关键词：林果 机械化采收 技术研究
1引言
随着我国林果的不断发展，林果的生产成了农民生产致富的重要途径。林果收获季节性强，劳动密集，所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的35% ～45%。林果成熟后如不能及时采收，果实品质不但会受到直接的影响，而且会造成严重的经济损失。人工果实的采摘随着用工成本的增加，会导致净收入的下降。因此林果采收的机械化问题，越来越受到重视。由于机械化的实施，导致了生产效率的提高，降低了生产成本，提高了经济效益。
2林果机械化收获现状分析
在20世纪60年代，国外开始林果业机械化收获研究，根据收获机械采收部件的动力方式不同可分为气力式和机械式。气力式收获机适于收获柑橘、沙棘及黑加仑等；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，适于收获苹果、柑橘、黑莓、沙棘、杏及葡萄等多种林果。
当前我国农业生产已进入以机械化生产方式为主的时代，且农机作业水平呈现持续快速提高的趋势。从总体来看，机械化作业水平在农业产业内部发展中存在极端不平衡的现象。从现实的情况来看，我国林果生产从种植、管理到采摘整个环节，都需要依靠人工作业的方式，机械化作业大部 分处于真空阶段。2013年我国种植顷均播种面积农机总动力为 6.230 kW ，而林果业顷均农机总动力为0.105 kW，二者之比接近60 :1。经过大量的调查和分析，其主要原因一个是生产习惯性问题，一个是是由林果种植模式和林果机械装备有效供给不足造成的。一个是机械生产成本的问题。
林果生产作业主要包括树体管理、肥水管理、土壤管理、果实管理和病虫害防治等五个重要环节。有这样一个通过对整形修剪、施 肥、灌溉、中耕除草、控花疏果、套袋、采摘和施药过程的调查，机械化程度最高的是病虫害防治，占样本农户39％。有10％的农户和4.55％的农户分别实现中耕除草以及施肥的机械化作业。灌溉机械化则占样本的6.82％。林果生产中整形修剪、控花疏果、果实套袋、果品采摘环节的机械化作业几乎等于零。从总体情况看，农户山地林果生产机械化作业整体水平比较低下。
2.1国外林果机械化收获研究现状
林果机械化收获的理论研究，国外主要是通过理想条件下建立“果树一机械”模型。为收获机械的设计提供完善的理论依据。Fridley和Adrian[51建立了悬臂梁仿真模型并进行系统的分析，在果枝的固有频率下摇动果枝所产生的惯性力能够有效的使果实与果枝分离。利用牛顿第二运动定律，推导出惯性式振动机受力、转矩以及动力需求的表达式，并对设计过程进行了概述，所提出的惯性摇树装置的基本振动原理和设计准则对后来的研究有很深远的影响。
Cooke和Rand对林果振动收获中“果实一果柄”间的动力学原理，“果实一果柄”系统简化为具有扭转弹簧的三自由度双摆，对Diener描述三种重要苹果振荡模式---钟摆模式、倾摆模式和扭转模式，进行线性动力学原理分析。试验表明可以预测振动收获中自然悬挂果实的固有频率和振型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆Horvath和Stikeiu纠经过研究发现，树冠和果树根部土壤会传递并消耗振动能，试验结果表明，根系一土壤部分在整个系统中占有的有效质量比重和实际所需要的能量，会随着振动夹持点的位置的升高而减小。
3林果机械化收获技术分析
3.1摇振式收获机
摇振式收获机是应用最为广泛的林果收获机之一，有牵引式、自走式以及手持式等机型。这些收获机够收获橄榄、咖啡、核桃、开心果、巴旦和咖啡豆等。主要结构由推摇器、夹持器、接果装置、输果装置等组成。这种收获方式机械的研究和讨论主要集中在摇动机工作参数对收获率的影响、果实收集方式和提高机械化收获效率等方面。振动频率、振动幅度和振动时间是摇动机的主要工作参数，这些参数主要影响收获的质量。
3.2撞击式收获机
撞击式收获机通过机械或电磁式极力装置，单次或多次瞬时高输入激励产生的振动，来使果实快速脱离果树，从而减少果实在连续振动过程中产生的损伤。主要用于收获果实硬度较大的树种，如橄榄、扁桃、核桃、樱桃等。随着果实的成熟，撞击式收获机能够采收更多带有果柄的果实。
3.3接触式收获机
接触式收获机，这种收获机械采用不同类型的振动方式----往复式、旋转式或混合式，把许多细棒分布的振动器直接深入植株丛中击打或梳刷植株枝条，使果实脱落。广泛用于酒葡萄、蓝莓和黑莓等藤本类水果和浆果的收获。
3.4收获作业平台
早期是半自动化摘果台架，后来摘果台架逐渐演变成为集人工采摘、果实输送、果实装箱等一体的林果收获作业平台。收获作业平台主要是为了采摘鲜食水果，广泛运用于苹果、梨等果皮容易受损以及不宜贮存的鲜食果品的收获。
4林果机械化采收技术发展前景
机电一体化的发展趋势使得使用机器人采摘林果成为可能。林果收获的发展方向为自动、精准、高效。一些苹果采摘机械手和草莓采摘机器人，具有图像识别和分析处理能力并能自动采摘。随着人工智能工程的发展，林果机械化采收技术具有良好的发展前景。
5结语
我国一家一户小农经济的林果生产模式决定了农户对林果生产机械的需求特性，能够一机多用，而且操作简单，满足农户多项作业的机械化要求。目前一家一户生产方式不能满足市场之集约化需求，需要进行改革。
国内林果种类及种植模式的多样性决定了林果采收机械的多样性。目前我国应结合国外的实际经验，因地制宜应加强林果采收技术的相关研究，为林果收获机械的设计与研究提供理论依据，为我国林果产业的机械化做出自己的贡献。
参考文献：
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【3】散鍪龙，牛长河，乔圆圆等，林果机械化收获研究现状、进展与发展方向.新疆农业科学2013，50(3)：499—508
论文作者:程晓丽
论文发表刊物:《科技新时代》2018年4期
论文发表时间:2018/7/2
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