莖葉類蔬菜收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策 許月文 1 謝偉 1 2 劉迪 1 陳騰 1 張揚(yáng) 1 董尚坤 1 鄧海波 1 1 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 湖南 長(zhǎng)沙 410128 2 湖南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備工程技術(shù)研究中心 湖南 長(zhǎng)沙 410128 摘 要 簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外莖葉類蔬菜收獲機(jī)械裝備的研究水平和發(fā)展現(xiàn)狀 分析了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有 莖葉類蔬菜有序收獲機(jī)和無(wú)序收獲機(jī) 結(jié)合我國(guó)莖葉類蔬菜生產(chǎn)國(guó)情 指出了我國(guó)莖葉類蔬菜收 獲機(jī)械化應(yīng)用中存在的問(wèn)題 并對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)莖葉類蔬菜收獲機(jī)重要發(fā)展方向提出了系列對(duì)策和 建議 關(guān)鍵詞 莖葉類蔬菜 機(jī)械化 收獲 中圖分類號(hào) S225 92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096 8736 2020 01 0020 07 1 引 言 我國(guó)是蔬菜生產(chǎn)大國(guó) 蔬菜播種面積和產(chǎn)量分 別占世界總量的40 和50 以上 且呈連續(xù)增長(zhǎng)態(tài) 勢(shì) 近年來(lái) 隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的高速發(fā)展和大 量農(nóng)村青壯年勞動(dòng)力進(jìn)入城市從事非農(nóng)業(yè)工作 使 得農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力成本增加 嚴(yán)重制約著我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè) 的可持續(xù)發(fā)展 據(jù)統(tǒng)計(jì) 我國(guó)直接從事蔬菜生產(chǎn)的 人數(shù)約9000萬(wàn) 人工成本占生產(chǎn)總成本的65 左 右 機(jī)械化水平不高 目前我國(guó)在種植的各類蔬菜 中 莖葉類蔬菜產(chǎn)量已占蔬菜生產(chǎn)總量的 30 40 有些地區(qū)的莖葉類蔬菜產(chǎn)量占比更高 同時(shí) 在莖葉類蔬菜整個(gè)作業(yè)流程中 收獲環(huán)節(jié)的作業(yè)量 占整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)量的 40 以上 而且還是強(qiáng)度最 大 耗時(shí)最多的環(huán)節(jié) 其機(jī)械化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于整地 播種 移栽 田間管理及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié) 由于莖葉類蔬菜以鮮嫩的幼葉為栽培目的 具 有柔軟易碎的物理特性 機(jī)械化收獲過(guò)程中易造成 損傷 同時(shí)在機(jī)械化生產(chǎn)過(guò)程中 莖葉類蔬菜種類 繁多 其栽培模式 種植密度 株距 行距等幾何形 態(tài)和物理特性存在很大差異 針對(duì)某個(gè)品種研制出 來(lái)的系列收獲機(jī) 不一定適合于其他品種的收獲 使得收獲裝備技術(shù)的研發(fā)一直存在最難以突破的 瓶頸 根據(jù)莖葉類蔬菜收獲后的堆放方式分類 從 Status and Development of Stem leaf Vegetable Harvester XU Yuewen 1 XIE Wei 1 2 LIU Di 1 CHEN Teng 1 ZHANG Yang 1 DONG Shangkun 1 DENG Haibo 1 1 College of Mechanical Electrical Engineering Hunan Agricultural University Changsha Hunan 410128 China 2 Hunan ProvincialEngineering Technology Research CenterforModern AgriculturalEquipment Changsha Hunan 410128 China Abstract This paper presented the important proportion of stemleaf vegetables in vegetable planting and supply and found that the mechanization level of vegetable production was low in China especially the mechanization of harvest of stemleaf vegetables which is far lower than that of other processes The research level and development status of stemleaf harvesting machinery and equipment at home and abroad were introduced and the existing in order and out of order harvesters of stem leaf vegetables were analyzed Based on the situation of stemleaf vegetable production in China this paper summarized the problems in the application of stemleaf vegetable harvesting mechanization and put forward a series of countermeasures and suggestions for the main development direction of stemleaf vegetable harvesting machine in China Keywords stemleaf type vegetables mechanization harvest 基金項(xiàng)目 湖南省教育廳一般項(xiàng)目 19C0906 2019年湖南省 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目 201910537015 湖 南省科學(xué)技術(shù)廳重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目 2019NK2151 作者簡(jiǎn)介 許月文 男 湖南武岡人 主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與 創(chuàng)新研究 通信作者 謝偉 男 湖南沅江人 主要從事農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)創(chuàng)新 研究 農(nóng)業(yè)工程與裝備 AGRICULTURAL ENGINEERING AND EQUIPMENT 第47卷第1期 Vol 47 No 1 2020年8月 Aug 2020 有序收獲機(jī)和無(wú)序收獲機(jī)兩個(gè)方面對(duì)國(guó)內(nèi)外莖葉 類蔬菜收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析 最后針對(duì)當(dāng)前 國(guó)內(nèi)莖葉類蔬菜機(jī)械化收獲存在的問(wèn)題進(jìn)行歸納 并對(duì)其發(fā)展方向進(jìn)行預(yù)測(cè) 以期為我國(guó)莖葉類蔬菜 的機(jī)械化生產(chǎn)研究提供參考 2 國(guó)內(nèi)外莖葉類蔬菜收獲機(jī)的現(xiàn)狀 2 1 無(wú)序收獲機(jī) 國(guó)外對(duì)莖葉類蔬菜的研究起步較早 技術(shù)較為 成熟 發(fā)展水平相對(duì)較高 基本形成了主要作業(yè)環(huán) 節(jié)機(jī)械化生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)體系 體現(xiàn)了信息化 一體化 全程化等特征 莖葉類蔬菜無(wú)序收獲機(jī)較為典型的 有意大利 Hortech 公司研制出的 Slide FW 型葉菜 收獲機(jī) 如圖1 所示 該機(jī)具作業(yè)時(shí)對(duì)作物的畦面 平整度和土壤的細(xì)碎度要求較高 適宜收獲雞毛 菜 金花菜等莖葉類蔬菜 圖1 Slide FW型葉菜收獲機(jī) 為了適用低留茬和帶根收獲的莖葉類蔬菜收 獲 Hortech 公司在Slide FW型葉菜收獲機(jī)基礎(chǔ)上 運(yùn)用帶鋸切割 振動(dòng)輸送的原理 研制出了Slide Valeriana型葉菜收獲機(jī) 如圖2 所示 該機(jī)具通過(guò) 割臺(tái)前端的合金條交替運(yùn)動(dòng) 使被采收的莖葉菜上 的泥土快速 高效地掉落 有效提高了莖葉類蔬菜 的收獲質(zhì)量 圖2 Slide Valeriana型葉菜收獲機(jī) 意大利 De Pietri 公司研制的 FR 100 葉菜收 獲機(jī) 如圖3 所示 該機(jī)具采用四輪驅(qū)動(dòng)并配有靜 液壓驅(qū)動(dòng) 能夠?qū)崿F(xiàn)在潮濕地面以及高濕度等惡劣 條件下的使用 切割裝置由液壓控制調(diào)整 可適應(yīng) 不同種類蔬菜的切割要求 一般用于菠菜等蔬菜的 大規(guī)模收獲 圖3 FR 100葉菜收獲機(jī) 荷蘭Roopack 公司研制的Spimaro型葉菜收獲 機(jī)自動(dòng)化程度較高 具有集成稱重裝置和自動(dòng)灌裝 裝置 以及由傳感器控制的切割高度調(diào)整機(jī)構(gòu) 如 圖4 所示 該機(jī)具采用了2個(gè)旋轉(zhuǎn)切割盤與收割機(jī) 配合使用 與帶鋸裝置相比收獲損失較低 被割蔬 菜由皮帶直立運(yùn)輸 完成自動(dòng)裝箱 并通過(guò)搖帶振 動(dòng)將雜物分離 圖4 Spimaro型葉菜收獲機(jī) 自從 十二五 以來(lái) 國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè) 鼓勵(lì)大規(guī)模的農(nóng)場(chǎng)化蔬菜種植 引進(jìn)了一些國(guó)外的 收獲機(jī)械 但由于地理環(huán)境的差異 照搬國(guó)外的機(jī) 械設(shè)備并不能完全滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際要求 由韓國(guó)播蘭特商貿(mào)公司研制出的一款葉菜收獲機(jī) 在進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)后經(jīng)過(guò)改裝 優(yōu)化試制出MT 200 小型葉菜收獲機(jī) 如圖5 所示 該機(jī)具適合中小型 農(nóng)場(chǎng)使用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 輕便耐用 采用電機(jī)驅(qū)動(dòng) 可 許月文等 莖葉類蔬菜收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策 第47卷第1期 21 通過(guò)上下2組割刀往復(fù)式相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成對(duì)葉菜的 切割 割后的葉菜在撥禾輪旋轉(zhuǎn)作用下到達(dá)后方的 輸送帶 實(shí)現(xiàn)葉菜的收集裝箱 圖5 MT 200小型葉菜收獲機(jī) 日本川崎公司采用往復(fù)式雙動(dòng)刀高速切割莖葉 類蔬菜 在高壓氣流的作用下將被割蔬菜吹送到收集 袋中 研制出了風(fēng)送型葉菜收獲機(jī) 該機(jī)具在進(jìn)入國(guó) 內(nèi)市場(chǎng)后 由武漢艾克美農(nóng)業(yè)科技有限公司進(jìn)行了改 裝 改裝后生產(chǎn)的AM 100手扶式風(fēng)送型葉菜收獲 機(jī) 如圖6所示 該機(jī)具由人工推進(jìn) 收獲效率較高 適合于小葉類蔬菜 如三葉菜 菊花腦等 圖6 AM 100手扶式風(fēng)送型葉菜收獲機(jī) 南通富來(lái)威農(nóng)業(yè)裝備有限公司研制的4UM 100 葉菜收獲機(jī) 如圖7所示 該機(jī)具前端設(shè)置有撥禾輪 可 收割直立生長(zhǎng)或爬行倒伏的莖葉類蔬菜 切割裝置 行 走裝置和輸送裝置采用獨(dú)立單元控制 均可實(shí)現(xiàn)無(wú)極變 速 具有切割性能良好 割茬整齊的優(yōu)點(diǎn) 適應(yīng)于雞毛 菜 生菜 紅薯葉等多種葉菜類蔬菜的收獲作業(yè) 圖7 4UM 100葉菜收獲機(jī) 上海倉(cāng)田精密機(jī)械制造有限公司采用切割電 機(jī)與小型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合 研制出了手扶式油電混 合型綠葉菜收割機(jī) 該機(jī)具有輕便靈活 轉(zhuǎn)彎掉頭 比較方便的特點(diǎn) 能適應(yīng)于大棚蔬菜收獲 為了減 少污染 該公司在油電混合型綠葉菜收割機(jī)的基礎(chǔ) 上重新改進(jìn)設(shè)計(jì)了4GCDZ 100自走式電動(dòng)綠葉菜 收割機(jī) 如圖8所示 該機(jī)具采用純電動(dòng)驅(qū)動(dòng) 節(jié)能 環(huán)保 操作簡(jiǎn)便 收獲效率較高 圖8 4GCDZ 100自走式電動(dòng)綠葉菜收割機(jī) 為研制出適合我國(guó)國(guó)情的莖葉類蔬菜收獲 機(jī) 國(guó)內(nèi)部分研究人員在吸納和借鑒國(guó)外技術(shù)的 基礎(chǔ)上 不斷創(chuàng)新 研制出了一批適合我國(guó)國(guó)情的 莖葉類蔬菜無(wú)序收獲機(jī) 并投入生產(chǎn) 由秦廣明等 開發(fā)了一種高速雙動(dòng)風(fēng)送型無(wú)序莖葉類蔬菜收獲 機(jī) 該機(jī)具通過(guò)偏心軸的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)割刀往復(fù)運(yùn)動(dòng) 切割質(zhì)量較好 可采用袋式收集 且換袋方便 丁 馨明等研制的手扶式葉菜收割機(jī)小巧輕便 可適應(yīng) 于大棚作業(yè) 該機(jī)具工作速度可調(diào) 適用于金花菜 豆芽 馬蘭等葉菜的收獲 工作時(shí) 先由電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙 刀雙動(dòng)往復(fù)式切割器對(duì)葉菜進(jìn)行切割 再由軟體撥 板將被割葉菜撥至帶式輸送裝置 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)葉菜 的收獲 陳樹人等開發(fā)了一種三葉菜的機(jī)械收獲裝 置 工作時(shí) 隨著人工推行 往復(fù)式切割裝置在電 動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下對(duì)三葉菜進(jìn)行切割 被割后的三葉 菜在風(fēng)機(jī)作用下被吹送至收集箱中收集 基于該 裝置 陳樹人等研制出了一種秧草收獲機(jī) 該機(jī)具 采用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器自走 通過(guò)平行四桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)切割高度連續(xù)可調(diào) 且割茬平整 被割的秧草 由風(fēng)力吹送至傳送帶 由傳送帶進(jìn)一步輸送至后 方收集 該機(jī)具清潔無(wú)污染 高度調(diào)節(jié)方便 能有 效提高勞動(dòng)效率 吳明聰?shù)妊兄频?YC 110型秧草收獲機(jī) 經(jīng)人 農(nóng)業(yè)工程與裝備 2020年8月22 工與機(jī)械收獲的對(duì)比試驗(yàn)表明 該機(jī)具收獲效率達(dá) 人工收獲的20倍 該機(jī)具由汽油機(jī)提供切割動(dòng)力 收割高度可調(diào) 采用往復(fù)式雙動(dòng)割刀完成對(duì)秧草的 切割 通過(guò)風(fēng)力將被割秧草輸送至收集袋中 高龍等運(yùn)用功能形態(tài)學(xué)矩陣研制出了智能葉 菜收獲機(jī) 該機(jī)具由電機(jī)驅(qū)動(dòng) 采用圓盤式切割器 切割蔬菜 并通過(guò)將電機(jī)與絲桿升降技術(shù) 雙向絲 桿技術(shù)的配合實(shí)現(xiàn)了割茬高度和割幅寬度的智能 調(diào)節(jié) 被割蔬菜由一級(jí)輸送帶夾持輸送 并橫向放 倒至二級(jí)輸送機(jī)構(gòu) 再由二級(jí)輸送機(jī)構(gòu)拋入收集箱 中 該機(jī)具操作簡(jiǎn)便 收獲后的葉菜品質(zhì)較好 張瑞華等研制的小型綠葉類蔬菜收獲機(jī) 通過(guò) 與拖拉機(jī)連接實(shí)行側(cè)牽引方式 該機(jī)具切割高度不 可調(diào) 功能較為單一 工作時(shí) 撥禾輪將被割葉菜莖 稈撥向切割器 對(duì)其進(jìn)行切割后通過(guò)有一定傾斜度 的皮帶將被割葉菜送至收集箱 馬建國(guó)等研制的小型韭菜收割裝置具有節(jié)能 環(huán)保的優(yōu)點(diǎn) 但是自動(dòng)化程度低 純?nèi)肆︱?qū)動(dòng) 不能 有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度 工作時(shí) 通過(guò)高低兩條同步傳 送帶將被割作物輸送至收集區(qū) 徐少華等研制的莖葉類蔬菜通用收獲機(jī)由發(fā) 動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力 并通過(guò)齒輪箱對(duì)輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào) 節(jié) 割刀在曲軸和凸輪的有效配合下保證莖葉類蔬 菜齊整切割 且割刀水平高度及角度可調(diào) 適應(yīng)不 同田塊的莖葉類蔬菜切割 被割莖葉類蔬菜由風(fēng)機(jī) 吹送 進(jìn)一步被收集 該機(jī)具可適應(yīng)不同寬度的田 塊作業(yè) 收獲高度可調(diào) 操作靈活 申屠留芳等研制的葉類蔬菜收獲機(jī)采用履帶 式底盤 通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)整割臺(tái)高度和實(shí)現(xiàn)行走裝 置的無(wú)級(jí)變速 該機(jī)具切割平穩(wěn) 可通過(guò)更換切割 頭實(shí)現(xiàn)帶根或不帶根蔬菜收獲 有效提高了機(jī)具通 用性 但燃油污染較大 不適宜大棚收獲 由于無(wú)序收獲機(jī)采收后的作物次序混亂 容易 損傷菜芯 影響食用口感 且絕大多數(shù)的無(wú)序收獲 機(jī)都存在損傷高和損失大的問(wèn)題 在國(guó)內(nèi)實(shí)際農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)中 能夠應(yīng)用和推廣的機(jī)具依舊很少 2 2 有序收獲機(jī) 對(duì)于莖葉類蔬菜有序收獲機(jī)而言 收獲后的莖 葉類蔬菜品質(zhì)相對(duì)較好 同時(shí)有序收獲又能減少收 獲后人工二次整理所需的勞動(dòng)力 目前 國(guó)外莖葉 類蔬菜有序收獲機(jī)發(fā)展水平相對(duì)較高 適用于大型 農(nóng)場(chǎng)的聯(lián)合收獲機(jī)和小田作業(yè)的自走式收獲機(jī)均 已被成規(guī)模投放到市場(chǎng) 其中較為典型的是意大利 Hortech 公司研制的Slide TW 型葉菜有序收獲機(jī) 如圖9 所示 該機(jī)具采用環(huán)狀帶鋸的切割方式 波 紋狀?yuàn)A持帶采用柔性材料 以保證莖葉類蔬菜以立 姿向后有序輸送 在作業(yè)過(guò)程中 先由分禾裝置對(duì) 密植的莖葉類蔬菜進(jìn)行分行和扶持 同時(shí)由環(huán)狀帶 鋸將其割斷 再由分禾裝置將割斷的蔬菜攏入波紋 狀?yuàn)A持帶 最后由人工完成捆扎 裝箱 圖9 Slide TW型葉菜有序收獲機(jī) 丹麥Asa lift 公司研制的PO 335 型韭蔥收割 機(jī) 如圖10 所示 該機(jī)具入料裝置采用 頭頂 式結(jié) 構(gòu) 有效的減小了土壤與葉片的堆積 工作時(shí) 先將 韭蔥連根拔出 再由輸送帶夾持撥出的韭菜將其輸 送至后上方 最后由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與水平輸送帶配合將 韭蔥有序輸送至收集箱 該機(jī)具能夠?qū)崿F(xiàn)收割 運(yùn) 輸及裝箱于一體 收獲效果較好 圖10 PO 335型韭蔥收割機(jī) 韓國(guó)研制的韭菜收割機(jī)進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)后 上海 康博公司對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化并研制出了4G 200型韭菜 收割機(jī) 如圖11 所示 該機(jī)具采用圓盤割刀進(jìn)行切 割 可對(duì)韭菜進(jìn)行單行收獲 并使收獲的韭菜整齊 不亂 但通用性差 工作時(shí) 由半交叉式輸送帶夾持 韭菜朝同一方向倒下 輸送 實(shí)現(xiàn)韭菜的有序收集 許月文等 莖葉類蔬菜收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策 第47卷第1期 23 該機(jī)具適用于小田塊和大棚作業(yè) 圖11 4G 200型韭菜收割機(jī) 近年來(lái) 為實(shí)現(xiàn)對(duì)莖葉類蔬菜的有序收獲 提 高效率 節(jié)約勞動(dòng)力 降低成本 促進(jìn)我國(guó)新型高效 莖葉類蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 國(guó)內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)莖葉 類蔬菜的收獲機(jī)械研究有了一定的發(fā)展 但大多研 究成果仍處于試驗(yàn) 試用階段 劉東等研制的 4GCY 1200型莖葉類蔬菜有序收獲機(jī) 如圖12 所 示 該機(jī)具采用低損切割與有序輸送收集協(xié)同收獲 技術(shù) 利用柔性輸送導(dǎo)向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)莖葉類蔬菜的側(cè) 向有序堆放 使莖葉類蔬菜收集整齊不亂 圖12 4GCY 1200型莖葉類蔬菜有序收獲機(jī) 吳明亮等研制的油菜苔采收機(jī)包括行走底盤 割臺(tái) 輸送裝置 收集箱等部分 工作時(shí) 分禾器對(duì) 油菜苔進(jìn)行分行 撥禾輪將油菜苔導(dǎo)向割刀完成切 割 被割油菜苔被撥齒直立輸送至側(cè)邊輸送裝置后 平鋪落入收集箱 完成有序收獲 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制的蘆 蒿有序收獲機(jī)以手扶式拖拉機(jī)為動(dòng)力平臺(tái) 采用往 復(fù)式切割器與帶有立式滑動(dòng)擋禾板和導(dǎo)向桿的收 集箱共同作用 將收獲的蘆蒿有序收集 該機(jī)具是 一種有序立式收割機(jī) 實(shí)現(xiàn)了蘆蒿的高效有序機(jī)械 化收獲 但是換箱過(guò)程相對(duì)復(fù)雜 影響工作效率 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的莖葉類蔬菜有序收獲機(jī) 采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng) 并通過(guò)模擬作物輸送時(shí)的力學(xué)模型 獲得莖稈所受的夾持力 設(shè)計(jì)的同步齒形柔性輸送 帶將被割葉菜整齊有序地運(yùn)送至收集箱 但在裝箱 過(guò)程中 作物易散亂 有序收獲效率較差 徐少華等研制的莖葉類蔬菜有序收獲裝備 采 用往復(fù)式雙動(dòng)割刀切割葉菜 且具有帶根收獲和不 帶根收獲2種切割裝置 均由電機(jī)驅(qū)動(dòng) 被割葉菜 利用相互之間的推擠作用被推至上下交替振動(dòng)的2 根振動(dòng)桿上 既能去土清潔葉菜 又能保證葉菜的 有序輸送 秦廣明等人在該機(jī)具的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一 種喂入切割裝置 該裝置采用回環(huán)帶刀進(jìn)行切割 既能適應(yīng)土上與土下切割 又能有效避免往復(fù)式割 刀土下運(yùn)動(dòng)被砂土卡滯的問(wèn)題 操作方便 并能有 效避免蔬菜被割后倒向散亂的問(wèn)題 吳玉娟等運(yùn)用Arduino IDE開發(fā)平臺(tái) 結(jié)合嵌 入式軟硬件開發(fā)技術(shù) 設(shè)計(jì)了一款基于機(jī)械手臂的 葉菜有序收獲機(jī) 該機(jī)具運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)基本實(shí) 現(xiàn)了對(duì)葉菜采摘 有序收集的功能 作業(yè)時(shí) 能夠在 機(jī)器識(shí)別葉菜的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行收割 并通過(guò)翻轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)將被割葉菜置于傳送帶上 最后傳送帶進(jìn)一步 與通過(guò)齒輪齒條驅(qū)動(dòng)的菜籃結(jié)合 實(shí)現(xiàn)被割葉菜的 有序裝載 我國(guó)對(duì)莖葉類蔬菜有序收獲機(jī)的研究起步相 對(duì)較晚 各科研機(jī)構(gòu)對(duì)有序收獲的投入及研究都還 不夠 因此 現(xiàn)有的有序收獲機(jī)普遍存在收獲效率 低 損傷率高 實(shí)用性差等系列問(wèn)題 3 存在的主要問(wèn)題 3 1 缺少地方統(tǒng)一的規(guī)?；N植 我國(guó)莖葉類蔬菜品種繁多 栽培農(nóng)藝復(fù)雜 田 塊分布不集中 部分地區(qū)還存在間種 套種的情況 受傳統(tǒng)種植模式的影響 地方區(qū)域特色不明顯 缺 少規(guī)范的種植農(nóng)藝 且沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) 使得機(jī)械 化生產(chǎn)推廣難 農(nóng)機(jī)農(nóng)藝結(jié)合不緊密 3 2 農(nóng)機(jī)研究 創(chuàng)新不足 我國(guó)對(duì)莖葉類蔬菜本身的物理生長(zhǎng)特性和力 學(xué)機(jī)械特性研究較少 使得收獲機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)理論 農(nóng)業(yè)工程與裝備 2020年8月24 體系不夠完善 此外 我國(guó)自主研發(fā)的收獲機(jī)械較 少 往往依賴國(guó)外進(jìn)口設(shè)備 自主創(chuàng)新不足 缺乏協(xié) 調(diào)配套 實(shí)際應(yīng)用效果不佳 制約著莖葉類蔬菜機(jī) 械化收獲技術(shù)的發(fā)展 3 3 技術(shù)不成熟 智能化程度低 我國(guó)對(duì)機(jī)具的研發(fā)往往以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)或者在國(guó) 外機(jī)具的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝為主 結(jié)構(gòu)形式單一 關(guān) 鍵裝備技術(shù)不成熟 以致莖葉類蔬菜收獲損傷率較 高 不能滿足對(duì)質(zhì)量的要求 同時(shí)裝備智能化系統(tǒng) 的開發(fā)仍停留在研發(fā)階段 智能化程度低 無(wú)法做 到選擇性智能收獲 4 對(duì)策與建議 4 1 促進(jìn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合 針對(duì)莖葉類蔬菜農(nóng)藝粗放 規(guī)范性差和收獲機(jī) 械推廣使用難的問(wèn)題 建立完善的農(nóng)藝標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 種植模式 適應(yīng)機(jī)械化作業(yè)要求 同時(shí)針對(duì)機(jī)械化 收獲過(guò)程中莖葉類蔬菜易堵塞 易破損的問(wèn)題 加 強(qiáng)對(duì)其物理力學(xué)特性的研究 建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù) 縮 短機(jī)具研發(fā)周期 為收獲機(jī)械的關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)提供 理論支撐 實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝的相互融合 二者相輔 相成 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ) 更好地推進(jìn)莖葉類蔬菜的規(guī)模化 生產(chǎn) 4 2 加大科研投入 強(qiáng)化機(jī)具配套作業(yè) 在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新 采取 引進(jìn)應(yīng)用和自主研發(fā)并重策略 同時(shí)從農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融 合 生產(chǎn)裝備配套角度提出全程機(jī)械化各環(huán)節(jié)機(jī)具 作業(yè)參數(shù)和性能要求 將收獲機(jī)械與作物的播種 移栽 澆灌等機(jī)械化過(guò)程協(xié)調(diào)配合 從真正意義上 實(shí)現(xiàn)作物的高效 高產(chǎn) 并在全國(guó)典型莖葉類蔬菜 生產(chǎn)基地進(jìn)行集成應(yīng)用示范 在推廣使用過(guò)程中不 斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 不斷完善 4 3 加強(qiáng)有序收獲技術(shù)研究 根據(jù)國(guó)內(nèi)消費(fèi)者需求 絕大部分莖葉類蔬菜需 要實(shí)現(xiàn)有序收獲 而現(xiàn)有的收獲機(jī)械大多需要人工 進(jìn)行整理 增加了人工成本 不利于收獲機(jī)械的推 廣 因此 政府需加大支持力度 推動(dòng)各科研部門加 強(qiáng)對(duì)有序收獲機(jī)械的研究 加強(qiáng)對(duì)國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的 學(xué)習(xí) 提高自主創(chuàng)新能力 只有實(shí)現(xiàn)真正的全程有 序收獲 才能更好地提高勞動(dòng)效率 提升經(jīng)濟(jì)效益 4 4 提高裝備智能化水平 針對(duì)現(xiàn)有莖葉類蔬菜收獲機(jī)智能化水平低的 問(wèn)題 應(yīng)提升傳感檢測(cè)技術(shù) 自動(dòng)控制技術(shù) 圖像視 別與數(shù)字化處理等智能化技術(shù)的應(yīng)用集成 簡(jiǎn)化機(jī) 構(gòu) 有效解決自動(dòng)控制防堵 收割高度自動(dòng)可調(diào) 可 變力柔性輸送系統(tǒng)等問(wèn)題 研發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的 收獲機(jī)械化裝備 并根據(jù)實(shí)際情況引導(dǎo)和帶領(lǐng)具有 地方特色的規(guī)?；N植 提高機(jī)具使用效率 降低 機(jī)具使用成本 縮小與國(guó)外的差距 進(jìn)一步提升機(jī) 具的核心競(jìng)爭(zhēng)力 參 考 文 獻(xiàn) 1 陳鴻 陳娟 我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與發(fā)展對(duì)策 J 長(zhǎng)江蔬 菜 2018 2 81 84 2 肖體瓊 何春霞 陳巧敏 等 基于機(jī)械化生產(chǎn)視角的中國(guó)蔬 菜成本收益分析 J 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2015 465 5 75 82 3 肖宏儒 金月 宋志禹 等 莖葉類蔬菜生產(chǎn)技術(shù)裝備應(yīng)用 與發(fā)展趨勢(shì)分析 J 中國(guó)蔬菜 2018 6 17 21 4 肖體瓊 崔遠(yuǎn)思 陳永生 等 我國(guó)蔬菜生產(chǎn)概況及機(jī)械化 發(fā)展現(xiàn)狀 J 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2017 38 8 107 111 5 陳永生 李莉 生產(chǎn)機(jī)械化范例和機(jī)具選型 M 北京 中國(guó) 農(nóng)業(yè)出版社 2017 6 金月 肖宏儒 曹光喬 等 我國(guó)莖葉類蔬菜生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié) 的機(jī)械化作業(yè)模式 J 中國(guó)蔬菜 2019 7 7 11 7 陸海濤 呂建強(qiáng) 金偉 等 我國(guó)葉類蔬菜機(jī)械化收獲技術(shù) 的發(fā)展現(xiàn)狀 J 農(nóng)機(jī)化研究 2018 6 261 268 8 糜南宏 趙映 秦廣明 等 蔬菜全程機(jī)械化研究現(xiàn)狀與對(duì) 策 J 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2014 35 3 66 69 9 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 10 劉東 肖宏儒 金月 葉類蔬菜有序收獲機(jī)械的研究現(xiàn)狀 及發(fā)展對(duì)策 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2019 47 3 27 31 11 金月 肖宏儒 肖蘇偉 等 葉類蔬菜收獲技術(shù)與裝備研 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) J 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 2018 20 9 72 78 12 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(shì) J 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2016 8 98 100 13 俞連根 范明飛 周宗良 等 一種手扶式油電混合型綠 葉菜收割機(jī) P CN204598705U 2015 09 02 14 俞連根 周宗良 桂坤龍 等 一種手扶式電動(dòng)綠葉菜收 割機(jī) P 中國(guó) CN206851382U 2018 01 09 15 秦廣明 趙映 肖宏儒 等 高速雙動(dòng)小型手扶式葉菜收 獲機(jī)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析 J 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2015 36 5 9 12 16 丁馨明 何白春 薛臻 小型葉菜收割機(jī)研發(fā)與市場(chǎng)初探 J 江蘇農(nóng)機(jī)化 2014 2 40 42 17 陳樹人 盧強(qiáng) 李繼偉 等 一種三葉菜機(jī)械收獲裝置 P 中國(guó) CN102077728A 2011 06 01 18 陳樹人 吳明聰 卞麗娜 等 一種秧草收獲方法及收獲 機(jī) P CN103703924A 2014 04 09 19 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 20 高龍 弋景剛 孔德剛 等 小型智能葉菜類蔬菜收割機(jī) 許月文等 莖葉類蔬菜收獲機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策 第47卷第1期 25 設(shè)計(jì) J 農(nóng)機(jī)化研究 2016 38 9 147 150 21 張瑞華 施俊俠 張日紅 等 小型綠葉類蔬菜收獲機(jī)的 收獲方案及切割裝置設(shè)計(jì) J 農(nóng)業(yè)科技與裝備 2015 10 11 13 16 22 馬建國(guó) 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 9 10 12 23 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 24 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(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2016 37 11 20 23 25 劉東 雞毛菜有序收獲機(jī)關(guān)鍵部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研 究 D 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2019 26 吳明亮 張文韜 謝偉 等 一種油菜苔采收機(jī) P 中國(guó) CN110447385A 2019 11 15 27 肖宏儒 韓余 宋志禹 等 一種蘆蒿收割機(jī) P 中國(guó) CN104272917A 2015 01 14 28 章永年 施印炎 汪小旵 等 莖葉類蔬菜有序收獲機(jī)柔 性?shī)A持輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) J 中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2016 37 9 48 51 29 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(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào) 2016 37 1 18 21 30 秦廣明 金月 肖宏儒 等 一種喂入切割裝置及具有該 裝置的蔬菜有序收獲機(jī) P 中國(guó) CN204721863U 2015 10 28 31 吳玉娟 劉永華 基于機(jī)械手臂的葉菜有序收獲機(jī)械設(shè) 計(jì)與實(shí)現(xiàn) J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2016 44 12 353 355 農(nóng)業(yè)工程與裝備 2020年8月26