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文 | 史说你知道

编辑 | 史说你知道

一、牧草收割机的发展历程

早期割草工具：在18世纪末和19世纪初，人们使用人力颗粒机或动物力量操作手工割草工具，比如镰刀和手推割草机，这些工具需要大量的人力劳动，效率低下。

手推割草机的发明：1830年代，英国工程师埃德蒙·巴特利特（Edwin Budding）发明了第一台可推动的割草颗粒机机，它采用旋转刀片和齿轮传动，使割草更加高效。

动力驱动的割草机：19世纪中叶，发动机的发明和改进使得牧草收割机能够使用内燃机、蒸汽机或马匹等动力源，这种动力驱动的割草机大大提高了割草效率，减少了劳动力颗粒机的需求。

旋转刀片的引入：20世纪初，旋转刀片的引入使得割草更加迅速和高效，旋转刀片能够以更高的速度割断草地上的植物，节省了时间和人力成本。

悬挂式割草机：20世纪中叶，悬挂式割草机的出现进一步提高了牧草颗粒机收割的效率，悬挂式割草机可以连接到拖拉机或其他农业机械上，通过动力传输来驱动割草刀片。

自动化和智能化：近年来，随着自动化和智能技术的进步，牧草收割机的设计和功能得到了更大的改进，现代的牧草收割机配备了颗粒机传感器、GPS导航和自动控制系统，能够自动调整刀片的高度和速度，以适应不同的地形和草地条件。

二、机械化牧草收割与处理流程

初期准备：在开始收割之前，农民需要做一些准备工作，这包括清理草地上的杂草和障碍物颗粒机，确保收割机的顺利操作。

牧草收割：农民使用牧草收割机进行收割操作，现代牧草收割机通常是悬挂在拖拉机上的设备，收割机的旋转刀片会将牧草切割下来，并将其收集在收割机的容器。

压缩和干燥：收割后的牧草需要进行颗粒机压缩和干燥，以减少体积和提高保存质量，传统的方法是将牧草堆在地面上形成干草堆，等待太阳和风的作用来干燥，现代的方法包括使用牧草打包机将牧草压缩成密实的包裹，或者使用干草机将牧草迅速干燥。

贮存和储存：干颗粒机燥的牧草需要储存以备将来使用，常见的储存方式包括将干草堆放在露天场地、草棚或者存放在干燥、通风的仓库中，保持牧草的干燥和通风是关键，以防止霉变和质量下降。

饲用和加工：收割的牧草可以直接用于饲养动物，如颗粒机牛、羊、马等，牧草通过饲用提供动物所需的营养，此外，牧草也可以用于加工成饲料粉末、饲料颗粒或其他饲料形式，以便更方便地储存和使用。

三、自动化控制技术在牧草收割中的应用

自动导航系统：通过全球定位系统（G颗粒机PS）和其他导航技术，牧草收割机可以实现自动导航和路径规划，这样，机器可以在田间自动完成收割作业，减少人为操作和导航错误，提高作业的准确性和效率。

自动切割控制：利用传感器和控制系统，牧草收割机可以实现颗粒机自动切割控制，通过检测刀具位置、牧草高度和密度，控制系统可以精确控制切割过程，确保牧草的整齐切割和适当高度，以提高牧草的品质和饲料价值。

智能负载调整：自动化控制技术可以监测牧草收割机的负载情况，通过调颗粒机整切割和装载速度，使机器始终保持在最佳工作状态，这样可以避免过度负载或浪费，提高机器的使用效率和能源利用率。

自动化打捆系统：通过自动化控制技术，牧草收割机可以实现自动打捆和打捆密度的控制，自动化打捆系颗粒机统可以根据牧草的密度和形状自动调整打捆机的参数，保证打捆质量和稳定性，提高工作效率。

数据记录和分析：自动化控制系统可以实时记录和分析牧草收割过程中的数据，如收割面积、产量和质量等，这些数据可以用于农业颗粒机管理决策，优化牧草种植和收割计划，提高农业生产的精细化和可持续性。

四、牧场屯草自动化的关键技术和方法

无人机和遥感技术：利用无人机和遥感技术可以实时获取牧场的影像和数据，通过高分辨率图像和遥感数据的分析颗粒机，可以了解牧场的植被状况、草地质量和生长情况，为决定屯草的时间和区域提供有价值的信息。

牧草生长模型：建立牧草生长模型，通过对气候、土壤和肥料等因素的监测与分析，预测牧草的生长情况，这有助于决定何时进行颗粒机屯草以及如何合理分配牧场资源。

自动化屯草设备：使用自动化屯草设备，如自动切割机和自动打捆机，能够自动执行切割、装运和打捆等环节，减少人工操作，提高屯草效率和一致性。

牧草质量监测：通过使用近红外光谱仪等颗粒机传感器技术，对牧草的养分含量、水分含量和营养价值等进行实时监测，这有助于选择合适的牧草品种、调整施肥和灌溉方案，以保证屯草质量和动物的饲料摄入。

数据分析与智能决策支持：收集和分析牧场的各种数据，包括气颗粒机象数据、土壤数据、牧草数据等，利用数据分析和人工智能技术，可以提供智能化的决策支持，如最佳屯草时间、合理资源配置和牧草管理建议等。

远程监控与控制：利用远程监控技术，可以实时对牧场的屯草过程进行监控，并颗粒机进行远程控制和调整，这有助于及时发现并解决问题，提高屯草的效率和质量。

五、全程机械化牧草收割机的整体设计

切割系统：牧草收割机需要配备高效、精确的切割系统，可以实现牧草的均匀切割，这可能包括旋转刀盘、切颗粒机割刀和传动系统等，切割系统应具备适当的调节能力，以适应不同高度和密度的牧草。

装载系统：全程机械化牧草收割机应配备有效的装载系统，可以快速而准确地将收割的牧草装载到运输车辆或打捆机中，装载系统可以采用机颗粒机械装载器、传送带或其他机械装置，能够处理大量的牧草，并具备自动控制和调节功能。

自动化控制系统：全程机械化牧草收割机需要配备先进的自动化控制系统，实现各个系统的协调工作和精确控制，自动化控制系统可以根据颗粒机牧草的高度、密度和质量等参数，调整切割和装载过程的参数和速度，以实现高效而精确的牧草收割。

动力系统：牧草收割机的动力系统需要提供足够的动力来驱动切割和装载系统，通常采用内燃机或电动机作为动力源，需具备颗粒机足够的功率和稳定性，以适应不同工况和牧草类型。

结构设计：全程机械化牧草收割机的结构设计应具备牢固、稳定和耐用的特性，机身结构应适应不同地形和工作条件，具备良好的操控性和机动性，以便于在牧场环境中的操作颗粒机和移动。

人机工程学设计：牧草收割机的人机工程学设计很重要，以确保操作员的安全和舒适，操作台和控制面板应合理布局，便于操作员进行观察和调整，减少操作员的劳动强度和疲劳。

维护和保养便利性：全程机械化牧草收颗粒机割机的设计还应考虑维护和保养的便利性，易拆卸和易更换的零部件、自动润滑系统和预警装置等，可以减少维护时间和成本，确保机器的长期稳定运行。

六、牧草收割机的刀具系统和割刀设计优化

刀盘和刀片材质选择：选择高颗粒机强度、耐磨损的材料用于刀盘和刀片的制造，优质的刀盘和刀片材料可以延长使用寿命，减少维修和更换频率。

刀片形状和角度设计：优化刀片的形状和角度可以提高切割效果和牧草质量，刀片的形状应使其能够顺利穿过牧草的颗粒机茎秆，并确保均匀的切割，此外，刀片的角度也应根据牧草种类和高度进行调整，以确保最佳的切割效果。

割速和刀片间距的调节：根据牧草的密度和高度，合理调节割速和刀片间距，较高的割速和较小的刀片间距可用于稠密、颗粒机高度不一的牧草；而较低的割速和较大的刀片间距适用于稀疏、低矮的牧草，这样可以确保牧草在切割过程中被均匀地割断，并且保持牧草的整齐性和质量。

自动化刀片控制系统：配备自动化刀片控制系统，可以根据牧草的高度颗粒机和密度进行实时调节和优化刀片的工作参数，这样可以提高切割的准确性和一致性，减少对操作员的依赖。

播散器和处理系统：牧草收割机的刀具系统应配备有效的播散器和处理系统，将切割后的牧草均匀撒布，以便后续的干燥颗粒机、装载或打捆处理，播散器和处理系统的设计应确保牧草的均匀性和质量，在牧场内实现高效的牧草收割和处理。

定期维护与保养：刀具系统和割刀需要定期进行清洁、润滑和维护，合理的维护和保养措施可以延长刀具的使用寿颗粒机命，提高牧草收割机的工作效率和可靠性。

七、自动化控制系统的设计与开发

系统需求分析：首先，需要明确自动化控制系统的需求和目标，这包括确定系统所需的功能、性能要求、工作环境条件，以及与其他系统的接口和通信颗粒机要求等。

系统架构设计：基于需求分析，设计系统的整体架构，确定系统的组成部分和模块，确定控制策略和算法，选择适合的传感器、执行器和通信设备等。

硬件设计与选型：根据系统需求和架构设计，选择合适的硬件设备，颗粒机这可能包括控制器、传感器、执行器、通信设备、供电系统等，确保硬件设备的兼容性和可靠性。

软件设计与开发：开发控制系统所需的软件，这可能包括嵌入式软件、控制算法、通信协议、人机界面等，根据系统架构设计的模颗粒机块化原则，逐步开发和调试软件模块。

系统集成与测试：将硬件和软件进行集成，并进行系统测试，测试包括功能测试、性能测试、稳定性测试和兼容性测试等，确保控制系统的正常运行和满足需求。

调试与优化：在测试过程中颗粒机，及时发现和解决问题，优化系统的性能和稳定性，进行必要的调整和改进，以使系统达到最佳工作状态。

八、牧场屯草自动化装置的设计

牧草生长监测系统：安装传感器网络，监测牧草的生长情况，这些传感器可以测量土壤湿颗粒机度、土壤养分含量、气温、光照强度等指标，以及草地覆盖度和牧草的高度。

牧草生长预测模型：基于收集到的生长数据，建立牧草生长预测模型，该模型可以预测牧草的生长速率、最佳收割时间和屯草区域等，为装置的运行提颗粒机供决策支持。

自动化收割机：配备高效的牧草收割机器人，可以根据预测模型的建议，自动收割牧草，收割机器人应该具备精准切割和装载牧草的能力，以提高效率和质量。

牧草存储和管理系统：设计合适的牧草存储和管理系统颗粒机，将收割的牧草进行分类和储存，为保持牧草的新鲜和质量，可以考虑使用真空封装或气调封装等技术。