蔬菜收获机械化技术分析

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摘要：分析了蔬菜收获机械的特点和种类，对蔬菜收获机械化技术的发展趋势作一探析。

关键词:蔬菜；收获机械化；技术；探析

蔬菜机械收获技术是利用蔬菜收获机收割、采摘或挖掘蔬菜的食用部分，并进行装运、清理、分级和包装等作业的技术。

1蔬菜收获机械的特点

1.1收获对象的复杂性

与一般的产品标准化特点不同，蔬菜的生长具有随机性，受土壤、天气、肥料等的影响很大。同品种的蔬菜长成之后形态不一，生长发育程度不齐，且蔬菜的果实、枝叶等相对脆弱。因此，在研发蔬菜收获机械前，必须研究蔬菜的几何、物理特性等，并且依此设计具有一定柔性、智能化的蔬菜收获机械。

1.2收获作业的一次性

与果蔬采摘机器人不同，一般蔬菜收获机械不具有机器视觉系统，因此多采用一次性收获的方式收获蔬菜，虽然有一定的损失率和损伤率，但该方式大大提高了蔬菜收获的效率，特别适用于采收成熟期一致或者用于食品加工的蔬菜。

1.3收获机械的专用性

蔬菜种类繁多，供食用的器官不同，几何形态和物理特性也各不相同，因此设计的收获机械大多专用性很强，而通用性不高。在考虑成本因素时，就要求提高蔬菜收获机械的通用性，开发针对某大类蔬菜收获的机型，通过更换部分零部件或调整工作参数实现多种蔬菜收获。

1.4收获机械的经济性

随着我国人口的老龄化，农村劳动力的减少，相比于采摘机器人的低效率、低可靠性，发展蔬菜收获机械则更加经济现实，蔬菜收获机械化势在必行。

2蔬菜收获机械种类

收割、采摘或挖取各种蔬菜的食用部分，并进行装运、清理、分级和包装等项作业的特种作物收获机械，根据收取蔬菜部位的不同，可分为根菜类收获机、果菜类收获机、叶菜类收获机等类型。

2.1叶菜类蔬菜收获机

叶菜类收获机包括甘蓝、菠菜等收获机。甘蓝收获机由2根旋转的倾斜螺旋轴、切刀、输送器和装载箱等组成。作业时结球甘蓝进入两螺旋轴，茎部被夹持在两轴中间，沿螺旋轴倾斜向上移动而被拔起，到达螺旋轴上端时由切刀将根茎和外叶切掉并排出机外。切下的结球甘蓝经输送器送入装载箱，装满后倾翻卸载，并利用打开的装载箱后板作为溜板滑下。

2.2根菜类蔬菜收获机

根菜类收获机包括收获胡萝卜、萝卜、马铃薯、甜菜等根菜的机械，有挖掘式、联合作业式2种类型。挖掘式根菜收获机能完成切顶和挖掘作业并将根菜铺放成条。联合作业式根菜收获机即根菜联合收获机又有2种型式：一种是夹住茎叶把根菜从土中拔出，然后分离茎叶和土壤；另一种是先切去茎叶，然后将根菜从土中挖出，并清除土壤和杂草。属于前一种类型的胡萝卜联合收获机，主要由圆盘刀挖掘铲、拔取器、茎叶分离器、清理装置、输送器等组成。挖掘铲将胡萝卜周围的土壤挖松。带式拔取器将胡萝卜从土中拔出并送到由2根辊轴组成的茎叶分离器上。在主动辊上有按螺线排列的凸齿，从动辊则是光滑的。当2根辊相对旋转时，胡萝卜茎叶被凸齿攫取并撕下，沿一斜槽抛掷到地上；胡萝卜则被送至清理装置清除泥土后，再由输送器送到运输车内或装袋。调整圆盘挖掘铲的角度，还可用来收获食用甜菜、芜菁和其他浅埋生长的根菜。马铃薯机械化收获机有马铃薯挖掘机、马铃薯联合收获机2种。马铃薯收获的工艺过程包括切茎、挖掘、分离、捡拾、分级、装运等工序。马铃薯挖掘机是我国使用比较广泛的一种抖动链式马铃薯挖掘机，主要由限深轮、挖掘铲、抖动输送链、集条器、传动机构、行走轮等组成。与29.4kW以上的拖拉机配套使用，适合在地势平坦、种植面积较大的沙壤土地上作业。马铃薯联合收获机可一次性完成挖掘、分离、初选和装箱等作业工序，其主要工作部件有挖掘铲、分离输送机构、清选台等。甜菜机械化收获有分段、联合收获2种。分段收获机分为两段式、三段式收获。两段式有2种形式，一种是打叶、切顶、挖掘组合在一起，由一台机具完成；另一种是打叶、切顶由一台机具完成，挖掘、捡拾装车由另一台机具完成。三段式一般由一台打叶、切顶，一台挖掘、铺放，第三台捡拾、装车。联合收获机：可一次性完成打叶、切顶、挖掘、清理、输送和装车等作业工序。我国甜菜以半机械化收获为主，先利用挖掘犁完成挖掘，然后由人工完成捡拾、切顶、除土和装运。

2.3果菜类蔬菜收获机

果菜类收获机包括番茄、黄瓜、甜椒等各种类型的收获机。由于果菜的成熟期不一致，要求分次作选择性收获的难度较大。现大多仅能作无选择性的一次收获，主要用于收获供食品厂加工罐装食品用的果菜，以减轻劳动强度，又可及时收获新鲜的果菜。黄瓜收获机主要由割刀、拣拾器、收集输送器、分离辊轴、上下输送器、料斗等组成。作业时，机器沿瓜行前进，割刀切断瓜藤，捡拾器将带藤黄瓜拾起并送到收集输送器，经分离辊轴将瓜藤分离，并抛到地上。黄瓜则从藤上被拉下并落到下输送器上，然后经升运器和上输送器送入料斗。番茄收获机有2种类型：一种机型只完成收获和粗清理作业，收获后的番茄运送到加工站后再进行分级；另一种机型可以一次完成收获、清选、分级作业。它由圆盘切割捡拾器、摘果—输送器、人工剔选台、集装箱等组成。作业时，圆盘切割捡拾器将番茄茎秆切断后送到倾斜输送器，在摘果—输送器的振动下，使茎秆和果实分离。茎秆向出口处移动，果实则落到收集输送器上，再经横输送器送到人工剔选台，由人工剔除不成熟的果实和杂物。选出的成熟果实则由卸料升运器送入集装箱。在机器行进中碰落的果实由圆盘夹持，并经输送器送到人工剔选台，由人工将果实拣出并放在卸料升运器上。有的番茄收获机上设有光电装置，可根据颜色的不同自动按果实成熟度分级。

3发展趋势

农村劳动力的减少与蔬菜需求的日益增长，要求我国蔬菜收获必须向机械化的方向发展。蔬菜收获机械具有较高的可靠性和经济性，适合规模化收获，为实现我国农业机械化的关键技术之一。借鉴国外相关机型的成功经验，有重点地开展甘蓝、胡萝卜、番茄等我国急需解决的蔬菜收获机，研究蔬菜物理特性，优化设计机械结构，提高收获机械通用性，开发符合我国种植模式的蔬菜收获机，对实现我国蔬菜机械化收获具有重要意义。

参考文献

[1]廖禺,陈立才,潘松,等.叶类蔬菜机械化收获技术装备现状与发展[J].江西农业学报,2019(11):77-81.

作者：丁宏斌 单位：甘肃省农业机械化技术推广总站