系统 (Harves Monitor system) 满足机手实时地观察到机器作业状况、机器位置、行走路线等, 以便进行实时调整;产量测量系统 (Harvest Doc) 实时测量并记录作物产量、湿度、生产率, 用户存储这些信息, 为建立精准农业的处方图奠定基础;喂料速率控制系统 (Harves Smart) 根据脱粒滚筒的农作物喂入量、监视系统 (Vision Tra) 的谷物损失率及发动机负荷三个方面的参数, 通过自动调节联合收割机行走速度, 来保证农作物均衡一致的喂入。由于联合收割机上安装了诸如上述的先进检测及控制技术, 机手只需要负责观察各个检测系统传送到驾驶室显示界面的信息, 进行相关操作便可实现联合收割机在各种田间环境及多种作物不同参数的流畅作业, 中间过程可由各系统识别操作完成。机电液一体化、智能化新技术的应用, 大大提高了联合收割机的作业效率, 减少了谷物损失, 减轻了驾驶员的疲劳程度。

1799年英国最早出现马拉的圆盘割刀收割机;1822年在割刀上方增加了拨禾装置。1826年出现采用往复式切割器和拨禾轮的现代收割机雏型，用多匹马牵引并通过地轮的转动驱动切割器。1831～1835年，类似的畜力小麦收割机在美国成为商品;1851年出现能将割倒的禾秆集放成堆的摇臂收割机;1920年以后由于拖拉机的普遍使用，同拖拉机配套的收割机开始取代畜力收割机。中国于1952年开始生产畜力摇臂收割机和其他类型的畜力收割机;1962年开始发展机力卧式割台收割机和机侧放铺禾秆的立式割台收割机。为适应北方小麦、玉米间套作地区收获小麦的需要，于1977年研制成机后放铺禾秆的立式割台收割机。

目前，收割机种类分为以下类型：侧挂式收割机。采用硬轴传动，主要由发动机、传动系统、离合器、工作部件、操纵装置和侧挂皮带等组成。在传动轴的一端配置0.75～2千瓦的单缸二冲程风冷汽油机和离心式摩擦离合器;另一端安装由减速器和切割刀具组成的工作部件。工作部件的类型很多，常用得为圆锯片、刀片或尼龙丝。作业时，将传动轴的铝合金套管上的钩环挂在操作者肩下的背带上，握住手把，横向摆动硬轴,即可完成切割杂草、灌木等作业。机具重约6～12千克,转速约4500～5000转/分;背负式收割机。用软轴传动，一般构造与侧挂式割灌机相似，不同的是其发动机背在操作者背上，切割部件由软轴传动，发动机功率一般为0.75～1.2千瓦。发动机与背架之间以两点联接并装有特制橡胶件以隔振。软轴为套装在软管内的钢丝挠性轴，用以传递扭矩。软管为敷有橡胶保护套的金属编织网包住的钢带缠卷的螺纹管，以防尘土侵入轴内并保持轴表面的润滑油。割幅一般在1.5～2米之间;手扶式收割机。由行走轮支承机具重量，由人推动机器前进，由发动机驱动工作部件进行切割灌作业。其构造和工作原理同便携式割灌机相似。悬挂式收割机悬挂在拖拉机后面，由动力输出轴驱动工作部件旋转，适用于大面积割灌作业。主要由机架、锯片、传动装置、悬挂装置和推板等组成。割灌作业时，拖拉机后退行驶，工作速度为5公里/小时,可锯直径为10厘米的灌木;卧式收割机。由拨禾轮、一条或前、后两条帆布输送带、分禾器、切割器和传动装置等组成。作业时，往复式切割器在拨禾轮压板的配合下，将作物割断并向后拨倒在帆布输送带上，输送带将作物送向机器的左侧。双条输送带由于后输送带较前输送带长，使穗头部分落地较晚，而使排出的禾秆在地面铺成同机器行进方向成一偏角的整齐禾条，便于由人工捡拾打捆。卧式割台收割机对稻、麦不同的生长密度、株高、倒伏程度、产量等的适应性较好，结构简单;但纵向尺寸较大，作业时机组灵活性较差，多同15千瓦以下的轮式或手扶拖拉机配套，割幅小于2.0米，每米割幅每小时可收小麦4～5亩;立式收割机。被割断的作物直立在切割器平面上，紧贴输送器被输出机外铺放成条。有侧铺放和后铺放两种：侧铺放型收割机由分禾器和拨禾星轮(或拨禾指轮)、切割器、横向立式齿带输送器等组成。割下的作物被拨禾星轮拨向输送器上下齿带，输送器将其横向输送到机器一侧铺放。后铺放型收割机在两分禾器间每30厘米增设一组带拨齿的拨禾三角带、星轮和压禾弹条，使禾秆在横向输送过程中保持稳定的直立状态，到达机器右侧后由一对纵向输送带向后输送，禾秆在压禾板的配合下在机器后方铺放成条。这种机型在套种玉米的情况下可不致将禾条压在玉米苗上，其割幅等于两行玉米间的小麦畦宽。立式割台收割机结构紧凑，纵向尺寸小，轻便灵活，操纵性能好，适于在小块地上收割稻、麦。多同7～9千瓦的手扶拖拉机或15千瓦左右的轮式拖拉机配套，割幅1.1～1.2米;还有同2～3千瓦手扶专用底盘配套的小型自走式收割机，割幅1米左右。

纵观收割机的发展趋势，用新型材料以进一步减轻重量，采用低振动发动机和先进的减振隔振装置并合理配置机件，以减少振动对人体的危害，提高机械的加工和装配精度、改进吸排气系统，以减低噪声，增设各种安全保护装置，以提高作业安全性，在悬挂式割灌机上增设灌木切碎装置，简化割下灌木的清理工序。

有理由相信，通过举办大赛有效促进我国亿万少年儿童认识知识、了解知识、热爱知识。通过本文将有效挖掘广大少年儿童的兴趣爱好、动手动脑能力、创新创意能力。