“矮化密植红枣振动采收机激振装置设计”文献综述

摘 要：目前受土地资源等因素限制，新疆地区红枣种植以矮化密植种植模式居多。但林果采收作业基本上是依靠人工进行，采摘效率低，具有季节性强，劳动强度大，费用高等特点。因此开发研制适合矮化密植红枣的振动采收机械势在必行。本文介绍了国内外林果采收机械的研究现状，国外果业收获机械化逐步向智能化、高效性、舒适化发展，已形成产品系列化且针对性较强、机收水平很高；而国内在林果机械化采收方面的研究起步相对较为滞后。研究机械化收获机械的基本方式是以引进国外林果采摘机械进行改进为主，从而进一步展开采收机械关键结构激振装置的设计研发。

关键词：矮化密植；振动采收；激振装置

Literature Review on 'Design of Vibration Excitation Device for Dwarf and Dense Planting Jujube Vibration Harvester'

Abstract：At present, due to the limitation of land resources and other factors, dwarfing and dense planting mode is the main mode of jujube planting in Xinjiang. However, fruit harvesting is basically carried out manually, with low harvesting efficiency, strong seasonality, high labor intensity and high cost. Therefore, it is imperative to develop a vibration harvesting machine suitable for dwarfing and dense planting jujube. In this paper, the research status of fruit harvesting machinery at home and abroad is introduced. The mechanization of fruit harvesting in foreign countries is gradually developing towards intellectualization, high efficiency and comfort. It has formed a series of products with strong pertinence and high level of mechanical harvesting. However, the research on mechanization of fruit harvesting in China is relatively backward. The basic way to study the mechanized harvesting machinery is to improve the introduction of foreign fruit picking machinery, so as to carry out the design and development of the key structure excitation device of harvesting machinery.

Key Words：Dwarfing and high density; Vibration harvesting; Excitation device

1. 研究的目的及意义

枣作为六大战略性干果树种之一，为鼠李科枣属植物，是我国广泛种植的特色林果。原产于中国，已有4000多年的栽培历史，主要分布在黄河中下游的晋、冀、陕、鲁、豫5省及新疆维吾尔自治区，年产量超过400万吨，其中2009年就已经达到425万吨，占世界总产量的99%，并占有近100%的国际贸易市场^[1,2,3]。2015年我国红枣种植面积298万hm²，红枣产量约900 t^[4]。随着枣类种植面积和生产规模的扩大，其生产所需劳动力成本已显著增加，尤其体现在红枣收获这一环节上。且目前受土地资源等因素限制，新疆地区红枣种植以矮化密植种植模式居多。林果采收作业是林果生产中最为重要的一个环节，具有季节性强，劳动强度大，费用高等特点。目前，我国林果采收作业基本上是依靠人工进行，采摘效率低，其费用约占总成本的50%左右，并且时间较为集中^[5]。随着国家加大对林果产业的科技投入和政策扶持，落后的人工采收的方式已经不能满足林果产业化和规模化生产的需求。开发研制出高精度、高强度、高效率的自动化林果采摘机械设备已经势在必行^[6]。虽国外早已开展果品机械化收获技术研究，使生产效率提高5～10倍，但国内外科研机构对红枣收获机研究较少，目前应用的机械实用性不强。随着红枣种植面积的不断发展，枣树矮化密植栽培成为果树发展的主流，国外的林果采收机多为大型机械，适合采收中高型果树，所以能较好适应我国林果种植环境和条件等要求的果品采摘机械占比较少。其中梳刷式采收具有对果树损伤小、适宜采摘果实在果树表层且果实不太小的优点，是适合矮化密植红枣采收的重要研究对象。且国外已有此种振动方式的林果采收机，因此，对能匹配我国红枣种植模式的红枣振动采收机械的设计研究尤其是激振装置的设计研究具有重要参考意义。

1. 国内外研究现状

2.1 国内外林果采收机的基本类型

20世纪60年代，国外开始林果业机械化收获研究，根据收获机械所用动力不同，主要有气力式和机械式两种。其中，气力式收获机主要适于收获柑橘、沙棘、黑加仑等林果；机械式收获机多采用振动、切割、梳下、刷下和刮下等多种方法，主要用于收获苹果、柑橘、黑莓、杏、葡萄等多种林果。目前林果收获机多采用振动式收获方式，振动式收获能够快速、有效地分离成熟果实，适合于大面积、规模化果品生产，是国外应用的最多的采摘方式。且根据激振位置不同可分为：树杆振动（抱摇）式、树枝振动式和树冠振动式^[7]。目前，国外使用的振动式采收机的功率可达26.7kw,其振动频率一般为900～1200次/min,振幅为18～45mm，可以提高劳动生产率4～11倍。主要可以分为气力式、夹持振摇式、撞击式和梳刷振动式四种。