采收和加工秸稈的機(jī)械發(fā)展研究文獻(xiàn)綜述在采收和加工秸稈的過(guò)程中，主要受到秸稈所具有的物理機(jī)械特性的影響，同時(shí)嗎，這些因素也是對(duì)相關(guān)機(jī)具進(jìn)行改進(jìn)等的基礎(chǔ)。隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)秸稈的利用做出了進(jìn)一步的研究，尤其是秸稈所具有的物理機(jī)械特性。在對(duì)物料進(jìn)行定位以及設(shè)計(jì)相關(guān)機(jī)械的過(guò)程中，不僅需要對(duì)秸稈類物料的剪切，而且還需要對(duì)其所具有的拉伸力學(xué)特性等進(jìn)行研究，只有這樣才能夠加快收獲的速度，減少相關(guān)設(shè)備的能量消耗，與此同時(shí)，還能夠加快加工方法是的研究。一、秸稈力學(xué)特性研究現(xiàn)狀（一）剪切力學(xué)特性世界上已經(jīng)針對(duì)作物莖稈所具有的剪切學(xué)特性進(jìn)行了多次的研究，其中研究最多的就是測(cè)定牧草等所具有的剪切力學(xué)特性。PrinceRP等（2016）主要研究了紫花苜蓿所具有的彈性模量，并在研究中通過(guò)計(jì)算得出了青桿彈性模量的平均值，即0.225Gpa，經(jīng)過(guò)烤箱烤干之后，其平均值就會(huì)發(fā)生變化，由原來(lái)的0.225Gpa變成現(xiàn)在的1.45Gpa；PrasadJ等（2018）針對(duì)玉米秸稈的截面積做出了研究，在研究中得出了不僅秸稈的截面積，而且其含水量都會(huì)對(duì)機(jī)械的切割力造成一定的影響，進(jìn)而對(duì)玉米稈所具有的剪切性能進(jìn)行了確定，當(dāng)機(jī)械的加載速度達(dá)到了每分鐘200mm，這種速度下的剪切強(qiáng)度能夠達(dá)到最大的均值即3.3MPa；當(dāng)提升加載速度到?jīng)]分鐘1000mm時(shí)，反而會(huì)降低剪切強(qiáng)度的最大均值，讓其從原來(lái)的3.3MPa降為現(xiàn)在的2MPa；M.J.O'Dogherty等（2018）在展開的物理研究中，主要按照莖節(jié)分段的方式對(duì)小麥秸稈進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)測(cè)量之后得出小麥秸稈的剪切強(qiáng)度的范圍，即最大值為7.26MPa,最小的值為4.91MPa；吳子岳、高煥文等（2021）經(jīng)過(guò)研究之后得出，玉米秸稈的切斷功耗會(huì)對(duì)秸稈的切速度造成一定的影響，并從研究結(jié)果中得出了切斷速度越快，切割的根數(shù)越多，功能損耗越大，但是增量也會(huì)在切割的過(guò)程中逐漸減少，將兩根玉米秸稈完全切斷的速度為每秒13.6m；向家偉等（2017）人在研究的過(guò)程中，優(yōu)化了甘蔗切割機(jī)所設(shè)定的切割參數(shù)，得出影響切割功耗和切割損失的參數(shù)主次順序?yàn)榈侗P轉(zhuǎn)速＞刀盤傾角＞刀刃滑切角，得到了最佳切割參數(shù)組合；孫占峰等（2017）通過(guò)試驗(yàn)研究了稻草秸稈的剪切力學(xué)特性，獲得了剪切特性指標(biāo)如稻草秸稈硬度為44.96MPa、剪切破壞能為202.22N·m、剪切破壞力為138.6N、剪切破壞應(yīng)力為26.97MPa等；A.Esehagbeygi等（2019）在研究小麥結(jié)果的過(guò)程中，找出了小麥秸稈的含水率和剪切高度不僅與剪切具有的應(yīng)力有關(guān)，而且還收到彎曲盈利的影響，進(jìn)而得出了取樣高度能夠?qū)τ衩捉斩挼募羟袕?qiáng)度造成一定的影響；Igathinathane等（2019）從三個(gè)方向分別對(duì)切削力和極限力等所造成的影響進(jìn)行了測(cè)試，譬如節(jié)間和節(jié)點(diǎn)上的垂直，又如傾斜度，再如平行等，從研究中可以看出切割方向等的不同，所帶來(lái)的切削力-唯一特性也會(huì)不一樣；吳明亮等（2019）針對(duì)油菜秸稈所具有的切割力特性展開了研究，從研究中得出了對(duì)油菜的切割造成影響的因素有多種，譬如刀片的形式，猶如切割的位置等，而在整個(gè)切割過(guò)程中，滑切則是最佳的組合，而最佳的切割高度則是40cm，且選擇鋸齒刀按照每秒20cm的速度進(jìn)行切割；李玉道等（2011）針對(duì)棉花秸稈所具有的剪切力學(xué)性能展開了研究，從中得出了當(dāng)秸稈的含水率達(dá)到了30%或者50%時(shí)，就會(huì)對(duì)切割的強(qiáng)度帶來(lái)一定的影響，這種情況下，無(wú)論時(shí)剪切功，還是剪切強(qiáng)度都較低，但是如果秸稈的含水率偏高或者偏低的情況下，就會(huì)提高剪切功或者剪切強(qiáng)度，如果含水率達(dá)到了60%，此時(shí)就能夠達(dá)到最大的剪切強(qiáng)度，且剪切功和剪切強(qiáng)度最低會(huì)達(dá)到1N.M和0.6MPa，而最強(qiáng)時(shí)能夠達(dá)到4.5N.M和1.8MPa；羅海峰等（2012）等針對(duì)龍須草進(jìn)行了研究，并從研究結(jié)果中得出了切割根數(shù)越多，莖稈的剪切力就越大，當(dāng)對(duì)根部和中頂部位進(jìn)行切割時(shí)，剪切力就會(huì)逐漸的降低。陳爭(zhēng)光等（2012）主要針對(duì)秸稈皮所具有的剪切特性對(duì)切割速度所帶來(lái)的影響進(jìn)行了研究，從結(jié)果中可以看出，無(wú)論是剪切速度還是含水率都會(huì)對(duì)玉米秸稈的剪切強(qiáng)度造成一定的影響；陳超科等（2016）借助萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)對(duì)高粱桿的壓縮等進(jìn)行了測(cè)試，從研究數(shù)據(jù)中可以看出，剪切部位越往上，剪切功越小。（二）拉伸力學(xué)特性M.J.O'Dogherty等（2015）以拉伸力學(xué)特性作為核心對(duì)小麥秸稈開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究后表示，小麥秸稈所呈現(xiàn)出的抗拉強(qiáng)度最小為21MPa，最大為31.2MPa；趙春花等（2019）在研究后表示，相對(duì)比禾本科牧草，在抗拉強(qiáng)度上豆禾牧草展現(xiàn)出的情況非常好；陳爭(zhēng)光等（2012）在研究后表示，取樣高度會(huì)對(duì)抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)帶來(lái)一定的影響。于勇等（2012）從三個(gè)因素出發(fā)，對(duì)玉米秸稈所具有的拉伸特性所帶來(lái)的影響進(jìn)行了研究，從試驗(yàn)結(jié)果中可以看出，取樣位置越高，含水率越多，樣品的最大拉伸力越小，同時(shí)玉米秸稈的抗拉強(qiáng)度就越強(qiáng)；尹秋等（2018）借助拉伸實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)香蕉秸稈展開了研究，并從研究中得出，無(wú)論時(shí)含水率，還是加載速度和加載部位都會(huì)會(huì)秸稈的拉斷力產(chǎn)生一定的影響，譚露露等（2018）等借助拉伸實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)棉花秸稈展開了相關(guān)的研究，從研究結(jié)果中得出秸稈的含水率和秸稈直徑等都會(huì)對(duì)棉花的抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生一定的影響；含水率越高，秸稈的直徑越大，棉花秸稈的抗拉強(qiáng)度就越強(qiáng)，而秸稈的直徑越大，在進(jìn)行破壞的過(guò)程中，隨需要的彎曲力就會(huì)越小。從現(xiàn)有的研究中可以看出：相關(guān)的專家學(xué)者針對(duì)秸稈所具有的拉伸力展開了眾多的研究，并且已經(jīng)取得了一定的成果，但是卻很少針對(duì)秸稈類物料所具有的拉伸特性進(jìn)行研究。（三）彎曲力學(xué)特性ChatopadhyayPS等（2009）借助萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)機(jī)，對(duì)高粱莖稈所具有的特性進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)探索了其在進(jìn)行壓縮等的過(guò)程中，吸收能量進(jìn)行變化過(guò)程中的規(guī)律。郭玉華等（2013）從水稻抗倒伏的角度研究了不同栽培條件對(duì)莖稈彎折力、斷面模數(shù)、基節(jié)折斷彎矩、彎曲應(yīng)力和株高的影響；李曉東、邢芳等（2017），通過(guò)彎曲試驗(yàn)對(duì)玉米秸稈進(jìn)行了相關(guān)的研究，從研究結(jié)果中可以看出，秸稈的含水率越大，秸稈彎曲載荷在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的減小之后，就不會(huì)在發(fā)生變化，但是當(dāng)位移增大的過(guò)程中，彎曲載荷的速度就會(huì)加快，當(dāng)速度達(dá)到最大時(shí)，就會(huì)逐漸的減速；張開飛等（2016）通過(guò)彎曲實(shí)驗(yàn)對(duì)大豆秸稈展開了相關(guān)的研究，從研究結(jié)果中可以得出，如果加載速度不變，要想使秸稈能夠彎曲；李紅波等從不同的角度針對(duì)冬小麥所具有的力學(xué)特性展開了研究，從中得出了冬小麥所具有的機(jī)械特性不僅受到生長(zhǎng)期的影響，而且還受到取樣位置和品種的影響。另外，Schulgasser等（2017）在研究中得出，植物莖組織不僅具有非均質(zhì)性，而且各向異性也非常高，且這些特性必須在力學(xué)行為中才能反映出來(lái)。袁志華等（2018）在研究中針對(duì)農(nóng)作物莖稈建立了相應(yīng)的力學(xué)模型，并在相關(guān)的力學(xué)理論和方法的幫助下，通過(guò)計(jì)算得出了能夠表達(dá)農(nóng)作物莖稈臨界力的表達(dá)式；高夢(mèng)祥等（2018）從不同的方面針對(duì)玉米秸稈進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)試試驗(yàn)，從中得出了玉米秸稈所具有的機(jī)械特性產(chǎn)生的單因素效應(yīng)會(huì)對(duì)莖葉的連接力等帶來(lái)一定的影響；ChristoPherT.wright等（2017）在研究中針對(duì)大麥進(jìn)行了壓縮試驗(yàn)，小麥進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，并針對(duì)玉米進(jìn)行了彎曲試驗(yàn)，在試驗(yàn)中得出了一生物力學(xué)特性為基礎(chǔ)，對(duì)不同品種的秸稈進(jìn)行區(qū)分的模型和相關(guān)的方法。二、草簾編織機(jī)研究現(xiàn)狀在對(duì)平面式草簾機(jī)編織裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要對(duì)專業(yè)用封包機(jī)做出了參考。不同于普通的縫紉機(jī)，封包機(jī)不僅能夠通過(guò)單線對(duì)結(jié)扣進(jìn)行編織，而且還能夠采用雙線進(jìn)行互鎖；但是普通縫紉機(jī)只能進(jìn)行雙線縫紉。雖然都是參考了封包機(jī)的設(shè)計(jì)原理，但是機(jī)針的動(dòng)作機(jī)構(gòu)卻不同于封包機(jī)，封包機(jī)在封包的過(guò)程中，采用的時(shí)上下聯(lián)動(dòng)的方式，從上往下進(jìn)行編織，但是草簾機(jī)時(shí)從下往上進(jìn)行編織，整幅草簾的編織需要借助多針共同聯(lián)動(dòng)，通過(guò)這樣的方式，不僅能夠縮短傳動(dòng)路線，而且還能夠讓結(jié)構(gòu)更加的緊湊。李云林等（2015）在試驗(yàn)中主要針對(duì)平面式草簾編織機(jī)的工作過(guò)程做出了相應(yīng)的分析，其在研究中得出編織草簾的過(guò)程中，比較適合采用封包機(jī)單線結(jié)扣的方式，這一理論也在研究中得到了證實(shí)。單線編織平面草簾機(jī)機(jī)針主要通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行草簾的編織，這種情況下，連桿機(jī)構(gòu)不僅存在較大的沖擊，而且還會(huì)帶來(lái)較大的振動(dòng)。樸海平等在研究中制造出了一種雙線草簾編織機(jī)，該設(shè)備采用的時(shí)齒輪傳動(dòng)的方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，切主齒輪和被動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)比為1：1，這種比例能夠解決連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)中脫扣和振動(dòng)噪音大等問(wèn)題。當(dāng)前，只有通過(guò)人工的方式才能完成草簾機(jī)的鋪草作業(yè)，一般情況下，拆捆和人工橫向鋪草最低需要1人和4人，最多需要2人和6人，而草簾的最終完成則需要借助送草機(jī)構(gòu)和編草機(jī)構(gòu)，并且通過(guò)人工來(lái)對(duì)草簾的寬度和厚度來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的控制。翟行彪、王學(xué)偉等經(jīng)過(guò)研究制造除了氣缸驅(qū)動(dòng)分草機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)能夠讓稻草成束，并借助電機(jī)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓草和自動(dòng)放草，稻草成束的整個(gè)過(guò)程可以分為7個(gè)部分，譬如喂草和送入過(guò)程，又如分草和壓草過(guò)程；再如抓草、行進(jìn)和放草過(guò)程。在分離稻草的過(guò)程中，采用的是縱向“抓-拔”的方式，通過(guò)這樣的方式，雖然能夠提升人工鋪放的效率，但是機(jī)器的成本的較高。從上述的研究中可以看出，針對(duì)力學(xué)特性所展開的研究主要涉及到以下幾種作物，譬如高粱，又如小麥和玉米等，此外，還包含了向日葵等經(jīng)濟(jì)作物，并針對(duì)相關(guān)力學(xué)特性在工程中的應(yīng)用展開了研究。當(dāng)前，水稻秸稈的主要應(yīng)用為切碎還田，除了針對(duì)其具有的切割特性進(jìn)行了相關(guān)的研究，其他方面的研究幾乎沒(méi)有，尤其時(shí)含水率較小的水稻秸稈。以秸稈所具有的力學(xué)特性的現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，在研究中需要解決以下問(wèn)題：①對(duì)秸稈所具有的生物學(xué)特性進(jìn)行確認(rèn)。②對(duì)自然干燥之后的水稻秸稈所具有的力學(xué)特性進(jìn)行研究。為秸稈攤鋪裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化提供一定的幫助。另外，在實(shí)際實(shí)踐中，草簾加工由于具備的附加值非常少，所以，在長(zhǎng)期發(fā)展中呈現(xiàn)出的發(fā)展速度非常慢，久而久之，使得其目前的發(fā)展依然處于非常明顯的半自動(dòng)化階段，且對(duì)于人工蒲草提出的需求非常大，如若這種情況不能得到妥善解決，則草簾編織今后的發(fā)展必然會(huì)受到一定的影響，因此，圍繞著物料攤鋪技術(shù)和機(jī)械兩者進(jìn)行深度研究，顯然有著非常大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)踐意義。參考文獻(xiàn)[1]趙西川.加大力度提高秸稈綜合利用率[J].農(nóng)技服務(wù)，2014，31(03):183.[2]李勝男，紀(jì)雄輝，鄧凱，等.區(qū)域秸稈資源分布及全量化利用潛力分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(12)：221－228.[3]張國(guó)，逯非，趙紅，等.我國(guó)農(nóng)作物秸稈資源化利用現(xiàn)狀及農(nóng)戶對(duì)秸稈還田的認(rèn)知態(tài)度[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2017，36(05)：981－988.[4]周良，卞正茜.一次受夏收作物秸稈焚燒影響形成灰霾天氣的機(jī)理分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41(4):1693－1694，1764.[5]發(fā)改委：力爭(zhēng)到2020年秸稈綜合利用率超85%[J].北方牧業(yè)，2015(23):15.[6]張家碩．秸稈綜合利用的支持政策研究[D]．楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2017.[7]彭春艷，羅懷良，孔靜.中國(guó)作物秸稈資源量估算與利用狀況研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2014，35(03)：14－20.[8]周良.對(duì)國(guó)內(nèi)秸稈利用現(xiàn)狀的思考[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，40(32):15853－15855.[9]王亞靜，畢于運(yùn)，高春雨.中國(guó)秸稈資源可收集利用量及其適宜性評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43(9)：1852－1859.[10]霍麗麗，趙立欣，孟海波，等.中國(guó)農(nóng)作物秸稈綜合利用潛力研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019(13)：218－224.[11]孫妮娜，董文軍，王曉燕，等.東北稻區(qū)水稻收獲秸稈處理方式綜合效果研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2020，51(04)：69－77..[12]李金紅.新時(shí)期推動(dòng)農(nóng)作物秸稈綜合利用方式轉(zhuǎn)變的思考[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013(12)：80－83.[13]王智卓.秸稈綜合利用前景途徑及存在問(wèn)題與解決辦法[J].吉林蔬菜，2018，(7):42－44.[14]王永軍，郭航，田秀娥.農(nóng)作物秸稈飼料化的技術(shù)路線與關(guān)鍵技術(shù)[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，36(12):6－11.[15]宋湛謙.構(gòu)建秸稈高效利用體系實(shí)現(xiàn)秸稈利用全產(chǎn)業(yè)鏈[J].科技導(dǎo)報(bào)，2015，33(4):1－1.[16]王丹丹.農(nóng)作物秸稈的綜合利用與可持續(xù)發(fā)展[J].農(nóng)機(jī)化研究，2020，42(11)：264－268..[17]劉曉東，郭文斌，王春光，等.秸稈類物料的力學(xué)特性研究現(xiàn)狀與探索[J].農(nóng)機(jī)化研究，2019，41(06):265－268.[18]PrinceRP，BartokTW，BradwayDW.ShearStressandModulusofElasticityofSelectForages[J].TransactionsoftheASAE，2019，12(3)：426－429.[19]PrasadJ，GuptaC.P.Mechanicalpropertiesofmaizestalkasrelatedtoharvesting[J].AcademicPress，2019，20(1)：79－87.[20]O'DoghertyM.J，HuberJ.A，DysonJ，MarshallC.J.AStudyofthePhysicalandMechanicalPropertiesofWheatStraw[J].JournalofAgriculturalEngineeringResearch，2015，62(2)：133－142.[21]吳子岳，高煥文，張晉國(guó).玉米秸稈切斷速度和切斷功耗的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2021(02)：38－41.[22]向家偉，楊連發(fā)，李尚平.小型甘蔗收獲機(jī)切割器試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017(11)：158－163.[23]孫占峰，蔣恩臣．稻草秸稈力學(xué)特性研究[J]．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，38(5)：660－664．[24]EsehaghbeygiA，HoseinzadehB，KhazaeiM，etal．Bendingandshearingpropertiesofwheatstemofalvandvariety[J]．WorldAppliedSciencesJournal，2019，6(8):1028－1032．[25]IgathinathaneC，Woma