蔬菜收獲機(jī)械化技術(shù)分析

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摘要：分析了蔬菜收獲機(jī)械的特點(diǎn)和種類，對(duì)蔬菜收獲機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)作一探析。

關(guān)鍵詞:蔬菜；收獲機(jī)械化；技術(shù)；探析

蔬菜機(jī)械收獲技術(shù)是利用蔬菜收獲機(jī)收割、采摘或挖掘蔬菜的食用部分，并進(jìn)行裝運(yùn)、清理、分級(jí)和包裝等作業(yè)的技術(shù)。

1蔬菜收獲機(jī)械的特點(diǎn)

1.1收獲對(duì)象的復(fù)雜性

與一般的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn)不同，蔬菜的生長(zhǎng)具有隨機(jī)性，受土壤、天氣、肥料等的影響很大。同品種的蔬菜長(zhǎng)成之后形態(tài)不一，生長(zhǎng)發(fā)育程度不齊，且蔬菜的果實(shí)、枝葉等相對(duì)脆弱。因此，在研發(fā)蔬菜收獲機(jī)械前，必須研究蔬菜的幾何、物理特性等，并且依此設(shè)計(jì)具有一定柔性、智能化的蔬菜收獲機(jī)械。

1.2收獲作業(yè)的一次性

與果蔬采摘機(jī)器人不同，一般蔬菜收獲機(jī)械不具有機(jī)器視覺系統(tǒng)，因此多采用一次性收獲的方式收獲蔬菜，雖然有一定的損失率和損傷率，但該方式大大提高了蔬菜收獲的效率，特別適用于采收成熟期一致或者用于食品加工的蔬菜。

1.3收獲機(jī)械的專用性

蔬菜種類繁多，供食用的器官不同，幾何形態(tài)和物理特性也各不相同，因此設(shè)計(jì)的收獲機(jī)械大多專用性很強(qiáng)，而通用性不高。在考慮成本因素時(shí)，就要求提高蔬菜收獲機(jī)械的通用性，開發(fā)針對(duì)某大類蔬菜收獲的機(jī)型，通過更換部分零部件或調(diào)整工作參數(shù)實(shí)現(xiàn)多種蔬菜收獲。

1.4收獲機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性

隨著我國人口的老齡化，農(nóng)村勞動(dòng)力的減少，相比于采摘機(jī)器人的低效率、低可靠性，發(fā)展蔬菜收獲機(jī)械則更加經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)，蔬菜收獲機(jī)械化勢(shì)在必行。

2蔬菜收獲機(jī)械種類

收割、采摘或挖取各種蔬菜的食用部分，并進(jìn)行裝運(yùn)、清理、分級(jí)和包裝等項(xiàng)作業(yè)的特種作物收獲機(jī)械，根據(jù)收取蔬菜部位的不同，可分為根菜類收獲機(jī)、果菜類收獲機(jī)、葉菜類收獲機(jī)等類型。

2.1葉菜類蔬菜收獲機(jī)

葉菜類收獲機(jī)包括甘藍(lán)、菠菜等收獲機(jī)。甘藍(lán)收獲機(jī)由2根旋轉(zhuǎn)的傾斜螺旋軸、切刀、輸送器和裝載箱等組成。作業(yè)時(shí)結(jié)球甘藍(lán)進(jìn)入兩螺旋軸，莖部被夾持在兩軸中間，沿螺旋軸傾斜向上移動(dòng)而被拔起，到達(dá)螺旋軸上端時(shí)由切刀將根莖和外葉切掉并排出機(jī)外。切下的結(jié)球甘藍(lán)經(jīng)輸送器送入裝載箱，裝滿后傾翻卸載，并利用打開的裝載箱后板作為溜板滑下。

2.2根菜類蔬菜收獲機(jī)

根菜類收獲機(jī)包括收獲胡蘿卜、蘿卜、馬鈴薯、甜菜等根菜的機(jī)械，有挖掘式、聯(lián)合作業(yè)式2種類型。挖掘式根菜收獲機(jī)能完成切頂和挖掘作業(yè)并將根菜鋪放成條。聯(lián)合作業(yè)式根菜收獲機(jī)即根菜聯(lián)合收獲機(jī)又有2種型式：一種是夾住莖葉把根菜從土中拔出，然后分離莖葉和土壤；另一種是先切去莖葉，然后將根菜從土中挖出，并清除土壤和雜草。屬于前一種類型的胡蘿卜聯(lián)合收獲機(jī)，主要由圓盤刀挖掘鏟、拔取器、莖葉分離器、清理裝置、輸送器等組成。挖掘鏟將胡蘿卜周圍的土壤挖松。帶式拔取器將胡蘿卜從土中拔出并送到由2根輥軸組成的莖葉分離器上。在主動(dòng)輥上有按螺線排列的凸齒，從動(dòng)輥則是光滑的。當(dāng)2根輥相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，胡蘿卜莖葉被凸齒攫取并撕下，沿一斜槽拋擲到地上；胡蘿卜則被送至清理裝置清除泥土后，再由輸送器送到運(yùn)輸車內(nèi)或裝袋。調(diào)整圓盤挖掘鏟的角度，還可用來收獲食用甜菜、蕪菁和其他淺埋生長(zhǎng)的根菜。馬鈴薯機(jī)械化收獲機(jī)有馬鈴薯挖掘機(jī)、馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)2種。馬鈴薯收獲的工藝過程包括切莖、挖掘、分離、撿拾、分級(jí)、裝運(yùn)等工序。馬鈴薯挖掘機(jī)是我國使用比較廣泛的一種抖動(dòng)鏈?zhǔn)今R鈴薯挖掘機(jī)，主要由限深輪、挖掘鏟、抖動(dòng)輸送鏈、集條器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走輪等組成。與29.4kW以上的拖拉機(jī)配套使用，適合在地勢(shì)平坦、種植面積較大的沙壤土地上作業(yè)。馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)可一次性完成挖掘、分離、初選和裝箱等作業(yè)工序，其主要工作部件有挖掘鏟、分離輸送機(jī)構(gòu)、清選臺(tái)等。甜菜機(jī)械化收獲有分段、聯(lián)合收獲2種。分段收獲機(jī)分為兩段式、三段式收獲。兩段式有2種形式，一種是打葉、切頂、挖掘組合在一起，由一臺(tái)機(jī)具完成；另一種是打葉、切頂由一臺(tái)機(jī)具完成，挖掘、撿拾裝車由另一臺(tái)機(jī)具完成。三段式一般由一臺(tái)打葉、切頂，一臺(tái)挖掘、鋪放，第三臺(tái)撿拾、裝車。聯(lián)合收獲機(jī)：可一次性完成打葉、切頂、挖掘、清理、輸送和裝車等作業(yè)工序。我國甜菜以半機(jī)械化收獲為主，先利用挖掘犁完成挖掘，然后由人工完成撿拾、切頂、除土和裝運(yùn)。

2.3果菜類蔬菜收獲機(jī)

果菜類收獲機(jī)包括番茄、黃瓜、甜椒等各種類型的收獲機(jī)。由于果菜的成熟期不一致，要求分次作選擇性收獲的難度較大。現(xiàn)大多僅能作無選擇性的一次收獲，主要用于收獲供食品廠加工罐裝食品用的果菜，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又可及時(shí)收獲新鮮的果菜。黃瓜收獲機(jī)主要由割刀、揀拾器、收集輸送器、分離輥軸、上下輸送器、料斗等組成。作業(yè)時(shí)，機(jī)器沿瓜行前進(jìn)，割刀切斷瓜藤，撿拾器將帶藤黃瓜拾起并送到收集輸送器，經(jīng)分離輥軸將瓜藤分離，并拋到地上。黃瓜則從藤上被拉下并落到下輸送器上，然后經(jīng)升運(yùn)器和上輸送器送入料斗。番茄收獲機(jī)有2種類型：一種機(jī)型只完成收獲和粗清理作業(yè)，收獲后的番茄運(yùn)送到加工站后再進(jìn)行分級(jí)；另一種機(jī)型可以一次完成收獲、清選、分級(jí)作業(yè)。它由圓盤切割撿拾器、摘果—輸送器、人工剔選臺(tái)、集裝箱等組成。作業(yè)時(shí)，圓盤切割撿拾器將番茄莖稈切斷后送到傾斜輸送器，在摘果—輸送器的振動(dòng)下，使莖稈和果實(shí)分離。莖稈向出口處移動(dòng)，果實(shí)則落到收集輸送器上，再經(jīng)橫輸送器送到人工剔選臺(tái)，由人工剔除不成熟的果實(shí)和雜物。選出的成熟果實(shí)則由卸料升運(yùn)器送入集裝箱。在機(jī)器行進(jìn)中碰落的果實(shí)由圓盤夾持，并經(jīng)輸送器送到人工剔選臺(tái)，由人工將果實(shí)揀出并放在卸料升運(yùn)器上。有的番茄收獲機(jī)上設(shè)有光電裝置，可根據(jù)顏色的不同自動(dòng)按果實(shí)成熟度分級(jí)。

3發(fā)展趨勢(shì)

農(nóng)村勞動(dòng)力的減少與蔬菜需求的日益增長(zhǎng)，要求我國蔬菜收獲必須向機(jī)械化的方向發(fā)展。蔬菜收獲機(jī)械具有較高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，適合規(guī)?；斋@，為實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的關(guān)鍵技術(shù)之一。借鑒國外相關(guān)機(jī)型的成功經(jīng)驗(yàn)，有重點(diǎn)地開展甘藍(lán)、胡蘿卜、番茄等我國急需解決的蔬菜收獲機(jī)，研究蔬菜物理特性，優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高收獲機(jī)械通用性，開發(fā)符合我國種植模式的蔬菜收獲機(jī)，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國蔬菜機(jī)械化收獲具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]廖禺,陳立才,潘松,等.葉類蔬菜機(jī)械化收獲技術(shù)裝備現(xiàn)狀與發(fā)展[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2019(11):77-81.

作者：丁宏斌 單位：甘肅省農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣總站