核桃采摘收集装置的结构及特点

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核桃采摘收集装置的结构及特点

0引言

核桃良好的健脑效果和丰富的营养价值，越来越受到人们的喜爱。目前，我国核桃的种植面积

已居世界第一［1］，新疆作为我国核桃的主要产区之一，优质核桃种植面积已达 28 万

hm2［2］，但其采收基本依靠人工，采收环节占果园生产过程中用工量的 50%左右［3］。人

工采收费时费力、成本高，且不及时采收会增加核桃霉菌感染的机会，影响核桃的品质

［4］，因而机械化采收是核桃产业的发展趋势。

核桃机械化采收装置主要分为两类:采摘装置和采摘收集装置。我国核桃的机械化采摘主要应

用采摘装置，其形式有便携式坚果采摘器、振摇式干坚果收获机［5］、蜈蚣型采摘踏板

［6］、爬树式山核桃采摘机器人，以及核桃采摘升降平台等。其中，振摇法是应用最多的采

摘方法。核桃采收机械的研究在我国仍处于起步阶段，尚未见成熟的实用机具报道［7］。国

外在核桃采收方面已基本实现机械化。

1核桃采摘装置的结构及特点分析

1．1便携式核桃采摘器

王传纪发明了便携式坚果采摘器，包括操纵杆、飞轮、螺纹杆件和电机等。采摘时，电机转轴

带动飞轮旋转，飞轮带动空心棒槌旋转;设置在棒槌面的凸起在高速旋转下与树枝上的核桃发

生碰撞，能使成熟的核桃从树枝上掉落下来［8］。该装置结构简单、操作便利，但该装置采

摘效率低，且采摘后需要人工进行收集。

姚文斌等研制的便携式振动山核桃采摘装置［9］，以汽油机作为动力源，以采摘杆、采摘夹

头作为采摘部件，采用振动机构，通过传动轴传动。作业时，小型汽油机输出的动力通过钢丝

软轴与传动轴传至振动机构，从而带动振动机构工作;当惯性力大于山核桃与树枝的结合力

时，树枝上的山核桃振落下来。其具有易于携带、体积小［10］、成本低等优点，但采摘后需

要人工进行收集。

1．2核桃采摘机器人

东北林业大学研制了林木球果采摘机器人［10］(见图 1)，采摘机构为 6自由度的机械手，机械

手采用液压驱动、单片机控制。

作业时，机器人距离母树约3～5m，然后机械手升起达到一定高度，采摘爪张开并摆动，对准

要采集的树枝，大小臂同时运动，使采摘爪沿着树枝生长方向趋近;然后采摘爪的梳齿夹拢果

枝，大小臂带动采集爪按原路向后返回，梳下枝上的球果，完成一次采摘。

该机器人可进行核桃的采摘。

浙江工业大学研制出了爬树式山核桃采摘机器人(见图 2)，包括爬树机构、机械臂和末端执行

装置［12］。

采摘时，启动执行电机，电机带动曲柄转动，通过曲柄滑块机构使剪刀固定于直线导轨滑块上

的刀片向前推进，剪刀的活动部分在剪刀转动副和滑块滑道的约束下，先以一定角度向前推

进;在果梗进入剪取范围时，闭合剪刀，剪下山核桃，完成采摘。

采摘机器人可降低劳动强度、提高采摘效率［13］，但采摘机器人研制成本高，设备的使用和

维护都需要相当高的技术水平和费用［14］;且存在技术不成熟、适应性差、利用率不高

［15］，以及果实的识别率和采摘率不高，损伤率较高等问题［16］。

1．3撞击式和振动式采摘机

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核桃采摘收集装置的结构及特点0引言核桃良好的健脑效果和丰富的营养价值，越来越受到人们的喜爱。目前，我国核桃的种植面积已居世界第一［1］，新疆作为我国核桃的主要产区之一，优质核桃种植面积已达28万hm2［2］，但其采收基本依靠人工，采收环节占果园生产过程中用工量的50%左右［3］。人工采收费时费力、成本高，且不及时采收会增加核桃霉菌感染的机会，影响核桃的品质［4］，因而机械化采收是核桃产业的发展趋势。核桃机械化采收装置主要分为两类:采摘装置和采摘收集装置。我国核桃的机械化采摘主要应用采摘装置，其形式有便携式坚果采摘器、振摇式干坚果收获机［5］、蜈蚣型采摘踏板［6］、爬树式山核桃采摘机器人，以及核...

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