蔬菜收獲機械化技術分析

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摘要：分析了蔬菜收獲機械的特點和種類，對蔬菜收獲機械化技術的發(fā)展趨勢作一探析。

關鍵詞:蔬菜；收獲機械化；技術；探析

蔬菜機械收獲技術是利用蔬菜收獲機收割、采摘或挖掘蔬菜的食用部分，并進行裝運、清理、分級和包裝等作業(yè)的技術。

1蔬菜收獲機械的特點

1.1收獲對象的復雜性

與一般的產品標準化特點不同，蔬菜的生長具有隨機性，受土壤、天氣、肥料等的影響很大。同品種的蔬菜長成之后形態(tài)不一，生長發(fā)育程度不齊，且蔬菜的果實、枝葉等相對脆弱。因此，在研發(fā)蔬菜收獲機械前，必須研究蔬菜的幾何、物理特性等，并且依此設計具有一定柔性、智能化的蔬菜收獲機械。

1.2收獲作業(yè)的一次性

與果蔬采摘機器人不同，一般蔬菜收獲機械不具有機器視覺系統(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，因此設計的收獲機械大多專用性很強，而通用性不高。在考慮成本因素時，就要求提高蔬菜收獲機械的通用性，開發(fā)針對某大類蔬菜收獲的機型，通過更換部分零部件或調整工作參數(shù)實現(xiàn)多種蔬菜收獲。

1.4收獲機械的經濟性

隨著我國人口的老齡化，農村勞動力的減少，相比于采摘機器人的低效率、低可靠性，發(fā)展蔬菜收獲機械則更加經濟現(xiàn)實，蔬菜收獲機械化勢在必行。

2蔬菜收獲機械種類

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

2.1葉菜類蔬菜收獲機

葉菜類收獲機包括甘藍、菠菜等收獲機。甘藍收獲機由2根旋轉的傾斜螺旋軸、切刀、輸送器和裝載箱等組成。作業(yè)時結球甘藍進入兩螺旋軸，莖部被夾持在兩軸中間，沿螺旋軸傾斜向上移動而被拔起，到達螺旋軸上端時由切刀將根莖和外葉切掉并排出機外。切下的結球甘藍經輸送器送入裝載箱，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

根菜類收獲機包括收獲胡蘿卜、蘿卜、馬鈴薯、甜菜等根菜的機械，有挖掘式、聯(lián)合作業(yè)式2種類型。挖掘式根菜收獲機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)式根菜收獲機即根菜聯(lián)合收獲機又有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，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。在主動輥上有按螺線排列的凸齒，從動輥則是光滑的。當2根輥相對旋轉時，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，再由輸送器送到運輸車內或裝袋。調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的根菜。馬鈴薯機械化收獲機有馬鈴薯挖掘機、馬鈴薯聯(lián)合收獲機2種。馬鈴薯收獲的工藝過程包括切莖、挖掘、分離、撿拾、分級、裝運等工序。馬鈴薯挖掘機是我國使用比較廣泛的一種抖動鏈式馬鈴薯挖掘機，主要由限深輪、挖掘鏟、抖動輸送鏈、集條器、傳動機構、行走輪等組成。與29.4kW以上的拖拉機配套使用，適合在地勢平坦、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、分離輸送機構、清選臺等。甜菜機械化收獲有分段、聯(lián)合收獲2種。分段收獲機分為兩段式、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，由一臺機具完成；另一種是打葉、切頂由一臺機具完成，挖掘、撿拾裝車由另一臺機具完成。三段式一般由一臺打葉、切頂，一臺挖掘、鋪放，第三臺撿拾、裝車。聯(lián)合收獲機：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。

2.3果菜類蔬菜收獲機

果菜類收獲機包括番茄、黃瓜、甜椒等各種類型的收獲機。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?，F(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，以減輕勞動強度，又可及時收獲新鮮的果菜。黃瓜收獲機主要由割刀、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，機器沿瓜行前進，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，然后經升運器和上輸送器送入料斗。番茄收獲機有2種類型：一種機型只完成收獲和粗清理作業(yè)，收獲后的番茄運送到加工站后再進行分級；另一種機型可以一次完成收獲、清選、分級作業(yè)。它由圓盤切割撿拾器、摘果—輸送器、人工剔選臺、集裝箱等組成。作業(yè)時，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—輸送器的振動下，使莖稈和果實分離。莖稈向出口處移動，果實則落到收集輸送器上，再經橫輸送器送到人工剔選臺，由人工剔除不成熟的果實和雜物。選出的成熟果實則由卸料升運器送入集裝箱。在機器行進中碰落的果實由圓盤夾持，并經輸送器送到人工剔選臺，由人工將果實揀出并放在卸料升運器上。有的番茄收獲機上設有光電裝置，可根據顏色的不同自動按果實成熟度分級。

3發(fā)展趨勢

農村勞動力的減少與蔬菜需求的日益增長，要求我國蔬菜收獲必須向機械化的方向發(fā)展。蔬菜收獲機械具有較高的可靠性和經濟性，適合規(guī)?；斋@，為實現(xiàn)我國農業(yè)機械化的關鍵技術之一。借鑒國外相關機型的成功經驗，有重點地開展甘藍、胡蘿卜、番茄等我國急需解決的蔬菜收獲機，研究蔬菜物理特性，優(yōu)化設計機械結構，提高收獲機械通用性，開發(fā)符合我國種植模式的蔬菜收獲機，對實現(xiàn)我國蔬菜機械化收獲具有重要意義。

參考文獻

[1]廖禺,陳立才,潘松,等.葉類蔬菜機械化收獲技術裝備現(xiàn)狀與發(fā)展[J].江西農業(yè)學報,2019(11):77-81.

作者：丁宏斌 單位：甘肅省農業(yè)機械化技術推廣總站