1、引用本文格式李震，刘京蕊，李传友，等QY42R 型遥控割草机性能测试J农业工程，2022，12（10）：9-12 DOI：10.19998/ki.2095-1795.2022.10.002 LI Zhen，LIU Jingrui，LI Chuanyou，et alPerformance test of QY42R robotic lawnmowerJAgricultural Engineering，2022，12（10）：9-12QY42R 型遥控割草机性能测试李震1，刘京蕊1，李传友1，滕飞1，赵铁伦2，杨雅静1，张莉1（1.北京市农业机械试验鉴定推广站，北京 100079；2.北京市房山区
2、农业机械技术推广站，北京 102400）摘要：为解决包括老式果园在内的农业农村领域狭小区域的杂草收割问题，参照标准 GB/T 109382008旋转割草机、GB/T 141762012林业机械以汽油机为动力的便携式割灌机和割草机，对 QY42R 型遥控割草机进行性能测试。结果表明，QY42R 型遥控割草机性能较好，其中割幅利用系数为 99.8%，割净率达到 99.1%，基本无漏割情况发生；其纯作业效率 0.152 hm2/h，为人工割草作业的 4.2 倍以上；作业成本较人工割草作业节省 48%以上。关键词：遥控割草机；果园；割草作业；性能测试中图分类号：S224文献标识码：A文章编号：2095
3、-1795（2022）10-0009-04DOI：10.19998/ki.2095-1795.2022.10.002Performance Test of QY42R Robotic LawnmowerLI Zhen1，LIU Jingrui1，LI Chuanyou1，TENG Fei1，ZHAO Tielun2，YANG Yajing1，ZHANG Li1（1 Beijing Agricultural Machinery Experiment Appraisal Popularize Station，Beijing 100079，China；2 Beijing Fangshan Agric
4、ultural Machinery Technology Extension Station，Beijing 102400，China）Abstract：In order to solve problems of weed cutting in the narrow area of agricultural and rural areas including old orchard，accordingto standard GB/T 109382008 rotary mowers and GB/T 141762012 forestry machinery，gasoline powered po
5、rtable brush cuttersand grass trimmers，performance of QY42R robotic lawnmower was tested Results showed that QY42R robotic lawnmower has goodperformance，in which utilization coefficient of cutting range was 99.8%，net cutting rate could reach 99.1%，and there was basicallyno missing cutting Its pure o
6、peration efficiency was 0.152 hm2/h，which was about 4.2 times of that of manual mowing Meanwhile，operating cost was more than 48%lower than that of manual mowingKeywords：robotic lawnmower，orchard，grass cutting，performance testing 0引言北京市果园面积 15.4 万 hm2，全市从业果农达30.9 万户1。随着果园种植规模迅速扩展，种植模式不断变化、机械化作业需求递增，
7、种植模式逐渐趋向于矮砧密植2。然而，当前北京市果园却仍以传统种植模式为主，尤其是樱桃、桃子等鲜果，以及板栗、核桃等干果还基本采用旧式果园形式种植，树冠大、树杈矮、行间距不统一，除草作业人工管理操作空间小、劳动强度大3。在农村环境整治、建设美丽乡村的要求下，以及农村劳动力短缺、雇工难的形势下，种植园区内、农村周边等杂草丛生狭小地块的杂草机械化割草问题亟待解决。现有大型割草机虽能满足这些区域的割草量需求，但是机型大、进入困难；小型草坪用割草机体型较小，能够满足狭小空间作业的要求，但是割草量小4。为解决以上问题，在前期调研基础上，筛选了一款适宜该区域割草作业的 QY42R 型遥控割草机，并对其性能进
8、行测试。1材料与方法 1.1果园概况试验于 2020 年 7 月 24 日在北京市房山区韩村河镇金冠果业有限公司进行，试验地块为樱桃园，冠径最宽 6 m，行距 6 m，株距 3 m，树冠的最低高度为 70 cm，地面较平整，树间杂草较密，草体平均高度 55 cm。收稿日期：2022-03-12修回日期：2022-08-17作者简介：李震，硕士，工程师，主要从事农机化技术推广工作E-mail：张莉，通信作者，硕士，高级工程师，主要从事农机化技术推广工作E-mail：第 12 卷 第 10 期农业工程Vol.12No.102022 年 10 月AGRICULTURAL ENGINEERINGOct
9、.2022 1.2试验机具测试机具为 QY42R 型遥控割草机（图 1），其主要由发动机、行走轮、行走机构、刀片、控制系统和遥控器组成，适用于果园、园林、草坪、平原和梯田大坝等地块的割草作业。该款割草机具有以下优点：一是相对乘坐式割草机而言，其体积小巧灵活，外形高 58 cm，狭小空间及郁闭树下通过性好；二是通过遥控操作手柄实现远程操控，最远遥控距离可达 100 m；三是能够实现前进、后退双向作业。QY42R 型遥控割草机技术参数如表 1 所示。图 1QY42R 型遥控割草机Fig.1 QY42R robotic lawnmower 表 1QY42R 型遥控割草机技术参数Tab.1 Speci
10、fic parameters of QY42R robotic lawnmower项目数值长宽高/（cmcmcm）13212758（最低可调至50）割草高度/cm510可调发动机额定功率/kW9额定转速/（rmin1）2 800最高转速/（rmin1）3 600刀片数量2形状直刀电机额定功率/kW0.5额定电压/V48油箱容量及介质/L2（92#汽油）转弯半径/cm180 1.3试验方法参 照 标准 GB/T 109382008 旋 转 割 草 机 、GB/T 141762012林业机械以汽油机为动力的便携式割灌机和割草机，选定的测区长20 m，两头稳定区长20 m。试验时，往返行程各测 2
11、次5-8。1.3.1割幅测定测量割草机在工作时垂直于机器前进方向割草的实际宽度，每一行程在测区内等距测定不少于 2 处。计算其均值，即为平均实际割幅。其割幅利用系数按式（1）计算。Kf=AgsAgl100%（1）Kf式中割幅利用系数，%Ags平均实际割幅，mmAgl平均理论割幅，mm 1.3.2割茬高度测定在测定割幅的同时，沿割幅方向在全割幅内测量，以平放于地面上的 1 m 长钢板尺为基准，每次等距测定 20 株以上，每一行程等间隔测两点。1.3.3漏割损失率测定在测区内，全割幅范围内测定未割草去掉割茬（设定高度）后的质量即为单位面积漏割损失量。每点沿机组前进方向测 1 m 长，每一行程等间隔
12、测两次，按式（2）计算漏割损失率。SL=GLGY100%（2）SL式中漏割损失率，%GL单位面积漏割损失量，g/m2GY单位面积应割草总质量，g/m2GY测 量 方 法：在 试 验 田 内，随 机 取 5 个 样 点（1 m1 m），将样点内的草按照要求的割草高度全部割下，称质量取平均值。1.3.4割草作业速度测定割草机正常作业时，记录其作业 30 m 需要的时间，往返各 2 次，取平均值。1.3.5割草纯生产率测定通过割草作业过程中记录各类事件和与其对应的作业量来表示。割草作业过程时间用完成割草作业时间表示，包括作业时间和非作业时间。作业时间包括纯工作时间、地头转弯空行时间、工艺服务时间（机
13、具入地对行时间）。非作业时间包括调整保养时间（停机润滑、调整和保养等时间），故障停机（排除故障及在工作地点更换或修复失效零件等时间），以及转移时间（1 km 以内空行转移时间或场上作业机具在同一场地）。按式（3）计算纯生产率。Pe=FTe60（3）Pe式中割草纯生产率，m2/minF完成割草作业面积，m2Te纯割草作业时间，s 1.3.6油耗割草机作业不少于 666 m2，测定单位面积油耗。测定不少于 3 次，取平均值。2结果分析 2.1作业质量割草机作业质量数据分析如表 2 所示。10 农业工程装备与机械化 2.1.1割幅垂直于机器前进方向的割草实际宽度，即实际割幅平均值为 89.8 cm。
14、经过测量割刀的直径，得到割草机的理论割幅为 90 cm。根据式（1）计算得出，QY42R型割草机割幅利用系数为 99.8%，说明其在割草作业时有效割幅基本为两割刀外径的最大值。2.1.2割茬高度割草机作业时，可根据作业需求、作业环境等条件，调整割刀安装高度为 510 cm。由于割草机的割刀为直刀形式，为保证作业时不发生铲土现象进而影响试验结果，将割刀安装高度调至 10 cm，即理论割茬高度为 10 cm。QY42R 型割草机沿割幅方向在全割幅内测量，实际最大割茬高度为 20 cm，最小割茬高度为 10 cm，实际割茬高度平均值为 11.9 cm，数据方差为 6.9，标准差为 2.6，割茬高度变
15、异系数（标准差/平均值100%）为 22.1%。分析原因后得出，实际割茬高度较理论割茬高度有一定偏差主要是果园地面不平整造成的。2.1.3漏割损失率割草机作业后，测得在割幅范围内的单位面积漏割损失量平均值为 14.0 g/m2，单位面积应割草总质量平均 值为 1 466.7 g/m2，漏 割 损 失 率 平 均 值 为 0.9%。QY42R 型割草机基本能将割幅范围的草体割净，割净率达到 99.1%，几乎无漏割情况发生。2.2作业效率（纯生产率）割草机作业效率参数如表 3 所示。作业速度为1.20 m/s，纯作业效率 0.152 hm2/h，作业效率为绳式割灌机的 2.8 倍、人工割草作业的
16、4.2 倍以上，作业效率有显著提升。同时，使用 QY42R 型割草机时，仅需 1名工作人员操作遥控手柄即可完成杂草割草作业，相较于使用传统背负式割灌机和人工镰刀作业，可以大大减轻劳动者的作业强度。2.3作业成本燃料消耗是检测割草机性能的重要指标，该指标直接关系机器的经济性，也关系割草机能否在市场上得到推广与用户的认可。通过实际作业测定，由表 4 可知，QY42R 型割草机平均油耗为 15.49 L/hm2。在油箱容量为 2 L 的前提下，一箱油可供割草机完成作业 0.133 hm2，作业每隔 50 min 左右即需加油 1 次。表 4割草机油耗试验结果Tab.4 Fuel consumption test results of lawnmower序号作业面积/hm2总油耗/L单位油耗/（Lhm-2）10.1922.5013.0220.4074.9012.0430.2033.8018.7240.1472.5017.0150.1202.0016.67平均值/15.49 若以 6.67 hm2果园为例，使用 QY42R 型割草机割除杂草，按每天作业 8 h 计算，1 人 5.5 d 即可完成