浅谈红枣收获机械的研究现状与发展*

杨 蕊，杨 凯，马少辉

（1.塔里木大学机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300；2.新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室，新疆 阿拉尔 843300）

红枣作为产量较高的经济作物之一，不仅具有丰富的营养价值，同时对提高农户的经济收入有着非常重要的作用。然而，红枣收获时普遍采用人工捡拾的方法，效率低下，而传统的林果业收获机械采收效果较差。红枣收获机械的研制与发展，大大提高了红枣的采收效率，降低了收获成本，有利于红枣产业的高速发展[1-5]。红枣的收获机械主要分为振动式、气力式、骑跨式等，课题组就此展开论述。

1 振动式红枣收获机械

孟祥金等研制的4YS-24 型红枣收获机[6]，选用的振动方式为偏心振动，液压马达为驱动装置，工作时驱动位于振动头内部的偏心振动机构运动，使得振动头振动，同时振动头将产生的机械振动传递给果树，带动果树振动。这款红枣收获机的特点是结构简单，采用与常用拖拉机后悬挂的挂接方式，安装、拆卸方便。操作方便，只需要一个人就能控制整台机械。生产效率高，是人工采收的4～11 倍，而且采净率较高，总损失率小，全树85%～98%的果实都能被摇落。采收对象可变，从理论上说还可以通过改变夹持装置和振动频率采收沙枣、核桃、杏等其他林果。缺点是该机不适用于新疆地区矮化密植模式种植的红枣，适用范围较小。

梅松等研制的红枣冠型拍振复合小型采收机[7]，工作时履带式底盘行驶至标定环抱距离，快速将果树主干抱住，伞形接果开合部件由液压缸控制开合，之后启动主要工作部件拍振机构，将果实振落并收集果实。拍振装置使用曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构配合产生振动。这款机器的特点是小巧灵活，操作便捷，采净率高，且对树干伤害较小。缺点是拍振速度过大，会使距离拍振爪较近的红枣飞出收集范围，造成红枣漏集。

张志栋等设计的大枣采摘收集一体机[8]，主要是为了适应陕西等丘陵山区密植大枣的采摘作业条件。这款机械在工作时先由夹头夹住枣树，然后振动机构开始工作，将产生的机械振动施加给枣树，枣树在振动机构所产生的激振力下振动，枣树上的枣随之加速运动至掉落。这款机械的激振机构采用的是曲柄连杆式机构。该机主要特点是行走机构采用履带式，履带式具有较好的地形适应性，振动机构选用曲柄连杆结构，能够调节振幅及振动频率，以适应不同大小树冠的枣树，避免造成能量的浪费，也避免因激振力太大而损伤红枣与枣树。

王大鹏等研制的振动式枣类采摘系统[9]，主要由振动机构、收集装置、输送机构、除杂机构、转向机构等构成。运用曲柄滑块机构实现振动，工作时可以通过调节有刷电机的转速来调节振动频率，实现对不同品种的枣树进行收获的功能。通过试验得出，振动机构转速为316 r/min时采收效率最好。

2 气力式红枣收获机械

王洪昌等设计制造了自走式红枣捡拾机，该机属于气吸式[10]，有大小两个风机，大风机是主要工作机构，工作时能够在真空室中产生负压，落到地面上的红枣通过气吸管被吸进集枣箱。小风机可产生较小的风力，用来清除吸入物质中所含的杂质。该机械的缺点是其属于半机械化，工作过程中还需要人工配合，通过手持捡拾管收集红枣，控制机器前进方向，来进行红枣的收集，这种情况下人工劳动强度大。

李赛飞等设计制造了自走气吸式红枣捡拾机[11]，捡拾机的原理是负压吸拾。液压泵与风机工作时需要的动力由柴油发动机提供，风机工作产生负压气流，通过吸拾装置对集条后的红枣进行捡拾，并利用气吸管将红枣输送至料仓；风机排出的正压气流作用在枣树下未清扫到的红枣，使其向未收获行集条，以达到更高的采收效率。该机的缺点是属于半机械化，仍然需要人工打枣，且吸入的杂质较多，无法真正用于田间收获。

鲁兵研制了一种新型落地红枣收获机[12]，工作时“V”型清扫装置先将落地红枣聚集，然后经仿形铲枣装置将红枣铲起，仿形铲枣装置设计有筛杂间隙，可将杂物筛出，最后利用吸枣装置将铲起的红枣吸入集枣箱中。这款机械结构紧凑，作业效率高，但只适用于较为平坦地面作业，对地面平整程度要求高，作业耗工较大，需使用大功率风机，前端清扫刷易磨损，在作业时需人工推动机具前进，耗费较多人力。

潘俊兵设计制造的气吹式落地红枣捡拾装置[13]，工作时利用风机和电动机使气流分配装置吹出气流的同时逆时针旋转，使地上的红枣被气流带动滚向输送装置，输送装置上设计有毛刷，其与地面接触可将被吹来的红枣拾起并运输到集枣箱中。该机结构紧凑，对红枣损伤小，捡拾效率高，但是依靠电机为动力输岀，无法进行长时间、远距离作业，功率消耗较大。

北京意美德通科技发展有限公司研制出的YE3600A 型收获机，主要用于落地红枣的收获[14]。该机以汽油机为动力，主要由离心风机、收集箱、吸管等组成。工作时，汽油机发动带动离心风机产生负压，落地红枣被吸入到集果箱中。该机体积小，灵活方便，适用于新疆地区矮化密植型的枣园，但是当杂物和红枣一起被吸入收集箱中时，因该机没有分离装置，被收集的杂物会撞击风机叶片，影响风机使用寿命。红枣收集箱需要密封且容积较小，需要频繁更换，且工作时需要两个人配合，工作效率低。

张学军等研制的气力式矮密栽培红枣捡拾机[15]，蓄电池为驱动电机、振动分离筛驱动电机以及闭风器驱动电机的动力源，柴油机为风机的动力源。风机转动时会形成压力差，吸气室内为负压，产生吸力，用来捡拾红枣。该机的主要优点是设计了两个分离机构，第一次将枣叶与枝条排出去，第二次将红枣与碎石土块分离，最后得到的红枣较干净且杂质少。缺点是需要人工手持吸气管捡拾红枣，风机产生的吸力大，吸气管较粗较重，需要很大力气才能将吸气管带到红枣聚集区，人工劳动强度大，不适用于长时间工作。

庄子豪等研制的小型自走气吸式红枣捡拾机[16]，主要由离心风机提供吸力，工作时气吸管需要人手持，对准落地红枣，将其吸入沉降室，质量较轻的杂质被输送至沉降室后部，用离心风机吹出，质量较大的杂质需要经过排杂门排出。经过试验得出，风机转速为2 900 r/min时，收获效果最合适，此时收获率≥98.3%，破损率≤3.83%，含杂率≤3.02%[17]。该机的优点是整机较小，适合新疆地区红枣的收获，缺点是需要人力调节气吸管的位置，自动化水平不够高，劳动强度大。

3 骑跨式红枣收获机械

付威等设计制造的4ZZ-4型自走式红枣收获机[18]，工作时立轴采摘滚筒做旋转运动，转动过程中拨杆插入树冠并以高频小振幅振动，同时振动被传递给树冠，引起果实振动，振动频率和幅度到达一定程度后果实掉落下来。该机振动幅度小，采收效率高，采净率高，操作方便，工作平稳。

4 手持式红枣收获机械

孟祥金设计的手持式红枣振动收获机[19]，工作时由夹持头夹住树干，由汽油机驱动偏心振动机构振动带动夹持头产生机械振动，并传递给树干及树枝，使枣树上的红枣产生振动而加速运动，达到一定程度后掉落下来。该机的优点是机具较小，操作方便，缺点是无集果装置，红枣掉落后仍然需要人力捡拾，工作效率低，整机使用汽油机驱动，需要使用者背负，劳动强度大。

亢石磊等设计制造的手持式电动红枣收获机[20]，工作时以直流减速电动机作为动力机，带动摘果梳齿旋转，使红枣从树上落下。该机优点是电动设备噪声、振动都很小，操作者的劳动强度小。缺点是机具采用梳刷式落果方式，这种方式对果树的伤害较大。

5 结语

综上所述，一些高校、科研机构虽研制出很多种的红枣收获机械，但因为种种原因，真正能够用到田间生产的仍然很少。在之后的研究中应该将新技术加入设计，使机具更加智能化，实现高质量、高效率的收获，农机与农艺应该相互结合[21-24]，共同发展，以更好更快地实现农业现代化。