周遠(yuǎn)航，坎 雜，李成松，張慧明，付 威，崔 健

(石河子大學(xué) 機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832003)

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落地林果集果撿拾技術(shù)研究及進(jìn)展

周遠(yuǎn)航，坎 雜，李成松，張慧明，付 威，崔 健

(石河子大學(xué) 機(jī)械電氣工程學(xué)院，新疆 石河子 832003)

林果收獲是果園生產(chǎn)全過程中重要的環(huán)節(jié)之一，對促進(jìn)林果產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增加效益起著重要作用。近年來，隨著勞動力成本提高和林果種植面積增加，部分科研院所對林果收獲機(jī)械進(jìn)行了相關(guān)研究。由于部分林果(干堅果)成熟后落在地面，因此對落地林果進(jìn)行集果撿拾作業(yè)。目前，國內(nèi)外針對落地林果收獲技術(shù)進(jìn)行了大量的研究工作，介紹了不同種類落地林果集果撿拾機(jī)械的組成、工作原理及特點，對其結(jié)構(gòu)參數(shù)、集果撿拾方式、工作效率、集果撿拾效率和機(jī)械損傷等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了綜合分析。最后，針對我國林果種植模式，結(jié)合國外成熟的集果撿拾技術(shù)，提出一種適合我國落地林果機(jī)械化收獲的新技術(shù)、新方法，為我國落地林果集果撿拾機(jī)械的研究提供技術(shù)參考。

林果；集果；撿拾；收獲機(jī)械；損傷

0 引言

中國是世界各類林果的生產(chǎn)和消費大國，從1993年至今，中國各類林果栽植總面積和總產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界第一。因此，我國林果產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為種植業(yè)中位列糧食、蔬菜之后的第三大產(chǎn)業(yè)[1]。近年來，我國林果種植面積迅猛增加，2013年我國各類林果種植面積突破1 300萬hm2[2]，林果產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展促進(jìn)了果園機(jī)械的市場需求[3]。

林果收獲作業(yè)是林果生產(chǎn)全過程中最重要的環(huán)節(jié)，其季節(jié)性強(qiáng)、勞動密集，所用勞動力占整個生產(chǎn)過程所用勞動力的35%～45%[4-5]。由于勞動力成本增加，促使林果收獲機(jī)械被應(yīng)用到林果收獲作業(yè)[6-7]。從20 世紀(jì)60 年代起，隨著勞動力成本的日益上漲，國外林果收獲機(jī)械越來越廣泛地應(yīng)用于林果采收過程中；我國從20 世紀(jì)70 年代就開始研究果品輔助采收裝置，先后研制出氣囊式采果器、手持振搖式采果器及切割型采果器。目前，林果收獲方式主要有兩種，樹上果品一次性聯(lián)合收獲和樹上果品搖落—集果撿拾的分段收獲。由于同一果品成熟期不一致，果實成熟后會自然脫落，采用一次性收獲作業(yè)時，需要借助化學(xué)催熟劑和脫落劑[8]。分段收獲作業(yè)是采用集果機(jī)械將搖落在地面的果實聚集在果樹行間或作業(yè)機(jī)械側(cè)面，再通過撿拾機(jī)械進(jìn)行撿拾作業(yè)。由于我國果園種植密度大，果園地表情況復(fù)雜多樣，大型林果收獲機(jī)和接果裝置無法在果園靈活作業(yè)[9]，所以分段收獲比較適用于我國果園的收獲作業(yè)。分段收獲中的集果和撿拾作業(yè)質(zhì)量，直接影響果實的品質(zhì)，因此本文重點介紹分段作業(yè)方式中的集果及撿拾作業(yè)機(jī)械。

1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代，國外已經(jīng)開始對林果收獲機(jī)械進(jìn)行研究，目前已基本實現(xiàn)了林果收獲的機(jī)械化。在分段收獲作業(yè)機(jī)械方面，集果撿拾機(jī)械技術(shù)成熟，美國采用集果撿拾機(jī)械進(jìn)行收獲作業(yè)面積占總種植面積的70%以上[10]。Harold R.Summer和Scott L.Hedden設(shè)計的由拖拉機(jī)帶動的全液壓集果機(jī)械，利用旋轉(zhuǎn)式集果器，將落地的柑橘聚集至果樹行間，有利于撿拾作業(yè)。果園集果試驗時，機(jī)器前進(jìn)速度為0.12m/s，平均集果效率為185kg/min，最大集果效率為272kg/min，集果率為99%；集果作業(yè)后，平均果實堆積密度為22kg/m2。機(jī)械化收獲的柑橘平均有4%被扎破，3%產(chǎn)生開裂。果園雜物較多時，機(jī)器容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，雜物中的樹枝對柑橘的損傷影響較大[11-12]。試驗發(fā)現(xiàn)：當(dāng)螺旋葉片卷角為15°、俯仰角為30°時，機(jī)器運轉(zhuǎn)效果好，除去機(jī)器轉(zhuǎn)彎、停機(jī)和卸載果實的時間，整機(jī)的有效工作時間占其在果園總時間的75%[6,13]。1967年，美國農(nóng)業(yè)部工作人員設(shè)計了一臺柑橘收獲機(jī)[14-15]，集果裝置采用雙螺旋機(jī)構(gòu)。螺旋集果器直徑為860mm、長2 100mm，位于機(jī)器前進(jìn)方向70°的位置，由直徑25mm的橡膠齒和13個附著在與螺旋器外圍焊接的扁平金屬條組成；撿拾裝置采用臥式滾筒毛刷將收集成條的柑橘掃至集果平臺，再由傳送裝置輸送至果實收集箱。在沙土果園進(jìn)行試驗時，集果率達(dá)95%，撿拾率達(dá)93%；試驗過程中出現(xiàn)柑橘堵塞的情況，損傷率較高。

1972年，E.L.Jones設(shè)計了一臺堅果收獲機(jī)，通過拖拉機(jī)前方懸掛的橫向仿形絞龍進(jìn)行集果作業(yè)，橫向旋轉(zhuǎn)軸上的彈性鋼齒進(jìn)行撿拾作業(yè)，如圖1所示。果園試驗時拖拉機(jī)前進(jìn)速度為0.5m/s，試驗結(jié)果表明：該堅果收獲機(jī)的集果率為97%，撿拾率為95%，損傷率為2%[15]。由于集果裝置采用直徑較大的仿形絞龍，仿形效果差，且無法在果樹下方作業(yè)，整機(jī)的有效工作面積和適用范圍小。

(a) 堅果收獲機(jī)總體結(jié)構(gòu)

(b) 堅果收獲機(jī)集果裝置

Howard E. Flory于1973年發(fā)明了一種自走式林果收獲機(jī)，將落地的果實收集成行。收獲機(jī)采用前置的類似于扶禾器結(jié)構(gòu)的滾筒毛刷集果器進(jìn)行集果(見圖2)，其每排毛刷可以在20°的角度范圍內(nèi)進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同表皮硬度的果實和不同土質(zhì)的果園地表。整個集果器可以在機(jī)器前進(jìn)方向通過液壓油缸的伸縮進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，其角度調(diào)節(jié)范圍為0°～28°，以適應(yīng)落地林果量和行距不同的果園，收獲機(jī)在果實堆積行的另一側(cè)布置了風(fēng)機(jī)出口，通過氣流將樹下果實和雜質(zhì)吹至果樹行中央。根據(jù)不同果實的比重、外形尺寸和果園地表情況，可調(diào)節(jié)出風(fēng)口的風(fēng)速[16]。

圖2 林果收獲機(jī)

1974年，D.B.Churchill和H.R.Sumner設(shè)計了從果樹行間進(jìn)行集果和撿拾的全液壓林果收獲機(jī)械[17-18]，采用拖拉機(jī)懸掛和牽引及傾斜的旋轉(zhuǎn)式集果器進(jìn)行集果作業(yè)，側(cè)面的滾筒毛刷將收集成條的果實掃至收集板上完成撿拾作業(yè)(見圖3)，整機(jī)寬4 200mm、長8 230mm。在果樹株距為7 600mm，行間距為9 100mm、平均產(chǎn)量為204kg/株的果園進(jìn)行試驗時，機(jī)器前進(jìn)速度為0.44m/s，平均集果效率為300kg/min，撿拾效率為372kg/min，集果率為93%，撿拾率為92%，損傷率為4%。在高產(chǎn)果園進(jìn)行工作時，落地柑橘較多，損傷率上升。1980年，D.B.Churchill和S.L.Hedden改進(jìn)了原有的機(jī)器，將單個旋轉(zhuǎn)式集果器改為對稱布置的兩個旋轉(zhuǎn)式集果器，V字形排列(見圖4)，整機(jī)展開之后長度為11 600mm，在株距為7 600mm，行距為13 000mm的果園進(jìn)行試驗時，前進(jìn)速度為0.13m/s，集果效率為490kg/min，撿拾效率為512kg/min，集果率為92%，撿拾率為95%。由于增加了機(jī)器整體尺寸，果園地頭轉(zhuǎn)彎時，轉(zhuǎn)彎半徑增大，機(jī)器作業(yè)不靈活，效率提高不明顯，且整機(jī)增加一個旋轉(zhuǎn)式集果器后，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)器的故障率增大[19]。

圖3 單旋轉(zhuǎn)式集果器收獲機(jī)

圖4 雙旋轉(zhuǎn)式集果器收獲機(jī)

1974年，W. Jack Croft Wichita發(fā)明了一種自走式山核桃收獲機(jī)(見圖5)，采用鋼板將落在地面的山核桃梳刷成統(tǒng)一的厚度，在采用錯位對置的撿拾輥(見圖6)(彈性鋼齒和橡膠齒分列布置，既保證了撿拾輥齒剛性的要求，也減小了由于剛性碰撞而造成的果實損傷)將梳刷平整的山核桃進(jìn)行撿拾，拾起的山核桃在慣性的作用下落入振動篩行清雜和輸送，進(jìn)入輸送帶和輸送輥，最終進(jìn)入集果箱[20]。整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，一次可完成山核桃的撿拾、除雜、簡單分選和儲運，減少勞動力的投入，降低了收獲成本。

圖5 自走式山核桃收獲機(jī)

圖6 自走式山核桃收獲機(jī)關(guān)鍵工作部件及工作原理

澳大利亞醫(yī)學(xué)管理人員協(xié)會會員公司設(shè)計制造的SEMEK自走式榛子收獲機(jī)，通過機(jī)器前方安裝的兩個大型圓盤橡膠集果器進(jìn)行集果(見圖7)；然后采用滾筒毛刷撿拾裝置將榛子拾起，通過輸送裝置將榛子輸送至柵格板上進(jìn)行清雜，后被進(jìn)入集果箱(見圖8)。M.Fedrizzi等對自走式榛子收獲機(jī)進(jìn)行研究，當(dāng)機(jī)器前進(jìn)速度為0.42m/s、90%地面榛子(10%的雜質(zhì)包含樹枝、樹葉和雜草等)時，機(jī)器工作效率為0.64hm2/h(1.25t/h)，集果率為93%，撿拾率為94%，榛子的損傷率為1%。機(jī)器設(shè)計運輸寬度為2 800mm，果園試驗工作幅寬為4 500mm。由于集果圓盤直徑較大，不適用于地面情況復(fù)雜的果園作業(yè)。

1977年，H.R.Sumner和D.B.Churchill針對旋轉(zhuǎn)式集果器和圓盤毛刷集果器的工作效果進(jìn)行了對比試驗[21]。旋轉(zhuǎn)式集果裝置由1～3個旋轉(zhuǎn)集果器組成，其與前進(jìn)方向的夾角為64.7°，機(jī)器前進(jìn)速度為0.57m/s；圓盤毛刷集果器選用長150mm，直徑為9×10-4mm的聚丙烯材料，圓盤毛刷直徑的重疊率為30%，圓盤毛刷與前進(jìn)方向的夾角為44.7°，轉(zhuǎn)速為100r/min。試驗結(jié)果表明:旋轉(zhuǎn)式集果器的長度和質(zhì)量較大，不易控制，在平坦地面進(jìn)行集果時，集果效率高，損傷率小。圓盤毛刷適用范圍較廣，在地面不平整的情況下集果率優(yōu)于旋轉(zhuǎn)式集果器；但其損傷率高，工作效率低，果實較多時，無法正常完成集果作業(yè)。

圖7 自走式榛子收獲機(jī)

圖8 自走式榛子收獲機(jī)清雜部分

1988年，Whitney等人設(shè)計的AMI林果收獲機(jī)，在行間距為600mm的果園進(jìn)行試驗時，在工作速度為0.28m/s、地面散落果實密度為20～30個/m2、機(jī)器的工作效率為15～20t/h時，集果率為97%，撿拾率為95%，果實的損傷率為4%[13,22]。果園地面不平整時，該收獲機(jī)的工作效率、集果率會降低，損傷率會升高，整機(jī)可靠性降低，以至于不能正常工作。

阿爾斯波(Oxbo)國際特種作物農(nóng)機(jī)公司研制的大型柑橘收獲機(jī)，采用多個旋轉(zhuǎn)式集果器將樹下和行間的柑橘收集在機(jī)器前方，通過撿拾裝置將柑橘輸送至螺旋輸送器，然后輸送至集果箱，如圖9所示。試驗結(jié)果表明：在丘陵地、平地和低洼地的收獲效率分別為161、97、94kg/min，平均收獲率分別為97%、91%和80%，收獲速度為0.14hm2/h時，其損傷率分別為小于1%、8.7%和9.4%；在丘陵地和低洼地試驗效果較好，最大收獲率分別為181.9kg/min和193.4kg/min。剛性集果器在平地工作時，性能良好，地面低洼不平時，對柑橘的損傷嚴(yán)重，損傷率會增長5～7倍[23-24]。

圖9 大型柑橘收獲機(jī)

阿爾斯波(Oxbo)國際特種作物農(nóng)機(jī)公司對原有的收獲機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，將原來剛性集果器表面包裹了一層橡膠，機(jī)器正前方兩側(cè)的剛性集果器也換為滾筒毛刷，有效地減小了果實損傷率；增加了一套圖像分析系統(tǒng)，對霉病果實和雜質(zhì)進(jìn)行了剔除[25-26]。機(jī)器分別在丘陵地、平坦地和低洼地進(jìn)行試驗，試驗結(jié)果顯示，其收獲效率分別為160、97、94kg/min，集果率達(dá)98%以上，撿拾率96%以上，在丘陵地試驗時，損傷率為0.53%。

2005年，Galen K.Brown針對加工果汁的柑橘的收獲作業(yè)，設(shè)計了一種收獲機(jī)械。該收獲機(jī)采用長度較大的旋轉(zhuǎn)式集果器進(jìn)行集果作業(yè)，采用臥式滾筒毛刷進(jìn)行撿拾作業(yè)[27]，其工作速度為0.8～0.44m/s，工作效率為3～5棵/min，整機(jī)工作幅寬為3 000mm。在層狀樹叢的果園進(jìn)行試驗時，集果率達(dá)到95%～99%，撿拾率達(dá)到95%～97%，損傷率為2%，收集起來的柑橘品質(zhì)好。該機(jī)器在雜質(zhì)較少和地表干燥的果園工作時，性能穩(wěn)定，當(dāng)雜質(zhì)較多或雨天、雨后工作時，旋轉(zhuǎn)式集果器容易出現(xiàn)故障，工作效果差。

1.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

2007年，歐陽鋒等人設(shè)計了第一代百香果收獲試驗樣機(jī)，采用回轉(zhuǎn)毛刷將百香果掃至機(jī)器前部中間位置后，輸送鏈撿拾百香果送往后方集果箱中，整機(jī)長度為1 400mm，寬度為2 100mm。樣機(jī)在長25 000mm、寬500mm、密度為4.4個/m2和9.9個/m2(百香果盛產(chǎn)期平均密度為2.9個/m2)、百香果平均質(zhì)量為90g的果園進(jìn)行試驗時，結(jié)果顯示：回轉(zhuǎn)毛刷集果與鏈?zhǔn)捷斔偷膿焓胺绞娇沙晒Φ貙傧愎麖牡孛媸斋@，收獲率達(dá)94%，并且百香果表面無明顯損傷[28]。

為了更好地適應(yīng)田間收獲作業(yè)，歐陽鋒等人2008年研制了百香果集果、撿拾二代試驗樣機(jī)，如圖10所示。試驗樣機(jī)采用左右兩側(cè)的橡膠板旋轉(zhuǎn)刷將兩側(cè)的百香果向中間收集，再采用中間的橡膠板旋轉(zhuǎn)刷將百香果掃入傾斜撿果板后，被輸送鏈條帶往后方集果箱中；左右兩側(cè)的橡膠板旋轉(zhuǎn)刷展開后，整機(jī)寬度為行距的一半，每行的集果作業(yè)需要往返兩次。樣機(jī)在行距為3600mm、株距為1300mm及地面具有少許雜草和石塊的果園進(jìn)行試驗時，機(jī)器前進(jìn)速度為0.36m/s，集果率在90%以上，撿拾率在76%以上，果品損傷率為11%[29]；機(jī)器在0.36m/s的速度下進(jìn)行工作時，收獲效率為20hm2/h，人工收獲效率為為1.2hm2/h，機(jī)器的收獲效率大約是人工收獲效率的16倍。

圖10 第二代百香果收獲機(jī)

歐陽鋒等人于2008年研制了百香果集果撿拾三代試驗樣機(jī)，改進(jìn)了第二代樣機(jī)缺點，研制完成一臺全液壓百香果集果撿拾樣機(jī)，具有集果撿拾與行走功能。在作業(yè)速度為0.3 m/s、回轉(zhuǎn)毛刷轉(zhuǎn)速為50 r/min時，其集果率在98%以上，撿拾率在97%以上，集果、撿拾成功率可達(dá)96%以上，百香果的破損率在0.94%以下[30]。

2013年，塔里木大學(xué)史高昆等人設(shè)計了一臺氣吸式紅棗收獲機(jī)，該機(jī)主要由吸管、風(fēng)機(jī)、分選管道、三通管道、機(jī)架、集果箱及集雜袋等組成，如圖11所示。機(jī)器工作時，利用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高速氣流，使吸管通道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，將地面的紅棗和雜物等吸起；當(dāng)紅棗和雜物進(jìn)入三通管道時，由于氣流方向的改變，三通管道的出口處氣壓值為正，紅棗和雜物被氣流吹送至分選管道；進(jìn)入分選管道后，氣流管道直徑變大，氣流速度減小，密度較大的紅棗落入收集框中，棗樹葉子等比重較小的雜質(zhì)被氣流帶至集雜袋中，完成紅棗的撿拾和清雜工作[31]。機(jī)器在新疆建設(shè)生產(chǎn)兵團(tuán)一師十團(tuán)七連矮化密植紅棗園進(jìn)行田間試驗時，單個紅棗平均質(zhì)量30g，棗樹行距1 500mm，分別改變吸管口的風(fēng)速得到相應(yīng)的撿拾率、損傷率和含雜率等指標(biāo)；當(dāng)吸管口風(fēng)速為23m/s時，各項指標(biāo)較優(yōu)，其平均收獲效率為3.05kg/min，與同期人工收獲相比，其收獲效率是人工收獲效率的5.2倍[32-33]。

圖11 氣吸式紅棗收獲機(jī)

新疆阿克蘇市的阿布拉·艾拉發(fā)明的一種牽引式氣吸紅棗收獲機(jī)(見圖12)，利用汽油發(fā)動機(jī)帶動風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，在吸棗口產(chǎn)生負(fù)高壓真空，將落在地面的紅棗和枝葉吸進(jìn)管道中，在收集箱內(nèi)實現(xiàn)紅棗和雜質(zhì)的分離；除雜后的紅棗落入集果箱中，枝葉隨氣體流動進(jìn)入風(fēng)機(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的扇葉將雜質(zhì)粉碎后隨氣流在出風(fēng)口處吹出[34]。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，但其能耗高、噪音大，工作時具有一定的危險性。張一帆發(fā)明的一種便于分離雜物的紅棗撿拾機(jī)，其工作原理和主要結(jié)構(gòu)與阿布拉·艾拉發(fā)明的收獲機(jī)基本一致，只是設(shè)計有沉淀室和傾斜安裝的帶有慮孔的下滑板，可實現(xiàn)紅棗的兩次除雜，降低了收獲果實的含雜率[35]。

塔里木大學(xué)的胡燦等人設(shè)計了一種牽引清掃式落地紅棗撿拾收獲裝置(見圖13)，前方采用V字形臥式布置的滾筒毛刷將落在地面的紅棗收集成一行，通過撿拾鏟的抖動和紅棗的慣性將紅棗與地面分離；然后采用風(fēng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)壓氣流將紅棗吸起，后落入輸送帶，輸送至分級器，將紅棗按照幾何尺寸進(jìn)行分級，分級后的紅棗落入不同的收集筐中[36]。

圖12 牽引式氣吸紅棗收獲機(jī)

圖13 一種清掃式落地紅棗撿拾收獲裝置

集果撿拾機(jī)械除單獨作業(yè)以外，還被運用到大型自走式林果收獲機(jī)上，用以將落地的林果進(jìn)行集果或撿拾作業(yè)。中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院楊學(xué)軍等人研制的自走式全自動紅棗收獲機(jī)[37-38]，在前行走輪前方安裝圓盤毛刷集果機(jī)構(gòu)，將輪子前方的紅棗清掃至收獲機(jī)兩側(cè)，防止收獲機(jī)輪子對落地紅棗造成碾壓。圓盤毛刷和收獲機(jī)之間采用四桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接，其中四桿機(jī)構(gòu)的上連桿采用長度可調(diào)的桿件，可實現(xiàn)對圓盤毛刷前后俯仰角度在一定范圍的調(diào)節(jié)；通過液壓油缸的伸縮實現(xiàn)圓盤毛刷上下位置的控制，圓盤毛刷采用液壓馬達(dá)驅(qū)動，轉(zhuǎn)速可以隨落地紅棗的量和地表狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。果園試驗顯示，其防碾壓的效果明顯，如圖14所示。

圖14 自走式全自動紅棗收獲機(jī)集果機(jī)構(gòu)

石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院與武漢威明德股份有限公司聯(lián)合研制的4ZZ-2Y型紅棗收獲機(jī)[39-40]，在前輪內(nèi)側(cè)安裝轉(zhuǎn)向相反的雙向集果裝置，采用安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的樹脂片將落在地面的紅棗進(jìn)行集條，然后利用入土的彎形鋼齒進(jìn)行撿拾作業(yè)；由于樹脂片安裝缺少自由度，彎形鋼齒不具備仿形功能，作業(yè)效果并不理想，如圖15所示。2015年，武漢威明德股份有限公司馮冰等人發(fā)明了一種具有果實撿拾機(jī)構(gòu)的林果收獲機(jī)[41-43]，如圖16所示。該撿拾機(jī)構(gòu)通過圓盤毛刷將落在地面的果實收集成一行，采用抖動式拾果器利用振動和慣性原理將收集成行的果實拾起，落入抖動式拾果器后方；通過彈齒摟果器的旋轉(zhuǎn)，將果實帶到輸送帶上，完成果實的收獲作業(yè)。

圖15 4ZZ-2Y型紅棗收獲機(jī)集果撿拾機(jī)構(gòu)

圖16 4ZZ-2Y型紅棗收獲機(jī)集果撿拾裝置

目前，國內(nèi)針對林果集果撿拾機(jī)械的研究，歐陽鋒等人研究較多，針對百香果的集果撿拾作業(yè)，技術(shù)成熟；其余林果集果撿拾技術(shù)研究基本還處于起步階段，文獻(xiàn)報道很少。集果撿拾機(jī)械除了單獨進(jìn)行收獲作業(yè)以外，還可運用到大型的林果收獲機(jī)上[44]。

2 總結(jié)及展望

1)我國果園分布廣泛，地表狀況復(fù)雜多樣，集果撿拾機(jī)械應(yīng)具有仿形功能，以適應(yīng)我國不同區(qū)域地表復(fù)雜的現(xiàn)狀，使其適用范圍廣。

2)針對表面硬度不同的林果、表面雜質(zhì)不同的地表和多樣的土質(zhì)土壤，集果撿拾機(jī)械的轉(zhuǎn)速應(yīng)該具有可調(diào)性，以適用于不同品種的林果、不同含雜情況的地表和不同的土質(zhì)土壤的果園的收獲作業(yè)。

3)林果在集果運動過程產(chǎn)生滾動，容易出現(xiàn)碰撞損傷和摩擦損傷，應(yīng)減小林果運動的路程，以降低林果的機(jī)械損傷率。

4)集果所采用的毛刷材料需要進(jìn)行合理選取，以降低集果過程中林果的機(jī)械損傷率；毛刷硬度需要進(jìn)行多種配置，以適應(yīng)不同表皮硬度的林果的收獲作業(yè)。

5)在種植密度較大的果園作業(yè)，機(jī)具應(yīng)具備輕便靈活的特點，還應(yīng)具有繞樹過障功能，以提高工作效率和經(jīng)濟(jì)性能。

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The Research and Development of The Falling Tree Fruits and Nuts Collect and Pick-up Technology

Zhou Yuanhang, Kan Za, Li Chengsong, Zhang Huiming, Fu Wei, Cui Jian

(College of Mechanical and Electrical Engineering,Shihezi University,Shihezi 832003,China)

Mechanized harvesting is one of the most important taches in the full mechanization of fruit harvest, which plays an important role in promoting the development of forestry fruit industry and increasing economic efficiency. In recent years, with labor cost raising and the fruit cultivation area increasing, the fruit harvesting machinery technologies were intensively in part of academy. some mature fruit (dry nuts) fell on the ground，so to collect and pick the land fruit. At present, a great deal of research work has been done on collecting land fruit technology at home and abroad. Firstly, this paper briefly introduces the varieties of landing fruit set mechanical composition, working principle and feature. Then , The structure parameters, setting fruit collecting way, working efficiency, set fruit collecting efficiency and key technical parameters of mechanical damage were analyzed. Fruit planting patterns in China, combined with foreign mature fruit collecting technology. Finally, we put forward a new technology and method that it is suitable for landing fruit harvest mechanization in our country. The study provides for technology suggestion about collecting landing fruit technology in China.

forestry fruit; the fruit collecting; pick-up; harvest machinery; damage

2015-12-22

國家自然科學(xué)基金地區(qū)項目(E050601)

周遠(yuǎn)航(1991-)，男，河南臨潁人，碩士研究生，(E-mail)9807909942qq.com。

付 威(1977-)，男(滿)，黑龍江五常人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，(E-mail)fuwei001@126.com。

S225.93

A

1003-188X(2017)01-0256-08