陸海濤，呂建強(qiáng)，金 偉，張 鵬，吳芝玲，陳 業(yè)

(淮陰工學(xué)院 機(jī)械與材料工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003)

0 引言

我國是蔬菜產(chǎn)消大國，在種植的各類蔬菜中，葉菜類蔬菜的種類和品種極為豐富，有4大類230種，種植面積也十分巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，葉菜類蔬菜產(chǎn)量已占蔬菜生產(chǎn)總產(chǎn)量的30%～40%，有些地區(qū)的葉菜產(chǎn)量比例更高[1]。葉菜類蔬菜產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為帶動農(nóng)民勞動就業(yè)和致富的一個重要產(chǎn)業(yè)[2]。

傳統(tǒng)葉菜生產(chǎn)屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，相對于耕整地、播種、移栽、灌溉及植保等作業(yè)，收獲作業(yè)需要更多的勞動力[3-5]。隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快和農(nóng)村富余勞動力向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，葉菜生產(chǎn)勞動力短缺和老齡化日趨嚴(yán)重，出現(xiàn)用工荒，生產(chǎn)用工成本增加，經(jīng)濟(jì)效益下降，誰來種菜的問題日益突出[6-7]。在我國蔬菜生產(chǎn)作業(yè)中，收獲作業(yè)約占總作業(yè)量的40%[8]。人工收獲勞動強(qiáng)度大、效率低、收獲質(zhì)量不穩(wěn)定，已不適應(yīng)葉菜生產(chǎn)規(guī)?；陌l(fā)展趨勢。葉菜生產(chǎn)全程機(jī)械化是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求，收獲機(jī)械化成為葉菜生產(chǎn)全程機(jī)械化的關(guān)鍵[9]。

葉菜是一類主要以肥嫩的葉片、葉柄和嫩莖為食用部位的蔬菜，如菠菜、韭菜、金花菜、生菜、白菜及茼蒿等。葉菜具有葉片柔嫩多汁而少纖維、種植密度大、生長迅速及收獲時間緊迫等特點(diǎn)。我國葉菜產(chǎn)業(yè)正快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)葉菜的機(jī)械化收獲具有復(fù)雜性和緊迫性，急需大量研究開發(fā)[10]。國外的蔬菜收割機(jī)械不完全適應(yīng)我國葉類蔬菜的收獲[11]，只有開發(fā)符合我國實(shí)際的葉菜收獲機(jī)械，才能從根本上提高我國葉菜收獲作業(yè)的自動化水平，這無疑具有重要意義。

1 我國葉菜收獲機(jī)研制現(xiàn)狀

雖然我國蔬菜機(jī)械化收獲的研究起步較晚，發(fā)展相對滯后，但發(fā)展比較迅速。我國每年都出臺相關(guān)政策，劃撥大量的科研經(jīng)費(fèi)用于支持蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化，包括葉菜機(jī)械化收獲研究項(xiàng)目。

吳明聰?shù)萚12]研制的黃花苜蓿收獲機(jī)，如圖1所示。

1.支風(fēng)管 2.切割刀 3.高度調(diào)節(jié)螺母 4.主風(fēng)管 5.高度調(diào)節(jié)螺母 6.汽油機(jī) 7.支撐桿 8.前行走輪 9.機(jī)架 10.扶手 11.支撐桿 12.后行走輪

該機(jī)以汽油機(jī)為動力，以不帶鋸齒的往復(fù)雙動刀為切割器，通過調(diào)節(jié)高度螺栓控制收割高度；用風(fēng)機(jī)把黃花苜蓿吹到收集袋中，可避免機(jī)械收集對菜品的影響；采用大而輕的充氣輪胎作為行走輪，工人在機(jī)后手扶機(jī)器前行完成黃花苜蓿的收獲。機(jī)器配套動力為2.2kW，割幅110cm，割茬高度≤12cm且可調(diào)，風(fēng)機(jī)流量為0.89mm3/min。

徐少華等[13]研發(fā)用于收割青菜、菠菜和韭菜等的收獲機(jī)，如圖2所示。該機(jī)具有帶根和不帶根收獲兩種獨(dú)立的切割裝置，采用多個動力，互不干涉；在輸送裝置的前部下方安裝兩個仿形輪，控制割茬高度；在切刀架前側(cè)裝有門框狀的安全桿，既可以防止切刀撞上前方的障礙物，又可以避免切刀傷人；在切割裝置和輸送裝置中間安裝振動篩機(jī)構(gòu)，以提高蔬菜的清潔度；通過帶傳動將蔬菜輸送到后端，進(jìn)行有序或無序收集。機(jī)器的配套動力18kW，作業(yè)速度0.2～0.3m/s，作業(yè)能力達(dá)0.35～0.4hm2/h，清潔度≥90%，收獲率≥95%。

1.安全桿 2.剪切刀組件 3.振動篩機(jī)構(gòu)

徐少華等[14]研發(fā)的白菜和菠菜收獲機(jī)如圖3所示。通過設(shè)計(jì)液壓起落架與微調(diào)裝置并聯(lián)控制系統(tǒng)，使得割刀和收集裝置的高度均可調(diào)節(jié)，保證留茬深淺一致，也可提高機(jī)器的通過性。機(jī)具不但可以在平地上進(jìn)行收割，也可以在壟上進(jìn)行收割，通用性較高。

1.操作手把桿 2.蔬菜收集箱 3.后固定輪 4.發(fā)動機(jī) 5.變速齒輪箱 6.鼓風(fēng)系統(tǒng) 7.切割齒輪箱 8.割刀 9.機(jī)架 10.前浮動輪

丁馨明等[15]設(shè)計(jì)用于收獲大棚蔬菜(金花菜、豆苗、小菜秧)的機(jī)器，如圖4所示。該機(jī)用蓄電池為行走裝置電機(jī)、輸送裝置電機(jī)及切割電機(jī)提供動力；采用雙動刀往復(fù)式切割裝置，設(shè)計(jì)電動推桿實(shí)現(xiàn)割臺的升降，保證切割高度在一定范圍可調(diào)；輸送裝置的助運(yùn)撥板采用軟體材料制作，可將割刀切割下的葉菜及時從割刀上撥運(yùn)到輸送帶上。該收獲機(jī)的總功率為0.6kW，收割幅度為1 000mm，作業(yè)效率達(dá)0.2～0.25hm2/h，收獲蔬菜的高度范圍為40～400mm。

秦廣明等[16]以汽油機(jī)為動力，研制手扶式兩輪行走的葉菜收獲機(jī)，如圖5所示。該機(jī)選擇雙凸輪機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成割刀的往復(fù)直線運(yùn)動，通過繪制雙動刀切割圖及大量試驗(yàn)，確定切割速比為1.7，保證割茬齊整、切割質(zhì)量的穩(wěn)定。采用風(fēng)機(jī)和收集板進(jìn)行收集，收集板安裝在切割裝置前邊，結(jié)構(gòu)緊湊。整機(jī)大小為1 390mm×1 640mm×854mm，配套動力為2.28kW，整機(jī)質(zhì)量為37kg，割幅達(dá)1 210mm，輪距為1 380mm。

1.切割總成 2.機(jī)架 3.風(fēng)機(jī) 4.操縱手柄

高龍等[17]等應(yīng)用形態(tài)學(xué)矩陣?yán)碚摯_定葉菜類蔬菜收割機(jī)的總體方案，如圖6所示。收獲機(jī)由蓄電池統(tǒng)一供電，采用多個電機(jī)分別提供動力；兩個行走輪由直流電機(jī)直接驅(qū)動；前端安裝割茬高度調(diào)整機(jī)構(gòu)，由直流電機(jī)與絲桿升降機(jī)組成；前端底部裝有割幅調(diào)節(jié)裝置，既可由電機(jī)驅(qū)動，也可由人工進(jìn)行微調(diào)；蔬菜輸送機(jī)構(gòu)置于機(jī)器中部，由兩級帶傳動機(jī)構(gòu)組成；一級輸送帶保持蔬菜豎直站立輸送，二級輸送帶將蔬菜橫向放倒進(jìn)行輸送；收集箱位于收割機(jī)尾部，完成對蔬菜的無序收集。

1.扶手 2.輸送電機(jī) 3.輸送機(jī)構(gòu) 4.升降機(jī)構(gòu) 5.電機(jī) 6.分禾器 7.割刀 8.割幅調(diào)整機(jī)構(gòu) 9.機(jī)架 10.蓄電池 11.行走輪 12.控制箱 13.收集箱

馬建國等[18]設(shè)計(jì)用于收割韭菜的機(jī)器，如圖7所示。該機(jī)采用人力推動機(jī)具前行完成收割，將鐮刀形割刀片安裝在鏈條上，形成鏈?zhǔn)礁畹丁Ｍㄟ^斜齒輪傳動和鏈傳動將機(jī)器車輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)殓牭肚懈钸\(yùn)動，用兩對4條同步齒型帶夾持切割后的韭菜進(jìn)行輸送和收集，可同時收割兩壟(行)韭菜。

1.收割機(jī)扶手 2.調(diào)高桿 3.上蓋板 4.傳動柱 5.收割機(jī)輪軸 6.收割機(jī)輪 7.鐮刀 8.撥禾板圖7 韭菜收獲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

章永年等[19]開發(fā)了自行走式夾持有序收集蔬菜收獲機(jī)，如圖8所示。

1.分禾器 2.切割裝置 3.提升裝置 4.第1從動帶輪 5.仿形輪 6.扶禾裝置 7.電池 8.電動推桿 9.張緊支撐裝置 10.轉(zhuǎn)向裝置 11.蝸桿 12.蝸輪 13.第1主動帶輪 14.水平輸送裝置 15.機(jī)架 16.擺動軸 17.行走輪 18.底盤

該機(jī)用蓄電池和電動機(jī)提供動力。往復(fù)式直線割刀可同時收割多行蔬菜，作業(yè)效率較高；機(jī)具的柔性夾持輸送裝置由同步帶傳動機(jī)構(gòu)、夾持輪和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)組成；電動推桿提升裝置既可保持輸送機(jī)構(gòu)的傾斜角度，也可舉升或降低柔性夾持輸送機(jī)構(gòu)；以底盤小輪車作為行走裝置，前端底部設(shè)計(jì)仿形輪，保持割茬高度。該機(jī)外形尺寸為1 500mm×1 100mm×550mm，作業(yè)幅寬達(dá)1 000mm，行駛速度0.6～1.9m/s，割茬高度為10～200mm，生產(chǎn)效率為0.2～0.5hm2/h。

胡杰文[20]設(shè)計(jì)的空心菜收獲機(jī)如圖9所示。機(jī)器由拖拉機(jī)側(cè)牽引式拖動前行，用多級鏈傳動將拖拉機(jī)動力傳遞給切割器、行走裝置和輸送裝置；選用標(biāo)準(zhǔn)II型往復(fù)式切割器，在撥禾輪輔助下用單動刀切割空心菜，選擇曲柄連桿機(jī)構(gòu)(偏心輪連桿機(jī)構(gòu))作為切割器的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；用寬皮帶將空心菜推送至收集箱進(jìn)行無序收集。

1.切割器傳動機(jī)構(gòu) 2.連桿 3、5、6、7、8、11、12、14、15、16.鏈輪 4.偏心輪 9.主軸 10.拖拉機(jī) 13.牽引裝置 17.往復(fù)式切割器 18.撥禾輪 19.輸送帶 20.收集箱 21.行走輪 22.機(jī)架

申屠留芳等[21]設(shè)計(jì)乘坐式自行走葉菜收獲機(jī)如圖10所示。

1.機(jī)架 2.履帶底盤 3.發(fā)動機(jī) 4.液壓缸

該機(jī)以柴油機(jī)為動力，割刀為回轉(zhuǎn)式帶鋸刀具，行走裝置為履帶，割刀和履帶分別由液壓馬達(dá)驅(qū)動；通過更換割頭，實(shí)現(xiàn)帶根或不帶根收獲，具有一定的通用性，用收集箱進(jìn)行無序收集。農(nóng)機(jī)輸入功率為65kW，整機(jī)質(zhì)量1 225kg，割幅為1 350mm，輸送帶大小為2 600mm×1 350mm。

高國華等[22]對溫室霧培蔬菜的機(jī)械化收割進(jìn)行研究，研制的設(shè)備如圖11所示。該機(jī)具由定植板運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、蔬菜收獲機(jī)構(gòu)及蔬菜運(yùn)輸機(jī)構(gòu)3部分組成。蔬菜收獲機(jī)構(gòu)是核心機(jī)構(gòu)，選擇鋸齒形狀割刀，切割方式為滑切。采用雙夾取手爪抓取蔬菜，以氣缸驅(qū)動切根手爪完成蔬菜的切根。

1.定植板運(yùn)輸平臺 2.收獲機(jī)構(gòu) 3.運(yùn)輸平臺

此外，鹽城明悅機(jī)械廠研制的韭菜收獲機(jī)(MY-306)如圖12所示。上海康博實(shí)業(yè)有限公司研制的韭菜收獲機(jī)(4G-200)[23]適用于對行收割韭菜，如圖13所示。

圖12 MY-306收獲機(jī)

圖13 4G-200收獲機(jī)

山東青州華龍機(jī)械科技有限公司研制的華龍4GZ-180蔬菜收獲機(jī)[24]適用收獲生長于土壤絕對含水率為15%～25%的葉菜，如圖14所示。江蘇鎮(zhèn)江市農(nóng)機(jī)推廣站研制的葉菜收獲機(jī)(4GDS-1.0)[25]如圖15所示。

圖14 4GZ-180收獲機(jī)

圖15 4GDS-1.0收獲機(jī)

綜上所述，我國葉菜收獲機(jī)研發(fā)的基本格局為以小型化收獲機(jī)研制為主，兼顧大型葉菜收獲機(jī)的研制。以研制土培葉菜機(jī)械化收獲為重點(diǎn)，霧培葉菜收獲機(jī)的研制則剛剛起步。葉菜收獲機(jī)已有試驗(yàn)平臺、產(chǎn)品樣機(jī)和商業(yè)推廣機(jī)型，但品種和數(shù)量不多，通用機(jī)型少，系列化產(chǎn)品少。同國外相比，我國葉菜生產(chǎn)的機(jī)械化水平和程度還有較大差距，縮小差距還需付出更多更大的努力。

2 葉菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)

完成葉菜收獲的環(huán)節(jié)有分禾、扶正、切割、傳送、收集及運(yùn)輸。葉類蔬菜收獲機(jī)的基本組成包括動力、切割裝置、行走裝置、輸送裝置和收集裝置等。葉菜收獲機(jī)基本性能指標(biāo)有配套動力、割幅、作業(yè)速度、割茬高度及作業(yè)效率等。

2.1 動力設(shè)計(jì)

實(shí)現(xiàn)收獲機(jī)的行走、割刀的切割運(yùn)動、傳動裝置的運(yùn)行都需要動力裝置提供動力。常用的動力有電動機(jī)、汽油機(jī)、柴油機(jī)等。動力裝置除了提供充足的動力外，還要兼顧葉菜的生長特性、生長環(huán)境及自身質(zhì)量。對于在溫室大棚種植生長的蔬菜，柴油機(jī)、汽油機(jī)排放的廢氣會污染空氣，對蔬菜造成一定的污染。對于一次種植多次收割的蔬菜(如金花菜、韭菜)，為了保證蔬菜的后續(xù)生長，盡量減少動力源質(zhì)量，以減少機(jī)具總質(zhì)量及對蔬菜割茬的壓踏。如果采用拖拉機(jī)作為行走裝置，用拖拉機(jī)提供動力源是普遍選擇。行走裝置、切割裝置、傳動裝置既可以分別采用1個電動機(jī)作為動力，也可以共用1個電動機(jī)。日本開展以沼氣作為動力的研究，德國研究氫動力的農(nóng)用機(jī)械[1]。沼氣和氫作為動力符合低碳環(huán)保要求，為農(nóng)機(jī)動力的發(fā)展提供新方向。

2.2 行走裝置設(shè)計(jì)

蔬菜收獲機(jī)的行走裝置是解決收獲機(jī)在田間行走、移動、轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)場等問題的機(jī)構(gòu)。行走裝置對田間坑凹地形、土壤環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，具有行走平穩(wěn)、高通過性、低打滑率、減少對田地的碾壓、操作方便靈活等特點(diǎn)，一般由行走輪、車架、安裝軸、剎車裝置及離合器等部件組成[26]。行走輪有履帶式和車輪式兩種，車輪式應(yīng)用較多，行走輪數(shù)量一般取為2～4個。收獲機(jī)的行走既有人工把扶行走收獲機(jī)，也有獨(dú)立自行走收獲機(jī)。前者需要人工把扶才能平穩(wěn)前行作業(yè)，完成蔬菜收割，適合小田塊葉菜的收割，收割質(zhì)量易受人工影響。獨(dú)立自行走收獲機(jī)(如拖拉機(jī)牽引行走)不需要人工把扶完成收割作業(yè)，適用于大田蔬菜的收割。當(dāng)前，許多蔬菜設(shè)施空間小、不標(biāo)準(zhǔn)，普遍存在著作業(yè)機(jī)械“路難走、門難進(jìn)、邊難耕、頭難掉”的現(xiàn)象，導(dǎo)致行走裝置難以達(dá)到良好的通過性。收獲機(jī)在田間的行進(jìn)速度是影響其作業(yè)效率的關(guān)鍵因素，也是影響葉菜切割質(zhì)量的重要因素。通常取行走速度與割刀的平均切割速度的比值(割速比)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定割速比的常用方法是繪制切割圖。

2.3 切割裝置設(shè)計(jì)

切割是指將散亂的蔬菜扶正，用割刀對蔬菜切割部位進(jìn)行切割，并將割下的蔬菜輸送離開割刀的過程，包括分禾、扶正及切割等環(huán)節(jié)。切割裝置的組成零部件有切割器、扶正部件、撥禾部件、護(hù)刀扳、變速箱、割刀高度和割幅調(diào)整機(jī)構(gòu)等。按照切割蔬菜的運(yùn)動形式分類，葉菜收獲機(jī)的切割器有往復(fù)直線切割器、圓盤旋轉(zhuǎn)切割器、齒形鏈?zhǔn)角懈钇?、回轉(zhuǎn)帶式切割器及鐮刀型切割器等[27-28]。往復(fù)式割刀具有所需動力小、作業(yè)穩(wěn)定及結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1209-2002中，制定了6種標(biāo)準(zhǔn)往復(fù)式切割器[29]，葉菜收獲機(jī)切割器首選標(biāo)準(zhǔn)往復(fù)式割刀。受割刀旋轉(zhuǎn)直徑的限制，圓盤旋轉(zhuǎn)切割器適用于對行收割，工作幅度小，機(jī)器前進(jìn)速度慢。齒形鏈?zhǔn)角懈钇鱾鲃雍唵?，工作平穩(wěn)，既可寬幅收割，又可實(shí)現(xiàn)高速作業(yè)。

往復(fù)式切割器分為單刀往復(fù)切割和雙刀往復(fù)切割兩種。往復(fù)式雙動刀切割器的切割速度可達(dá)往復(fù)式單動刀切割速度的1.5倍。按傳動原理的不同，往復(fù)式切割器的傳動機(jī)構(gòu)可分為曲柄連桿機(jī)構(gòu)、擺環(huán)傳動機(jī)構(gòu)和行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)3種。曲柄連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；行星齒輪式傳動機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是磨損和振動小，工作穩(wěn)定可靠，但制造精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜[30]；擺環(huán)機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定和噪聲小等優(yōu)點(diǎn)[31]。在葉菜收獲機(jī)中，常用曲柄連桿機(jī)構(gòu)作為往復(fù)式切割器的傳動機(jī)構(gòu)。切割器高度和割幅調(diào)整機(jī)構(gòu)主要有鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和液壓缸。

減小漏割區(qū)和重割區(qū)面積是切割器設(shè)計(jì)的基本要求。夏萍等[32]利用MatLab軟件對往復(fù)式切割器切割圖進(jìn)行數(shù)值模擬，對影響切割圖的漏割區(qū)和重割區(qū)面積的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行仿真計(jì)算，獲得運(yùn)動參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的組合。實(shí)踐表明，恰當(dāng)?shù)那懈钏俣扰c收獲機(jī)前進(jìn)速度比可有效保證割茬整齊及切割質(zhì)量的穩(wěn)定。對于需要帶根收獲的葉菜(如菠菜、芹菜)，一般采用往復(fù)式單動刀切割器，但目前關(guān)于土壤環(huán)境、割刀切入深度和角度、保留菜根長度等對收獲質(zhì)量影響的研究基本處于空白。

2.4 輸送裝置設(shè)計(jì)

輸送裝置是蔬菜收獲機(jī)的重要組成部分，其將切割下來的葉菜輸送到收集裝置，保證被切割的葉菜及時離開割刀，有效防止蔬菜在割刀附近堵塞擠壓，輸送過程中避免損害蔬菜品相，防止污染。按照輸送方式分類，輸送裝置可分為推送型、風(fēng)送型、夾持型、推送加振動復(fù)合型及撥指鏈?zhǔn)捷斔托偷萚33-34]。葉菜類型決定輸送方式，韭菜、菠菜等需要夾持輸送，生菜需用推送型裝置，金花菜、三葉菜宜采用風(fēng)送型裝置。按照輸送路線分類，輸送裝置分為一級輸送裝置和二級輸送裝置。輸送速度、最小夾持力、最小摩擦力是輸送裝置的主要參數(shù)。常用傳動裝置有帶傳動、鏈傳動及蝸桿傳動等，以帶傳動應(yīng)用最為廣泛。

2.5 收集裝置設(shè)計(jì)

收集是蔬菜收獲在田間的收尾環(huán)節(jié)，收集不利會造成較大損失。保護(hù)蔬菜品相不被污染是葉菜收集的基本要求。葉菜的收集方式分為有序收集、無序收集兩種方式；有序收集是指將收割下來的蔬菜擺放整齊，保持割頭整齊，如韭菜、菠菜的收集；無序收集則把蔬菜零散地收集起來，不考慮整齊性，如生菜的收集。收集裝置主要指標(biāo)有損傷率、收凈率及收集效率等。收集裝置采用較多的是收集箱，其便于蔬菜的運(yùn)輸，但人工勞動強(qiáng)度大。有的葉菜(如金花菜)單體細(xì)小，單重較輕，切割后用風(fēng)力將蔬菜吹到收集袋中，完成收集。氣力收集裝置包括風(fēng)機(jī)、風(fēng)管和收集袋。在有序收集基礎(chǔ)上，將葉菜切割后進(jìn)行打捆，這是葉菜收集的一種新方式，其研究還處于起步階段。

2.6 其他零部件設(shè)計(jì)

葉菜收獲機(jī)的組成部分還有控制裝置、變速箱、機(jī)架、仿形輪及把手等。為減小整機(jī)質(zhì)量和大小，這些零部件設(shè)計(jì)盡量減小質(zhì)量、結(jié)構(gòu)緊湊，順應(yīng)通用化和系列化設(shè)計(jì)要求。

綜上所述，葉類蔬菜收獲機(jī)主要組成部件的類型、特點(diǎn)、應(yīng)用比較如表1所示。

表1 葉類蔬菜收獲機(jī)部件類型、特點(diǎn)及應(yīng)用

★塑料大棚、日光溫室、露地小田；●露地大田；▲小面積山地、坡地；◆單體細(xì)小、單重輕蔬菜；■高植株葉菜；□較多；△較少。

3 存在的問題與對策

3.1 存在的問題

1) 盡管各級政府、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)對葉菜收獲機(jī)械獲越來越重視，但種菜是勞動密集型產(chǎn)業(yè)思想和重糧輕菜思想仍根深蒂固，人工收獲仍是葉菜收獲的主要方式，尚未形成蔬菜機(jī)械化收獲的共識；農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)薄弱，葉菜種植農(nóng)藝簡單粗放，農(nóng)藝與農(nóng)機(jī)的結(jié)合不緊密，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不規(guī)范，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。這些問題都制約著葉菜的機(jī)械化收獲技術(shù)的發(fā)展，亟待解決。

2) 我國葉菜收獲機(jī)研制起步晚，底子薄，技術(shù)創(chuàng)新少，研制的收獲機(jī)類型少，通用性差；受傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的影響，有的機(jī)械化收獲達(dá)不到人工收獲的質(zhì)量；葉菜收獲機(jī)價(jià)格高，投資回收周期較長，葉菜收獲機(jī)性價(jià)比低；具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)裝備少，跟國外技術(shù)差距較大，縮小差距還有很長一段路要走；此外，目前研究主要集中在滿足葉菜收割要求方面，而對葉菜本身的幾何形狀和物理特性研究極少，葉菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)理論體系還不完善。

3.2 發(fā)展對策

1) 在我國耕地面積減少的嚴(yán)峻形勢下，應(yīng)加快制定相關(guān)政策保護(hù)現(xiàn)有葉菜種植面積，加強(qiáng)葉菜種植基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；基于葉菜的生物學(xué)特性，探索符合機(jī)械化收獲的栽培模式，制定葉菜生產(chǎn)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)，使規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)先行，縮短研發(fā)周期；將農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝更加緊密結(jié)合，相輔相成，協(xié)調(diào)發(fā)展，盡快實(shí)現(xiàn)葉菜的大規(guī)?；a(chǎn)。同時，加大財(cái)政支持力度，鼓勵更多的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)進(jìn)行葉菜收獲技術(shù)的研究，建立完善的售后服務(wù)體系，保護(hù)和提高廣大種植戶的積極性。

2) 通過研制專門化、小型化、低成本、輕量化、高采收率的收獲機(jī)，提高葉菜收獲機(jī)的普及率。通過研究不同種類葉菜的幾何形狀(株高、株徑、根徑、根長、擴(kuò)展度等)和力學(xué)特性(剪切力、拉斷力等)，建立數(shù)據(jù)庫，為確定收獲機(jī)械的關(guān)鍵部件參數(shù)提供理論支撐。采用現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)，按照葉菜收獲作業(yè)要求進(jìn)行功能組件的劃分，各功能組件之間可以自由組合，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，提高葉菜收獲機(jī)的通用性，順應(yīng)葉菜種植規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢。

4 結(jié)束語

我國葉菜收獲機(jī)的研制已經(jīng)取得較大進(jìn)步，開始進(jìn)入快速發(fā)展階段，但由于我國葉菜類蔬菜的生產(chǎn)條件和生產(chǎn)方式具有特殊性，葉菜機(jī)械化收獲研究應(yīng)堅(jiān)持多部門、多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，摒棄急功近利思想，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，采取引進(jìn)應(yīng)用和自主研發(fā)并重策略，加強(qiáng)技術(shù)儲備，研制具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的葉菜類生產(chǎn)技術(shù)裝備，為實(shí)現(xiàn)智能化的可選擇收獲和我國蔬菜生產(chǎn)的現(xiàn)代化打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃丹楓. 葉菜類蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化發(fā)展對策研究[J]. 長江蔬菜，2012(2)：1-6.

[2] 陳永生，胡檜，肖體瓊，等. 我國蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J]. 中國蔬菜，2014(10)：1-5.

[3] 卞麗娜，李繼偉，丁馨明. 葉菜類蔬菜機(jī)械化收獲技術(shù)及研究[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2015，41(2)：22-24.

[4] 張文斌,張龍全,黃裕飛.葉菜類蔬菜主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)機(jī)械化發(fā)展現(xiàn)狀與對策分析[J].江蘇農(nóng)機(jī)化，2015(2)：53-56.

[5] 曾平歐.蔬菜機(jī)械化生產(chǎn)的裝備與技術(shù)預(yù)測分析[J].中國農(nóng)機(jī)化，2011(2)：12-14.

[6] 蔣秀娟，范圓圓.蔬菜種植能否實(shí)現(xiàn)機(jī)械化[N].科技日報(bào)，2014-07-24(004).

[7] 肖體瓊，何春霞，崔思遠(yuǎn)，等.蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化作業(yè)工藝研究[J].農(nóng)機(jī)化研究, 2016,38(3): 259-262.

[8] 王俊，杜冬冬，胡金冰，等. 蔬菜機(jī)械化收獲技術(shù)及其發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014，45(2)：81-87.

[9] 糜南宏，趙映，秦廣明，等.蔬菜全程機(jī)械化研究現(xiàn)狀與對策[J].中國農(nóng)機(jī)化，2014，35(3)：66-69.

[10] 耿貴勝，張京開，劉揚(yáng). 蔬菜收獲機(jī)械化需重視和加強(qiáng)[J]. 農(nóng)機(jī)市場，2009(11)：27-27.

[11] 張鈺蕓. 蔬菜收割機(jī)緩解用工成本上漲壓力[N].糧油市場報(bào)，2012-11-20(B02).

[12] 吳明聰，陳樹人，李繼偉，等. 4YC-110 型秧草收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2014,36(3)：106-108,112.

[13] 徐少華，秦廣明，沈丹波.一種新型葉莖類蔬菜收獲機(jī)的研制[J].中國農(nóng)機(jī)化，2016，37(1)：18-21.

[14] 徐少華，孫登峰，陳建華，等.葉類蔬菜通用收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，43(3):365-367.

[15] 丁馨明，何白春，薛臻. 小型葉菜收割機(jī)研發(fā)與市場初探[J]. 江蘇農(nóng)機(jī)化，2014(2)：40-42.

[16] 秦廣明，趙映，肖宏儒，等.高速雙動小型手扶式葉菜收獲機(jī)設(shè)計(jì)與運(yùn)動分析[J].中國農(nóng)機(jī)化, 2015, 36(5): 9-12.

[17] 高龍，弋景剛，孔德剛，等.小型智能葉菜類蔬菜收割機(jī)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2016,38(9)：147-150.

[18] 馬建國，程佳衛(wèi)，姚運(yùn)萍. 鐮刀型韭菜收割機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)械制造，2015，53(613)：10-12.

[19] 章永年，施印炎，汪小旵. 莖葉類蔬菜有序收獲機(jī)柔性夾持輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 中國農(nóng)機(jī)化，2016，37(9): 48-51.

[20] 胡杰文．小型多功能綠葉類蔬菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]．廣州：仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，2014.

[21] 申屠留芳，張炎，孫星釗，等. 葉類蔬菜收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 中國農(nóng)機(jī)化，2016，37(11):20-23.

[22] 高國華，王天寶. 溫室霧培蔬菜收獲機(jī)收獲機(jī)構(gòu)的研究設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2015,37(10)：91-97.

[23] 康博.康博4G-200韭菜收割機(jī)參數(shù)介紹[EB/OL].(2016-08-11)[2017-02-05].http://www.mainongji.com/nongji/shouhuo/qita/2016-08-11/mainongji_112864.html.

[24] 華龍.華龍4GZ-180蔬菜收獲機(jī)參數(shù)介紹[EB/OL].(2015-10-14)[2017-02-05].http://www.mainongji.com/nongji/shouhuo/qita/2015-10-14/mainongji_107633.html.

[25] 鎮(zhèn)研. 4GDS-1.0型蔬菜收獲機(jī)[J].農(nóng)村百事通，2016(7): 53-53.

[26] 聞俊.輕便型綠葉菜收獲機(jī)的初步研發(fā)與設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督， 2011(11): 21-21,27.

[27] 賈瑞昌,趙華海.收獲機(jī)械切割器的技術(shù)進(jìn)展[J].廣東農(nóng)機(jī)，1999(3)：17-19.

[28] 韓正晟,粟震霄,魏宏安,等.齒形鏈?zhǔn)角懈钇鞯脑囼?yàn)研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1998，14(2)：86-89．

[29] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T1209-2002農(nóng)業(yè)機(jī)械切割器[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

[30] 李陸俊,呂新民.聯(lián)合收割機(jī)割刀行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究, 2011,33(4): 67-70.

[31] 吳雪梅,張富貴,呂敬堂,等.收獲機(jī)械中擺環(huán)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)分析[J].農(nóng)機(jī)化研究, 2010,32(4):58-60.

[32] 夏萍,印崧,陳黎卿,等.收獲機(jī)械往復(fù)式切割器切割圖的數(shù)值模擬與仿真[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007, 38(3)：65-68.

[33] 韋勇,秦廣明,金月,等.葉菜收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 農(nóng)業(yè)裝備與開發(fā)，2016(8):98-100.

[34] 金誠謙,尹文慶,吳崇友.油菜割曬機(jī)撥指輸送鏈?zhǔn)捷斔脱b置研制與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29(21)：11-18．