苜蓿收获关键技术与装备

本专著详细介绍了苜蓿收获加工过程中，在外界环境的作用下，其本身发生的含水率和力学特性变化。从多个方面描述了苜蓿干草品质与其干燥速度、细胞代谢的关系。从能耗和作业损失的角度对加快苜蓿的干燥速率，加快其内部水分的散失，缩短干燥时间的方法进行了分析对比。对比了不同的调制方法对水分散失及干草质量的影响，干燥方法及干燥特性对干草质量的影响。基于上述研究的基础，详细阐述了苜蓿收获及打捆装备的设计原理和参数设计过程。旨在为苜蓿收获加工过程中的技术和装备研究提供基础。

高东明，博士，北京工商大学副教授，毕业于中国农业大学农业工程专业，长期致力于食品机械与农产品加工技术及装备的研究开发工作，近年来发表学术论文10余篇，其中SCIEI收录6篇，获得授权国家发明专利12项。近年来，在农产品收获、加工技术及装备方面取得了多项科研成果，部分已经在企业成功应用，取得了良好的经济和社会效果。 

章绪论（）
节苜蓿收获技术及装备现状（）
一、苜蓿调制技术及方法研究现状（）
二、苜蓿割草调制装备的发展现状（）
三、苜蓿成捆装备的现状（）
第二节苜蓿收获技术及装备的发展趋势（）
一、国外发达国家相关机械技术发展趋势（）
二、我国的政策与发展趋势（）
第二章苜蓿收获技术及原理（）
节苜蓿收获过程中的水分情况（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
第二节影响苜蓿干燥过程中的因素（）
一、材料与方法（）
二、结果与分析（）
三、结论（）
第三节苜蓿压扁调制技术（）
第三章收获机具的功耗及作业参数优化（）
节收获过程中各作业环节的功耗（）
一、割草功率分析（）
二、拨草功率分析（）
三、牵引功率分析（）
四、调制功率分析（）
第二节打捆过程中各环节的功耗（）
一、材料及方法（）
二、试验结果与分析（）
第三节优化模型与参数定义（）
一、优化模型与参数定义（）
二、多目标优化模型的求解（）
三、优化结果分析（）
第四章苜蓿收获调制机械设计（）
节收获调制装备的分类（）
一、牵引式往复割草调制机（）
二、中央牵引式往复割草调制机（）
三、牵引式旋转割草调制机（）
四、悬挂式旋转割草调制机（）
五、自走式割草调制机（）
第二节割草调制机的结构组成与工作原理（）
一、机架的组成与工作原理（）
二、割草机构的组成与工作原理（）
三、传动系统与调制机构的组成与工作原理（）
第三节割台的设计（）
一、疲劳损伤模型的建立（）
二、基于应力的疲劳寿命计算（）
三、频域内疲劳寿命计算（）
四、疲劳寿命预测结果及分析（）
第四节调制机构的设计（）
一、调制机构的工况分析（）
二、调制机构的关键参数设计（）
三、调制机构的动力学特性分析（）
第五节悬挂机构的设计与尺寸综合（）
一、悬挂机构的参数分析与设计（）
第五章圆捆机关键部件（）
节概述（）
第二节圆捆机的分类及原理（）
一、外缠绕式圆捆机结构及工作过程（）
二、内缠绕式圆捆机的结构及工作过程（）
第三节圆捆机缠网装置的创新设计（）
一、引网作业模块的设计（）
二、缠网计数模块设计（）
三、切网作业模块设计（）
四、凸轮机构的组成及传动规律（）
第四节圆捆成型装置的创新设计（）
一、对数螺线式圆草捆成形原理及装置的技术参数（）
二、主要部件及其参数设计（）
第五节捡拾机构的选择（）
参考文献（）

前言
苜蓿刈割后，在外界环境的作用下，其本身发生着化学成分变化，如含水率变化和力学特性变化。这些变化都直接决定着收获工艺，加工性能，加工方式及草产品的质量优劣。国内外研究表明，苜蓿干草品质与其干燥速度、细胞代谢时间有着直接的关系。此外，由于苜蓿叶片与茎秆结构差异巨大而导致的干燥速率差异巨大，使得干燥过程中叶片很容易脱落。这导致了翻晒、捡拾打捆等收获过程的机械损失巨大。为了加快苜蓿的干燥速率，人们通过破坏茎秆及其表面结构、化学处理或人工烘干的方法，加快其内部水分的散失，缩短干燥时间。国内外学者在苜蓿干草调制和干燥方面进行了广泛的研究。上述研究及生产实践均表明收获装备决定着草产品质量。因此，在设计环节以及田间收获环节，如何设计装备并以合适的参数合理使用收获装备显得尤为重要。
本书首先介绍了苜蓿收获加工过程中，在外界环境的作用下，其本身发生着化学成分变化，如含水率和力学特性变化。介绍了收获工艺，加工性能，加工方式及草产品的质量优劣。并从多个方面描述了苜蓿干草品质与其干燥速度、细胞代谢的关系。此外，由于苜蓿叶片与茎秆结构差异巨大而导致的干燥速率差异巨大，使得干燥过程中叶片很容易脱落，这导致了翻晒、捡拾打捆等收获过程的机械损失巨大。因此，从能耗和作业损失的角度对加快苜蓿的干燥速率，加快其内部水分的散失，缩短干燥时间的方法进行了分析对比。对比了不同的调制方法对水分散失及干草质量的影响，干燥方法及干燥特性对干草质量的影响。基于上述研究的基础，详细阐述了苜蓿收获及打捆装备的设计原理和参数设计过程。旨在为苜蓿收获加工过程中的技术和装备研究提供基础。
本书对苜蓿茎秆和叶片的解吸等温特性进行了研究，为干燥工艺及贮藏条件提供了基础理论。建立了相关的解吸等温线模型并进行了模型的评价和优化。对比研究了不同圆捆机的机具参数设置、物料条件以及操作参数条件下的打捆功耗及效率。归纳总结了不同参数条件下，打捆机青贮作业的实时功率曲线的特点，并进行了深入分析。对影响打捆功耗和效率的因素及水平进行统计分析并得出了组合。根据收获工艺，系统阐述了割草调制机的设计原理，并对其关键机构进行了运动学和动力学建模，为机构的参数设计提供了科学依据。建立了割台、调制悬架和机架应力疲劳分析模型和振动疲劳分析模型，并分析了载荷变化对寿命影响的灵敏度，为作业参数的优化设计提供了评价标准。
本书的研究及出版工作得到了北京工商大学学术专著出版资助项目的资助。在此致以诚挚的感谢。由于著者学识水平有限，书中存在不妥之处在所难免，恳请读者指正。

章绪论
苜蓿是世界上栽培历史悠久，种植面积的多年生豆科牧草，在我国栽培已有很多年的历史。苜蓿富含优质蛋白质、维生素等营养物质，适口性好，利用率高，是家畜的主要优质饲料，享有“牧草之王”的美誉。同时，对改良土壤，培肥田力具有良好的作用，是农作物较好的前茬作物，可以有效地提高后茬作物的产量和质量，也可作为蔬菜、食品供人类食用。
我国实施农业结构调整，由原来的粮食作物-经济作物的二元型结构向粮食作物-经济作物-饲草作物的三元型结构转变，并伴随着苜蓿种植面积逐年增加，以满足食草家畜的营养需求。在西部生态建设的同时，也促进了饲草在种植业结构中的地位和作用，使得我国苜蓿产业正向规模化、集约化方向发展。因此，苜蓿产业化具有广阔的发展前景。
牧草的收获是草产品生产的重要环节之一。合理地进行加工调制和贮藏可以有效的调节不同地区、不同季节的牧草供应，保证畜牧业健康、稳定和持续发展。对于一些主要依赖贮备的牧草满足家畜的营养需求的地区，增加牧草的贮备是保证家畜日粮平衡的关键所在。我国人工草场的饲草料生产率和收获效率不但关系到经济发展和政治稳定，而且与生态环境保护息息相关。经过近几年的快速发展，苜蓿的种植面积快速扩大，已经形成一定的产业化规模。在经济条件较好的地区已经进入了产业化的快速发展阶段，以苜蓿草业为原料基础的畜牧产业化经营初步形成。
同其他农作物一样，苜蓿草业的快速发展离不开先进的技术和装备。在对收获时间要求比较严格的牧草收获领域，这个要求显得尤为明显。因此，解决好这个问题就在以下方面具有重要的意义：，降低了牧草的收获成本，增加了农牧民的收入；第二，由于减少了参与收获作业的人口，可以解放生产力，加快该地区农村劳动力向其他产业转移；第三，由于多种牧草都有适时收获的农艺要求，比如豆科牧草在初花期，禾本科饲草在孕穗期收获能够获得较高的产量和粗蛋白，采用机械收获可以大幅度提高作业效率，调高牧草的品质并减轻牧民的劳动强度。
经过近几十年的发展，国外的机型在作业规模上已经向大型化和多联组合式发展，设备的智能化程度和作业效率也很高。但由于国外的种植面积和地块结构与我国有较大的差异，因而国外机型对我国地形地貌的适应性不强，而且国外的同类型机械不但价格昂贵，而且配套困难，维修难度大。这就迫切需要针对我国国情，在苜蓿收获技术上深入研究，在装备方面设计一系列能够较好适应我国种植条件和拖拉机动力配套条件的，具有较高作业效率和工作可靠性的收获机械。

节苜蓿收获技术及装备现状
目前，苜蓿的加工工艺过程主要包括青干草的制备和青贮料的制备。对于青干草的制备，主要由割草压扁、捡拾压捆等工序组成。它是在割草调制的基础上由捡拾压捆机将干草压捆成型，是广泛应用的一种收获工艺。捡拾压捆根据草捆形状、大小不同，可分为小方捆、大方捆、小圆捆和大圆捆。对于青贮装备则主要是对苜蓿进行青贮打捆并在外包裹薄膜形成厌氧环境的青贮打捆裹膜机械。
一、苜蓿调制技术及方法研究现状
1自然干燥法
在自然条件下晾晒调制是当前苜蓿干草生产中采用为广泛、简单的牧草干燥方法，同时采用此种方法进行干草调制也容易损失干草的营养物质。干草调制的主要任务是如何快速有效地使植株内水分迅速散失，使其含水量下降到安全贮藏含水量(18％以下)，并且使植物体内所含的营养物质损失降到点。苜蓿干草在调制过程中，从刈割到田间晾晒干燥后贮藏，营养物质的损失一般可达32%～66％，胡萝卜素的损失则高达90％，如果遇到阴雨天气，损失更为严重(王钦，1995)。在良好的气象条件下进行干草调制，干物质的损失达到21％，如果遇到降雨，损失高达42％，而其蛋白质损失为28％～45％(Shepherd，1959)。由于苜蓿本身的结构特点，叶片的干燥速度比茎秆的干燥速度快2～5倍，经过翻晒、搂草、打捆作业时很容易引起叶片的损失，大大降低干草的品质。当苜蓿叶片损失量占全重的12％时，其蛋白质损失约占总蛋白质的40％；当叶片的损失量达到20％时，其干草的营养价值降低30％(张秀芬，1991)。
在干燥过程中，如遇到雨淋，刈割后的牧草就不能适时干燥，延长牧草细胞的存活时间，从而延长呼吸作用；降雨会淋溶牧草细胞中的可溶性营养物质；由于牧草雨淋后需要重新晾晒，这样又会引起营养物质的大量损失：降雨造成一个有利于微生物生长的环境，引起牧草的发酵损失；微生物对牧草的危害主要是由于气候湿润或牧草本身含水量高而引起发热、霉菌生长。影响干革的贮藏而降低营养价值。因此，采用田间自然晾晒法调制苜蓿干草，应尽可能地缩短牧草的干燥时间。加快牧草的干燥速度，以减少由于生理生化作用和光化学作用造成的损失，减少由雨淋、露水浸湿而造成营养物质的损失。对于苜蓿干燥过程中气候条件对干燥速率产生决定性影响，曹致中等人认为影响苜蓿干燥速率的气候条件依次是太阳辐射强度、气温、空气湿度、和风速。其中太阳辐射与干燥速率的相关性较高，同处于潮湿的天气条件下太阳辐射强度为和小时苜蓿的干燥速率相差较大。
2压扁调制技术
苜蓿刈割后其含水量降到可以安全贮藏的含水量时，需要散发大量水分。苜蓿水分的散失主要是通过微管系统和细胞间隙到气孔散失，细胞间隙的自由水扩散到大气的速度主要取决于水气含量梯度，气孔阻力和空气阻力。影响植物茎叶、果实的水分散失，表皮蜡质层起着重要作用。苜蓿茎秆的角质层含有蜡质成分，植物活体茎叶表面的蜡质层具有抵抗水分散失的能力，阻挡了水分通过角质层而蒸发，降低水分散失的速度。从而延长了干燥时间，损失更多的干物质和营养物质。压扁调制技术的关键就是破坏或消除表皮的蜡质层，改变其抵抗水分蒸发的性能，创造有利于体内水分散失的条件，加速牧草的干燥速度。
苜蓿刈割后，在外界环境的作用下，其本身发生着化学成分变化，含水率变化和力学特性变化。这些变化都直接决定着收获工艺，加工性能，加工方式及草产品的质量优劣。国内外研究表明，苜蓿干草品质与其干燥速度、细胞代谢时间有着直接的关系。此外，由于苜蓿在干燥过程中，叶片与茎秆由于结构差异巨大而导致的干燥速率差异巨大，使得叶片很容易脱落。这导致了翻晒、捡拾打捆等收获过程中的大量机械损失。为了加快苜蓿的干燥速率，人们通过破坏茎秆及其表面结构的压扁调制方法，加快其内部水分的散失，缩短干燥时间。
国内外学者在苜蓿干草调制方面进行了大量研究，主要包括对比了不同的调制方法对水分散失及干草质量的影响，干燥方法及干燥特性对干草质量的影响。上述研究及生产实践均表明压扁处理可以加快苜蓿干燥速度，提高干草质量。但是对机具的设计以及使用者而言，在田间收获环节，如何确定压扁量，使得苜蓿的干燥速度尽量快的同时并保证苜蓿同一植株的含水率变化尽量一致，显得尤为重要。
3化学干燥剂法
苜蓿刈割的同时,喷洒化学干燥剂，对水分散失有明显的促进作用。Tullbeg 在1972年发现碳酸钾能够加速豆科牧草的脱水，并在实验室进行了研究分析，结果表明，用碳酸钾水溶液对加快苜蓿的干燥速度有很好的作用，并研究发现碳酸钾溶液对茎秆的干燥作用要比对叶片大。后续大量学者在田间进行了试验研究，发现喷洒碳酸钾溶液，干燥速度比未喷洒加快2～3倍，有效地减少叶的损失，减少干物质中粗蛋白质的损失。Weighart在1980年用不同浓度的碳酸钾、长链脂肪酸甲基脂、表面活化剂单独和混合液对刈割后的苜稽进行喷洒，研究发现碳酸钾、长链脂肪酸甲基脂和表面活化剂均对加速苜蓿的干燥速度有明显的效果。之后，许多学者对碳酸钾加速牧草的干燥速度在不同地区进行了试验研究等。Oellerman(1989)关于碳酸钠对牧草干燥效果的研究报告中指出：钠离子对促进紫花苜蓿的干燥速度有一定的作用，但比钾离子的作用效果差。Rotz(1988)对碳酸钾、碳酸钠对牧草的干燥速度进行研究比较，结果表明，碳酸钠比碳酸钾的干燥效果差。对氢氧化钾加速苜蓿干燥速度试验表明，氢氧化钾也能加快干燥速度，但与碳酸钾处理后的苜蓿相比效果较差。也有研究发现，有机物干燥剂单独使用时效果较差。总之，在化学干燥剂方面的研究结果表明，碳酸钾对加快苜蓿干燥速度有明显的效果，可减少苜蓿叶片损失，干燥剂与压扁结合效果更好。
化学干燥剂的作用机理也是众多学者研究的重要内容。多数学者认为K 等金属离子对水分渗透有特殊的作用。Tullberg(1978)研究认为碳酸钾主要是通过改变植物表皮蜡质层亲水性，增加了蜡质层表面的亲水基团(Hydophilic group)，干扰了疏水基团(Hydophobie grop)，增加了导水性能，从而加速了水分的散失。Meredith(1993)研究发现水分从植株体内向外移动的能力与碱性金属离子的半径有很大关系，随着碱性金属离子的半径增大，对苜蓿的干燥效果越明显，认为碳酸钾之所以对苜蓿具有良好的干燥效果是因为K离子和碳酸根所提供的碱性环境，促进了水分的渗透能力。Schonher(1976)研究认为碱性金属离子能够增加角质中亚层微孔的数量，从而增加水分的渗透能力。有的学者研究认为苜蓿茎、叶表皮角质层外附着一层具有疏水作用的蜡质，阻止了水分散失。化学干燥剂能够溶解这些蜡质，破坏蜡质层的结构，改变蜡粒的排列方式，从而加速了水分的散失。化学干燥剂对后续饲喂环节的影响以及化学药剂在动物体内的残留情况，至今尚无明确的结论。
二、苜蓿割草调制装备的发展现状
苜蓿割后营养物质的损失将随着干燥时间的增加而增大。自然风干时，茎、叶干燥速度不一致。加快茎秆的干燥速度能缩短饲草的整个干燥过程，有助于制备优质青干草。使用割草调制机收获苜蓿能提高生产率，限度地减少花叶损失，大幅度提高干草品质，是目前饲草收获机械的主流产品之一。在畜牧业发达国家，割草调制机正逐步取代单一功能的割草机。
割草调制机是一种集机、电、液一体化的畜牧机械，使用割草调制机收获饲草可以同时完成割草、调制、集条三项工序。割草调制机通过折弯、压裂、梳刷和击打，破坏茎秆及其表面结构，可促进其内部水分的散失，并尽可能使茎、叶干燥同步，使饲草田间干燥时间缩短。用割草调制机收获饲草能提高生产率，限度地减少花叶损失，大幅度提高干草品质。在对环境的影响方面，割草调制机对地表植被破坏较小，并能消灭部分草场害虫。它整机重量大、工况复杂、动力学问题突出，因此在设计过程中必须对机械进行较完备的综合优化。割草调制机的关键部件主要包括割草机构、调制机构、传动系统和机架。
目前，现有的割草调制机就机具的动力提供形式而言，分为牵引式和自走式。牵引式往复割草调制机作业时，割草调制机在拖拉机的牵引下前进，其作业部件所需动力由拖拉机的动力输出轴通过机械传动提供或者由液压系统通过液压管提供。自走式割草调制机则是自身携带发动机和行走转向机构的割草调制机。国外的自走式割草调制机割幅都较大，多在割台后面采用搅龙机构往调制机构输送牧草，各作业机构多采用全液压动力源。国外对该装备研究和使用较早，早在20世纪50年代就已经有相关专利出现。Kuhn、Claas、John Deere、Hesston、Case和New Holland等公司均生产此类产品，涵盖了从中型到大型，从牵引式到自走式，从单个到多组联合的多种机型。大型的割幅一般都在35m以上，牵引方式以中央牵引式为主，配套动力也比较大。此类机型的代表有：Hesston 1476型中央牵引式往复割草调制机，该机采用往复式割台，割台后配有搅拢机构向调制机构输送牧草，此外，中央牵引的方式可根据地形不同，使机具在拖拉机两侧或者正后方的任意方向上改变位置，因而具有良好的适应性。多组联合的机型主要有CLASS、Kuhn和Jf-stoll等欧洲公司的产品。比如CLASS采用拖拉机前悬挂三组、侧悬挂两台的五联机组，Kuhn采用的前悬挂一台拖拉机左右侧后悬挂两台的三联组合。总之，这类机具的作业效率都较高，作业幅宽也很大，对牧草的种植面积要求也较高。
就机具与拖拉机的挂接形式而言分为：牵引式和悬挂式两种。牵引式主要为侧后牵引的形式，即机具挂接在拖拉机尾部的挂接点上，作业部件位于拖拉机的侧后方进行割草调制作业。悬挂式包括前悬挂、侧悬挂、后悬挂和多组联合悬挂。悬挂式由于其与拖拉机在上下方向上为刚性联接，为了避免联接装置受到大的冲击，要求机具的总体质量尽量小，而且对割台的仿形能力要求较高。
就机具的割台而言，主要分为往复割台和圆盘式两种。这些机具主要为大型牧场所使用，配套动力要求较高。现有的往复式割草压扁机所需拖拉机配套动力相对较小，切割茬口整齐，机械造价相对较低，投资较小，但运行成本比圆盘式高，容易发生堵塞，割草效率相对圆盘式较低。圆盘式割台适用于切割高而较粗的茎秆作物，切割茬口不整齐，一般不易发生堵塞。作业速度较快，割草效率高，运行成本比往复式低。但需配套功率较大、结构复杂、机械造价也相对较高。
割草调制机的调制部分，其作业方式主要有压扁辊式和连枷式。压扁辊式调制机主要用于对豆科牧草的收获。压扁辊式调制机构有两种作业形式，一种形式是一个光面圆辊和一个带有凹凸花纹的圆辊组合进行压扁作业；另一种形式是两个都带凹凸花纹的圆辊配合相向旋转，通过一对压扁辊的相对运动，可以折弯并压扁牧草，然后向中间或其他方向集拢形成草条。调制机构的参数设计历来是割草调制机设计与集成的重点内容之一。国内外学者对机具的调制部件及形式，传动系统和作业功耗进行了研究。国内外现有的压扁辊式调制系统主要存在以下困境：相互啮合并高速旋转的两个压扁辊在工作过程中遭遇坚硬异物通过时，须调节使异物通过。
现有的传动机构有链传动、齿轮传动和液压传动三种形式。使用链传动形式进行传动，传动简单，但传动不平稳，传动功率小，可靠性差。采用全齿轮传动的，为了保证其上压辊轴和下压辊轴转动方向相反，其必须采用两组介轮齿轮。并且，对其上压辊轴的调节必须在停机后进行，作业过程中无法调节，可调节性差。液压传动的好处是操纵灵活，但成本高、传动效率低。
上述总成的零部件的参数设计历来是割草调制机设计与集成的重点内容之一。由于机具有着较广泛的使用地域，各地的地表和植被情况差异较大。机具各部分的作业工况变得更为复杂，在运行中机具关键部件的可靠性问题日益突出，因此对机具的安全可靠性提出了更高的要求。
对于使用压扁辊进行调制的机构，国内外现有的压扁辊式调制机构主要存在以下设计困境：相互啮合并高速旋转的两个压扁辊在工作过程中遭遇坚硬异物通过时，须调节使异物通过。如果采用较灵活的自动调节机构势必增加传动系统与作业之间的同步难度并降低压扁辊的动态稳定性（如采用万向传动，使机具的横向尺寸增加较大，采用的多齿轮调节装置，则要求特制齿轮）。如果压扁辊为非实时调节型，则会降低两压扁辊之间异物的通过性，导致压扁辊产生挠曲，并会大大缩短压扁辊的寿命。
牵引架主要有侧牵引式和机具中央牵引式。侧牵引式的的牵引臂一端与拖拉机挂接，另一端刚性连接在机架上，其只有在水平面内可以调整的结构特点决定了当机具遇到左右两侧不平整的地面时，机架本身的内应力将比较大，而且左右两侧的仿形能力也较差。中央牵引式旋转割草调制机工作原理和主要结构与侧牵引式基本相同。中央牵引式的牵引架一般由位于割草调制机的中后部牵引点引出，在割草调制机上方与机架铰接，与拖拉机的挂接形式与侧牵引式相同，采用中央牵引后，机组的作业机动性、仿形能力和通过性都得到了改善，该类型的牵引方式一般用于割幅较大的机具。
对于切割饲草的割草机构，现有的割草调制机使用往复式割台的都是机架与割台为一整体，割草机构的仿形功能由弹簧带动机架和往复式割刀一起仿形，典型专利有由MJMellin等人发明的名称为“mower-conditioner”的美国专利 US 6715271。此外，近年来还出现一种摆动铰接式割台，该割台可在任意方向上转换调位，使割台摆动至拖拉机正后方或者拖拉机两侧。但由于此类割台的自重较大和调节范围的不确定性，导致割台整体结构不紧凑且容易变形，从而带来了牧草损失大、条排列不齐整和机具可靠性差等问题，典型专利有由Franet等人发明的名称为“Self-propelled agricultural vehicle”的美国专利US 6688093。除此之外，还有一种旋转式割台，其由液压缸控制割台升降，可垂直、水平浮动，垂直浮动，典型专利有由Ehrhart发明的名称为“Header lift system for harvesters”的美国专利US 5867970。但这种割台割茬较高，升降动作有一定的延迟，稳定性不佳，机具行进作业时调整难度大。另外，传统的割草调制机中无论是采用往复式割刀还是采用圆盘割刀，都是采用滑掌或圆盘底面与地表滑动摩擦前进来实现仿形割草，这样不但增加了动力消耗，加快了零部件的磨损也对地表植被造成了很大的破坏。
由于多种原因，我国在这方面的装备类型较少，目前国内的机型主要有：中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院研制的9GY-30型割草压扁机，该机采用等割幅宽、模压人字凸块橡胶辊，传动采用摆环箱齿轮传动，适用于天然、人工草场的牧草收割；由新疆机械研究院研制生产的牧神M－3000型牵引式苜蓿压扁收获机，由拨禾轮、割台、压扁器、集草板、牵引架、传动系统等部件组成，调制机构的结构为一对带有“人”字形凸纹的橡胶压辊；由新疆机械研究院研制生产的牧神M-2400型，为悬挂式，采用旋转式割刀结构；此外，还有牧神M系列自走式割草压扁机，包括M-3900型、M-3600型割草压扁机的系列，该系列割草压扁机可用于收割苜蓿、牧草等作物，主要由动力总成、拨禾轮、割台、喂入滚筒、压扁辊、导向板等组成。国内在该方面的研究主要有甘肃农业大学的小型前置式割草压扁机，中国农业科学院草原研究所对圆盘式割草压扁机进行了研究，新疆机械研究院对自走式割草压扁机进行了研究。这些研究虽然填补了我国在这些方面的空白，但由于技术水平与国外机型尚有差距，市场占有率很低。
三、苜蓿成捆装备的现状
方草捆捡拾压捆机是指能把散状饲草经压缩后打成长方体草捆的设备。现代自动打捆压捆机是在固定式压捆机的基础上研制开发的。典型的固定式压捆机主要由具有矩形截面的长方体压捆室和直线往复运动的活塞构成。当前，大方捆机的产销量在逐年稳步增长，而小方捆机的产销量在逐年减少。由于世界各国农业机械化发展水平不同，农业生产的经营方式和规模不同，因此,在发展中国家和发达国家的小型农场，小方捆机在今后相当长的时期内将会继续受到欢迎。我国农牧业生产以个体经营为主，耕地和草场的使用权分散在农户，因此像大方捆机这样的大型、高效、价格昂贵的设备目前不可能占据市场的主导地位。但是随着我国农村、牧区经济体制的改革，农业生产技术的进步和机械化水平的提高，大方捆机的需求量将会逐年增加。
我国经过近30年的研发，目前已能生产不同结构型式的小方草捆压捆机。近年来，对国产小方草捆压捆机研发投入的增加，加速了产品更新换代的进程。随着产品质量的提高，国产小方捆机的产销量正在逐年增加，应用范围也在不断扩大。
圆草捆打捆机，是将牧草压缩后制成具有圆柱形外轮廓的牧草收获装备。早期的圆捆机多为长皮带内缠绕式圆捆机。该机问世后，与小方草捆机相比较具有生产率高、劳动强度低、使用操作方便等优点。内缠绕式圆捆机卷制的草捆直径在一定范围内可调，可以满足用户对不同外径尺寸的需要。内缠绕式圆捆机的缺点是无法制成密度较大的青贮圆捆。20世纪70年代，固定成型室的圆捆机发明。其结构形式经过不断地发展和演变，目前有辊筒式、短皮带式、辊杠式。外缠绕式圆捆机的缺点是草捆外径固定，草捆心部密实度较小而外围密实度较大。20世纪80年代中期以后，继绳网包卷草捆技术以后为实现圆草捆的青贮作业又出现了塑料膜包卷草捆技术。随着物料种类的增加，圆捆机的结构和性能也在不断地改进和完善。圆捆机历经多年发展和演变，目前技术已经比较成熟。结构日趋完善，操作和使用更加简单方便，更加人性化。