南京机械化研究所成功研制国内首台拍振式红枣收获机
南京机械化研究所成功研制国内首台拍振式红枣收获机
近日，由农业部南京农业机械化研究所果蔬茶创新团队研制的新型拍振式红枣收获机，在新疆和田枣园开展了采收试验。该型红枣收获机利用从树冠顶部插入拍打条进行采果，底部伞形装置进行收果，具有采收效率高、采净率高、枣树损伤小、适应能力强等特点，可在短时间内完成一颗枣树的采收。红枣被称为“百果之王”，是一种营养佳品，在我国的种植面积已经超过3000万亩，全球90%的红枣产自中国。新疆地区红枣种植面积较大，占到新疆林果业面积的40%以上，因日照充足、昼夜温差独特的气候条件，所产红枣品个头大、质量高，深受市场喜爱。据南京农机化研究所果蔬茶创新团队首席科学家肖宏儒研究员介绍，红枣树具有着独特的挂果特征，当红枣成熟时，叶子会全部掉落，采收作业时枣树上只有枣子。根据提高产量的需要，当前新疆地区红枣的种植模式一般采用大面积矮化密植，“枣树株距保持在1.5米到2米之间，矮化密植能大幅提高果园覆盖率，增加红枣产量，但这类种植模式也给机械化采收带来了较大的困难。”
据了解，目前红枣收获机械主要有摇振式和气吸式两类，两类产品均存在着一定的缺点，无法满足规模化果园种植采收作业的需要。
摇振式红枣收获机的工作原理是利用机械手装置，钳住红枣的树干部分，对枣树进行低频振动，通过摇振作业，实现红枣与枣树进行分离，红枣通过自身重力作用掉在机械内部的红枣收集网，实现收获。该型红枣收获机械需要拖拉机动力驱动，在枣园间行走需要较大的作业空间，并不适用于新疆矮化密植种植模式的红枣采收，且对枣树损伤较大。
气吸式红枣收获机的工作原理是利用伯努利公式中风压与风速形成负压的原理，将风机出口处的风力因管道截面减小使得气流速度剧增，在三通管道处形成负压，使吸管处产生吸力将落地红枣及杂物吸入分选管道，利用红枣自重在风力作用下完成杂物与枣的分离，实现了矮化密植下落地红枣的捡拾收获。气吸式红枣收获机械受负压风机吸力的效率问题影响，吸力的风量不足以支持大规模的红枣收获，收获的效率较低。
红枣收获机械水平发展的不足，致使现阶段我国红枣采收主要仍是依靠人工敲打捡拾和气吸等工具进行简单辅助采收。近年来，劳动力成本不断增高、果园种植愈加向规模化发展，红枣的收获成本逐年升高，传统的人工收获方式已不能继续满足红枣产业化生产的需要。在此背景下，南京农机化研究所果蔬茶创新团队于今年年初开展了红枣收获机项目的研发，历时近一年，进行详细设计后，完成了国内首台拍振式红枣收获机的试制与试验。
拍振式红枣收获机由适用于沙地行走和小半径转弯的履带动力平台、振动拍打装置和伞形果实收集部分组成，在采收作业中，机器利用从树冠顶部插入拍打杆的方式实现振动拍打采果，从树干底部仿形开合伞抱树接果，工作原理与摇振式、气吸式红枣收获机有很大的不同。经枣园采收试验表明，拍振式红枣收获机对枣树的损伤较小，采收效率较高，该项目团队的助理研究员夏先飞说：“2分钟内就可以采完一棵枣树。”同时，该机型的采净率非常出色，“基本可以实现树上全部枣子的采集。”值得一提的是，该拍振式红枣收获机可以对拍打条的作业高度和速度进行调节，从而加强了对不同作业需求的适应性。
据介绍，这款新型红枣收获机是南京农机化研究所具有自主知识产权的产品，刨除试验费用和运输费用，研发团队投入在这台设备上的研发费用已达到了数十万元。肖宏儒研究员表示，果蔬茶创新团队的工作人员后续会根据这次试验的结果，对机器性能进行优化改进，达到机器采收成本低于人工、效率高于人工的目标，实现该类果品收获设备自动化装果分箱功能，并拓展其更广范围的应用，“产品成熟后，就会进行市场推广”，肖宏儒信心满满地说道。
摇振式红枣收获机的工作原理是利用机械手装置，钳住红枣的树干部分，对枣树进行低频振动，通过摇振作业，实现红枣与枣树进行分离，红枣通过自身重力作用掉在机械内部的红枣收集网，实现收获。该型红枣收获机械需要拖拉机动力驱动，在枣园间行走需要较大的作业空间，并不适用于新疆矮化密植种植模式的红枣采收，且对枣树损伤较大。
气吸式红枣收获机的工作原理是利用伯努利公式中风压与风速形成负压的原理，将风机出口处的风力因管道截面减小使得气流速度剧增，在三通管道处形成负压，使吸管处产生吸力将落地红枣及杂物吸入分选管道，利用红枣自重在风力作用下完成杂物与枣的分离，实现了矮化密植下落地红枣的捡拾收获。气吸式红枣收获机械受负压风机吸力的效率问题影响，吸力的风量不足以支持大规模的红枣收获，收获的效率较低。
红枣收获机械水平发展的不足，致使现阶段我国红枣采收主要仍是依靠人工敲打捡拾和气吸等工具进行简单辅助采收。近年来，劳动力成本不断增高、果园种植愈加向规模化发展，红枣的收获成本逐年升高，传统的人工收获方式已不能继续满足红枣产业化生产的需要。在此背景下，南京农机化研究所果蔬茶创新团队于今年年初开展了红枣收获机项目的研发，历时近一年，进行详细设计后，完成了国内首台拍振式红枣收获机的试制与试验。
拍振式红枣收获机由适用于沙地行走和小半径转弯的履带动力平台、振动拍打装置和伞形果实收集部分组成，在采收作业中，机器利用从树冠顶部插入拍打杆的方式实现振动拍打采果，从树干底部仿形开合伞抱树接果，工作原理与摇振式、气吸式红枣收获机有很大的不同。经枣园采收试验表明，拍振式红枣收获机对枣树的损伤较小，采收效率较高，该项目团队的助理研究员夏先飞说：“2分钟内就可以采完一棵枣树。”同时，该机型的采净率非常出色，“基本可以实现树上全部枣子的采集。”值得一提的是，该拍振式红枣收获机可以对拍打条的作业高度和速度进行调节，从而加强了对不同作业需求的适应性。
据介绍，这款新型红枣收获机是南京农机化研究所具有自主知识产权的产品，刨除试验费用和运输费用，研发团队投入在这台设备上的研发费用已达到了数十万元。肖宏儒研究员表示，果蔬茶创新团队的工作人员后续会根据这次试验的结果，对机器性能进行优化改进，达到机器采收成本低于人工、效率高于人工的目标，实现该类果品收获设备自动化装果分箱功能，并拓展其更广范围的应用，“产品成熟后，就会进行市场推广”，肖宏儒信心满满地说道。
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