土豆收獲機近年來得到了較快的發(fā)展，通過機械實現(xiàn)對農(nóng)作物切碎、擠壓和揉搓，并集中處理，顯著減少了土豆飼料前期收獲和加工的工作量，且土豆飼料的品質也得到了快速提升。就現(xiàn)階段土豆收獲機的應用情況來看，很多關鍵技術都得到了較大突破，自主生產(chǎn)的整機品質基本得到了保證，但相對于發(fā)達而言，無論是技術成熟度還是機具的普及程度，都還存在明顯不足，需要農(nóng)機研發(fā)和推廣人員繼續(xù)探索和努力，以利于我國土豆飼料行業(yè)的進一步發(fā)展。
1 土豆收獲機技術特點
現(xiàn)階段，我國使用的土豆收獲機主要以懸掛式和自走式機型為主，為保證收獲效率以中大型機械居多，土豆收獲機在作業(yè)中可實現(xiàn)收獲、粉碎、拋送、集糧等功能，如圖1所示。例如，可以對玉米果實和秸稈等部分實現(xiàn)一次性收獲處理，具有較高的作業(yè)效率，且的土豆收獲機作業(yè)質量高、適應性好、糧食損失少，很適合我國土豆收獲機的需要。現(xiàn)階段的土豆收獲機多采用對行收獲的形式進行，收獲的糧食作物以玉米、高粱為主，由于不同地區(qū)的農(nóng)藝技術不同，農(nóng)作物種植密度和行距存在較大差異，因此各地區(qū)使用的土豆收獲機種類和技術性能也存在一定差別。
土豆收獲機作業(yè)對于農(nóng)時的要求較高，及時收獲有利于獲得..的農(nóng)作物養(yǎng)分和含水率，有利于后期的發(fā)酵處理，因此，土豆收獲機的作業(yè)時期與農(nóng)作物狀態(tài)直接相關，需要使用者密切注意農(nóng)田的生長情況，合理選擇恰當時機進行作業(yè)。
2 土豆收獲機研究現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的土豆收獲機主要依靠人力作業(yè)與機械配合進行，即通過機械或人力將玉米或高粱割倒后，集中收集進行粉碎，再進行發(fā)酵貯存。而隨著農(nóng)業(yè)機械化的普及，我國的大型農(nóng)場、牧區(qū)逐漸引進了土豆收獲機，.初的土豆收獲機多以進口機型為主，例如德國的C1200、C2200、C3000等機型，我國自主研發(fā)的機具多參照國外成熟機具的結構和原理。
早期使用的土豆收獲機多以小型機具為主，采用與拖拉機懸掛作業(yè)的形式進行，在生產(chǎn)效率和作業(yè)質量上與國外技術存在較大差距，對農(nóng)作物的切碎質量通常達不到實際需求，造成土豆收獲機的購置多以國外機型為主。很長一段時間內，我國的土豆收獲機多以小批量生產(chǎn)的形式銷售，且存在較多弊端，例如無法自行開道、小田塊作業(yè)效率低、浪費嚴重等。隨著市場對土豆飼料的需求量增加，很多農(nóng)機廠商意識到了土豆收獲機未來的市場價值，開始著手研究自走式土豆收獲機，現(xiàn)階段應生產(chǎn)較多相對成熟的自走式土豆收獲機，例如4PQ-100型、4QB-60型等。
現(xiàn)階段市場上應用較多的土豆收獲機按結構形式可分為兩大類：即割臺臥式收獲機和割臺立式收獲機，割臺臥式收獲機是傳統(tǒng)的收獲形式，具有適用范圍廣、技術成熟的特點，但其在作業(yè)中易產(chǎn)生較大浪費;割臺立式收獲機屬于新型機具，與臥式割臺的區(qū)別是采用了滾筒式的立式割臺，其結構與農(nóng)作物生長狀態(tài)相適應，能有效減少作業(yè)過程中的糧食浪費問題。
3 土豆收獲機關鍵結構與原理
土豆收獲機的主要工作部件包括喂入裝置、切碎裝置、拋送裝置和籽粒破碎裝置，能實現(xiàn)對多種不同農(nóng)作物的土豆收獲機工作。
3.1 喂入裝置
喂入裝置的作用是可靠的引導并將秸稈喂入收獲機中，現(xiàn)階段對于玉米和高粱的喂入裝置多采用四輥壓縮式喂入結構，通過喂入輥的相對旋轉根據(jù)不同的作物特點，現(xiàn)階段市場上常用的喂入輥包括了刀齒輥、溝齒輥、星齒輥和光輥四大類，實際生產(chǎn)中的喂入裝置會選擇其中2～3類組合進行喂入工作，如圖2所示。其中刀齒輥的喂入能力.強，其次是溝齒輥和星齒輥，光輥喂入能力較弱，通常只作為下喂入輥，而刀齒輥、溝齒輥、星齒輥多作為上喂入輥使用，由于部分機型需強化喂入能力，也可將溝齒輥、星齒輥設計為下喂入輥。四輥喂入結構設計有兩個主要的喂入齒輥，即為上喂入輥，為保證良好的喂入質量，必須使喂入齒輥的間隙可調，以適應不同品種作物的特點。
3.2 切碎裝置
切碎裝置是決定土豆飼料品質的重要裝置，切碎裝置通常采用圓盤刀盤切割或滾刀式切割。由于滾刀式切割器存在能耗高、沖擊力大的缺點，現(xiàn)階段使用量逐漸減少。而圓盤刀盤切割的形式則應用逐漸增多。圓盤刀切割器上安裝有切刀及刀架，切刀刀片采用螺栓安裝，當破損時能夠及時便捷的更換，切刀刀片的形狀多為梯形，要求刀片具有較高的耐磨性，且刀刃的磨角合理，通常磨角在18°～25°之間為宜。切碎裝置在設計時結構比較緊湊，工作中的轉速通常在800～1200 r·min-1，由于采用了固定式結構，切割過程中的振動較少，有利于收獲農(nóng)作物的良好切碎品質，且粉碎的程度更為均勻。
3.3 拋送裝置
拋送裝置主要是將切碎裝置切割后的飼料進行輸送的裝置，能夠將切碎的莖稈等輸送至籽粒破碎裝置中。其關鍵部件是拋送葉片，拋送葉片是飼料拋送的動力源，拋送葉片位于切碎器刀架的一側。每個切碎刀架上均安裝有一個拋送葉片，其作用類似于葉輪，通常情況下，應將拋送葉片設計的直徑盡量大些，以保證切碎的秸稈和果穗能順利被拋出。在將碎段拋離葉板時，碎段速度應大于氣流的速度，同時切碎裝置的切割能力與拋送裝置的拋送能力應匹配，以保證資源的..化利用并避免因作物過長時間停留在切碎裝置中導致粉碎過渡問題出現(xiàn)。
3.4 籽粒破碎裝置
籽粒破碎是新型土豆收獲機的重要工序，籽粒破碎裝置主要包括殼體、刀盤、破碎輥軸、搖桿、帶輪、夾持結構等部件。工作中，通過發(fā)動機提供的動力，皮帶輪帶動破碎輥軸上的多組刀盤實現(xiàn)旋轉，對物料進行揉搓、剪切和破碎，同時在高速旋轉過程中會產(chǎn)生向上的拋送力，將物料破碎后送至拋料筒，并沿拋料筒內壁拋出，由集料車收集并運輸。
4 土豆收獲機的技術發(fā)展趨勢
(1)強化機具的適應能力。針對于現(xiàn)階段農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植的農(nóng)藝技術存在較大差異，很多技術的土豆收獲機盡管性能，但受限于農(nóng)藝技術的影響，在很多地區(qū)作業(yè)時難以發(fā)揮自身優(yōu)勢，反而因適應性不強導致出現(xiàn)糧食浪費、效率低下等問題。因此，應重點針對割臺的適應能力強化設計，使割臺在行距適應方面得到增強，同時設計更合理的仿形機構，以適應不同農(nóng)田的地形需求。
(2)提高機具的自動化程度。從土豆收獲機的結構上來說，現(xiàn)階段的機具仍然存在體型龐大、結構臃腫的問題，應積加強機電液一體化技術的應用，利用電子技術實現(xiàn)更多的自動控制功能，例如行距自動調節(jié)、自動對行、切碎量與拋送量的自動匹配等。
(3)向綠色農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。節(jié)能減排是所有農(nóng)機裝備優(yōu)化的重要方向，首先，機具整體向大型化和高速化發(fā)展，有利于提高工作效率，同時減少資源消耗;其次，向寬幅化發(fā)展有利于提高單個機具的作業(yè)能力，進而減少單位面積的作業(yè)量;.后，將定位技術、地理信息技術和遙感技術與收獲機進行融合，有利于提高作業(yè)的..度和科學性，減少糧食和資源的浪費。
(4)加強機具故障預警技術的研究。針對于大型土豆收獲機，由于結構復雜、體積龐大，駕駛員很難及時發(fā)現(xiàn)細節(jié)處的故障或零部件損壞，因此，針對易損件和重要部位應重視故障檢測技術的應用，例如對零件溫度、振動、噪音的檢測，對可能存在的故障做到技術預警。