文献综述

柑橘树冠振动采收机构设计

摘要: 由于橙汁加工业的发展和以欧美为主体的橙汁消费市场的兴起，柑橘成为了世界最大宗的水果作物，但是目前柑橘收获的机械化水平不高，采收用工量很多，劳动强度大，采收成本过高。本文针对我国柑橘在果树产业的地位，而且采收方式较为落后，综述了机械采收的必要性，并且介绍了国内外柑橘树冠振动采收技术的发展和研究现状，分析了振动采收机构的技术特点，以此进行柑橘树冠振动采收机构设计。

关键词：柑橘；树冠；振动式；采收机构

Design of vibrating harvesting Mechanism for Citrus Crown

Abstract: As a result of the development of orange juice processing industry and the rise of orange juice consumption market in Europe and America, citrus has become the largest fruit crop in the world. However, at present, the mechanization level of citrus harvest is not high, the amount of harvest and employment is a lot, and the labor intensity is large. The paper summarizes the necessity of mechanical harvesting, and introduces the development and research status of vibratory harvesting technology of citrus crown at home and abroad. The technical characteristics of vibration harvesting mechanism are analyzed, and the design of vibratory harvesting mechanism for citrus tree crown is carried out.

Keywords: citrus；crown；vibrating;harvesting mechanism

1、 课题研究目的和意义

由于橙汁加工业的发展和以欧美为主体的橙汁消费市场的兴起，柑橘成为了世界最大宗的水果作物，而柑橘世界总产量的 65%来自发展中国家。在这其中，中国的柑橘产业的发展势头显得尤为强劲，在 2010 年，中国的水果面积和产量均为世界第一位，其中果园面积约为 1154.39 万公顷，产量约 1.29 亿吨，而柑橘是其中最为重要的3 大水果之一^[1]。

在柑橘的生产过程中，柑橘的收获作业是最重要的环节，但柑橘的收获目前主要还是依靠人工来完成，每公顷需要耗费几百个工时，占果园生产过程中总用工量的35~45%^[2]，过高的生产成本同时也就意味着农民收入的减少。目前，我国的柑橘收获机械化的水平还远低于我国柑橘业的发展要求，怎样提高我国柑橘收获的机械化水平，并且能在与其他柑橘收获水平发达国家的竞争中保持一定的竞争力，都是摆在我们面前的难题。由于我国南方地区地形复杂，不同地区之间对水果采收机的要求都不同，甚至会有很大差异，这也导致国外现有的一些柑橘收获机在南方适用性不强。另外，由于解决粮食供给问题有着重要的战略地位，所以目前国家发展农业机械化的精力主要放在解决劳动强度大、人畜力难以胜任的耕整地机械化以及粮食作物生产的机械化上，这也间接成为了影响我国柑橘机械化发展的因素之一。为此，研制研发可靠性高、适应性强、经济性好的柑橘收获机械，对于加快柑橘产业的发展、增加农民收入等都具有重要的意义。目前，林果的机械收获主要依靠振动方式实现，采用这种方式的最大优势在于能够适应大面积以及规模化的果品生产要求，同时机械收获产品的开发也具有广阔的发展前景，因此本文将把柑橘的振动收获作为主要的研究内容。

国外对振动式林果采摘机械的研究很多，研究结果表明通过对果树树枝或树干的振动，实现林果果实的采摘是可行的，而且激振频率对采收效果影响较大，主要用于采收杏、扁桃、油橄榄、开心果、柑橘等林果，最高采净率超过 90%，采收效果好，而且效率较高，但国外采收机一般都是大型机具，作业空间要求较大，适用于稀疏果园^[3]。 针对目前林果业发展存在的问题，为了提高采摘效率、增加农民收入，降低采摘成本，设计研究出适合我国林果采摘机械显得尤为迫切。

2、 国内外研究现状

目前，最常用的采摘方式是利用振动的形式分离成熟的果实，这种收获方式效率高，适合大面积作业。按振动的位置不同，分为树干振动，树枝振动和树冠振动。按振动的形式可分为气力式和机械式，气力振动主要是依靠高速气流冲击树冠来分离果实。机械振动是利用往复式运动机构或者偏心回转机构产生的惯性力作用在果树的树干、树枝或树冠上，使果树带动果实产生受迫振动，达到分离果实的目的^[4]。