花生摘果技術(shù)及其設(shè)備的現(xiàn)狀與分析

呂小蓮 王海鷗 張會(huì)娟 胡志超

摘要：對(duì)目前花生摘果設(shè)備的主要摘果方式及原理進(jìn)行了歸納總結(jié)。在此基礎(chǔ)上對(duì)兩種典型的花生摘果裝置全喂入式花生摘果設(shè)備和半喂入式花生摘果設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理進(jìn)行了分析，指出中國(guó)現(xiàn)存摘果設(shè)備存在的問(wèn)題，為今后進(jìn)一步研究花生摘果技術(shù)及裝置提供參考。

關(guān)鍵詞：花生；摘果；技術(shù)；設(shè)備

中圖分類(lèi)號(hào)：Ｓ２２５．７＋３文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０12）18－4116-02

Ｐｒｅｓｅｎｔ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｐｅａｎｕｔ Ｐｉｃｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

Ｌ?譈 Ｘｉａｏ－ｌｉａｎ１，２，ＷＡＮＧ Ｈａｉ－ｏｕ１，ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ－ｊｕａｎ１，ＨＵ Ｚｈｉ－ｃｈａｏ１

（１．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１４， Ｃｈｉｎａ；

２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｕｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｕｚｈｏｕ ２３９０００， Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ， ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｔｙｐｉｃａｌ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｉｎｇ ｉｎｓｔａｌｌｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｉｎｇ ｉｎｓｔａｌｌｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｃｈ ｉｎ ｐｅａｎｕｔ ｐｉｃｋｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｅａｎｕｔ； ｐｉｃｋｉｎｇ； ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

中國(guó)是世界上主要的花生生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是最大的出口國(guó)，其種植面積占總面積的２０％左右，居世界第二，總產(chǎn)量居世界第一，年出口創(chuàng)匯達(dá)６．１億美元［１－３］。然而多年來(lái)，中國(guó)花生機(jī)械研究人員少、經(jīng)濟(jì)效益差一直困擾著中國(guó)花生收獲機(jī)械行業(yè)，導(dǎo)致中國(guó)花生收獲機(jī)械設(shè)備性能較低，直接影響了中國(guó)花生機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展?；ㄉb置是花生收獲機(jī)的核心部件，中國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的花生摘果裝置在摘取較干燥的花生果時(shí)效果較好，而對(duì)于鮮濕花生果的適應(yīng)性較差，損傷率較高。因此，從中國(guó)的實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)現(xiàn)有花生摘果設(shè)備進(jìn)行分析研究，為中國(guó)花生摘果裝置的研制提供參考。

１花生摘果技術(shù)的研究現(xiàn)狀

１．１摘果的原理

花生摘果裝置主要靠沖擊、摩擦、蓖梳等原理進(jìn)行花生莢果的摘取［４］。①?zèng)_擊摘果：靠摘果部件與花生植株結(jié)果部分相互沖擊使花生果脫落。所需沖擊強(qiáng)度大小受果柄強(qiáng)度的影響，沖擊強(qiáng)度增加可提高生產(chǎn)率和果實(shí)的摘凈率，但易增加果實(shí)的破損率；降低沖擊強(qiáng)度能夠減少果實(shí)的破損率，卻降低了果實(shí)的摘凈率及生產(chǎn)率。沖擊強(qiáng)度一般通過(guò)沖擊速度或摘果滾筒的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)。②摩擦摘果：靠花生植株與摘果部件之間的摩擦進(jìn)行摘果；摘凈率的大小與摩擦力的大小有關(guān)，增強(qiáng)摩擦力可以提高生產(chǎn)率及摘凈率，但會(huì)造成花生殼破裂；通過(guò)改變摘果裝置上滾筒與凹板之間的間隙，可調(diào)整摩擦作用的強(qiáng)度。③蓖梳式摘果：通過(guò)摘果部件對(duì)采摘物施加沖擊拉力使花生莢果從花生莖稈脫落；蓖梳式摘果效果的大小與摘果部件的形狀及運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。

１．２摘果的主要方式

花生摘果設(shè)備在提高勞動(dòng)率的同時(shí)，使勞動(dòng)力不足的問(wèn)題也得到了解決?，F(xiàn)有花生摘果設(shè)備按喂入方式不同，分為全喂入式和半喂入式［５］。全喂入式摘果時(shí)花生植株全部進(jìn)入滾筒，功率消耗大，摘果不凈，分離不清，破碎率高，主要用于從晾干后的花生蔓上摘果。半喂入式摘果時(shí)只有花生植株結(jié)果部分進(jìn)入摘果滾筒，其消耗的動(dòng)力小，破碎率低，摘果后的花生蔓整齊，便于儲(chǔ)存及綜合利用，其對(duì)干、濕花生蔓都可使用，并可與手扶拖拉機(jī)配套在田間進(jìn)行作業(yè)，但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本較高。

２花生摘果設(shè)備的研究現(xiàn)狀

在中國(guó)花生摘果設(shè)備是近幾年才開(kāi)始推廣應(yīng)用的，主要是基于國(guó)外聯(lián)合收獲機(jī)的摘果環(huán)節(jié)。目前，中國(guó)使用的花生摘果裝置按其喂入方式的不同分為全喂入式和半喂入式兩種。

２．１全喂入式花生摘果設(shè)備

全喂入式花生摘果設(shè)備主要采用沖擊、蓖梳式摘果原理，適用于北方晾干后的花生蔓的摘果，如４ＨＺ－６８０型、５ＴＨ－９４０型、５ＨＺ－５００型花生摘果機(jī)，４ＨＱＬ－２型花生聯(lián)合收獲機(jī)摘果裝置等，滾筒類(lèi)型主要有如下幾種［６－１１］。

２．１．１釘齒式摘果滾筒主要由釘齒滾筒和釘齒凹板組成，花生莢果在釘齒的沖擊、蓖梳以及在齒側(cè)、齒頂?shù)哪Σ料旅撀洹３Ｓ玫尼旪X有刀齒和楔齒，按螺旋線均勻配置在各齒板上，相互交錯(cuò)均勻排列。該結(jié)構(gòu)適用于花生干蔓摘果，摘后莖蔓被打碎。由于釘齒焊接在齒桿上，加工制造比較麻煩，不耐磨，如遇堵塞可導(dǎo)致釘齒彎曲，而且往往出現(xiàn)因焊接不牢而產(chǎn)生掉齒的現(xiàn)象。在使用過(guò)程中為提高摘果滾筒的使用壽命及工作質(zhì)量，通常采用彈簧齒取代釘齒。例如美國(guó)利斯頓１５８０型花生撿拾摘果機(jī)［１２，１３］。該摘果機(jī)工作時(shí)，通過(guò)彈齒將條鋪在田間的帶蔓花生挑起，由螺旋喂入筒集攏喂入摘果滾筒，該摘果機(jī)的摘果滾筒組由４個(gè)滾筒及凹板組成，各滾筒上均安排有若干排彈齒，第一滾筒主要起升運(yùn)和喂送作用，同時(shí)摘取少量花生果；第二和第三滾筒起摘果作用，凹板上安有數(shù)排彈齒，利用蓖梳與打擊作用摘取花生果，第四滾筒用來(lái)摘凈花生蔓上殘余的花生果，并將花生蔓送到分離機(jī)構(gòu)。

２．１．２軸流式摘果滾筒花生蔓由滾筒切向或軸向喂入，沿滾筒軸向做螺旋運(yùn)動(dòng)，利用滾筒的離心作用、摘果元件的反復(fù)打擊、蓖梳及摩擦作用進(jìn)行摘果。由于花生蔓沿滾筒軸向流動(dòng)，摘果時(shí)間長(zhǎng)，因此花生果與莖稈分離性較好，摘果率較高，但莖稈相應(yīng)斷碎多，功耗大。滾筒上的摘果元件多數(shù)為桿齒及葉片齒，滾筒的長(zhǎng)度主要取決于其分離能力，滾筒越長(zhǎng)，允許的喂入量越大，但能耗及莖稈破碎率均增加。常用的軸流式摘果滾筒有圓柱形和圓錐形兩種，錐形滾筒雖然輸出轉(zhuǎn)速一致，但滾筒前后兩端的線速度相差較大，因而對(duì)花生果的損傷較大，易堵塞，且錐形滾筒尾部粗大，導(dǎo)致整機(jī)體積龐大。該類(lèi)設(shè)備均存在摘果不凈、分離不清、消耗功率大等缺點(diǎn)。例如，煙臺(tái)市農(nóng)業(yè)機(jī)械科學(xué)研究所研制開(kāi)發(fā)的５ＨＺ－５００型花生摘果機(jī)［８］。該機(jī)由拖拉機(jī)或電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，靠人工將待摘的鮮花生喂入摘果滾筒，摘果滾筒上的彈簧齒與露出凹板篩的固定彈簧齒對(duì)其梳篦和擊打進(jìn)行摘果，花生蔓在滾筒的帶動(dòng)下沿上蓋的螺旋導(dǎo)向槽軸向移動(dòng)，從尾端由排草輪送出機(jī)外，摘下的莢果經(jīng)凹板篩落下，沿滑板流向輸送攪龍，送出機(jī)外。

２．１．３差動(dòng)式摘果滾筒通過(guò)傳動(dòng)裝置使花生摘果滾筒與花生輸送攪龍反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)差動(dòng)式的花生摘果。工作過(guò)程中，花生果垂到摘果滾筒的下面，通過(guò)固定的彈性摘果桿將花生摘下。采用該方式摘果破碎率較低，摘果效率較高，但其作業(yè)環(huán)境差，設(shè)備功耗大，清潔率及摘凈率較差。摘果過(guò)程中花生蔓被打碎，易產(chǎn)生堵塞，且不易于花生蔓的儲(chǔ)存及綜合利用。

２．２半喂入式花生摘果設(shè)備

半喂入式花生摘果設(shè)備主要通過(guò)相向滾動(dòng)的摘果滾筒將花生摘下，對(duì)干、濕花生蔓都可使用，適應(yīng)于南方地區(qū)，其摘果效率及損失率與機(jī)具收獲環(huán)節(jié)的整齊度及喂入環(huán)節(jié)的夾持有很大的關(guān)系，現(xiàn)有機(jī)型在摘果效率、損失率上還不穩(wěn)定，并且由于其結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)比較復(fù)雜、制造成本高，還未得到很好推廣，一般應(yīng)用于花生聯(lián)合收獲機(jī)。例如，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制的４ＨＬＢ－２型半喂入花生聯(lián)合收獲機(jī)摘果裝置［１４］，其摘果部件采用雙滾筒、差相組配形式，摘果滾筒相對(duì)于夾持鏈呈一定角度配置。工作時(shí)，摘果滾筒向內(nèi)側(cè)高速旋轉(zhuǎn)，花生果從兩滾筒間經(jīng)過(guò)，受摘果葉片高速擊打，莢果從植株上脫離。

３存在的問(wèn)題與建議

中國(guó)現(xiàn)有的花生摘果設(shè)備主要集中在中小型機(jī)具的研制和推廣上，生產(chǎn)企業(yè)眾多，產(chǎn)品技術(shù)含量低，存在大量粗制濫造，大多設(shè)備具有性能不穩(wěn)定，功耗大，可靠性、適應(yīng)性差等問(wèn)題。為此提出如下建議：①加強(qiáng)設(shè)備工作機(jī)理等基礎(chǔ)理論性研究。針對(duì)花生摘果機(jī)理進(jìn)行研究，從原理上尋找新的突破口，同時(shí)也應(yīng)該尋求一些新的技術(shù)方法，并對(duì)多種摘果技術(shù)方法進(jìn)行分析，找出最佳組合，為花生摘果設(shè)備的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，從根本上解決花生摘果的問(wèn)題。②及時(shí)地掌握國(guó)內(nèi)外花生摘果設(shè)備的最新動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)。借助各國(guó)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，加快發(fā)展符合中國(guó)實(shí)際情況和具有中國(guó)特色的花生摘果設(shè)備，為中國(guó)花生產(chǎn)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程的發(fā)展創(chuàng)造條件。③在今后的研制中加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。加強(qiáng)研發(fā)隊(duì)伍建設(shè)，增強(qiáng)研發(fā)力量，進(jìn)行具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的花生摘果設(shè)備的開(kāi)發(fā)，在滿足設(shè)備可靠性及適應(yīng)性的同時(shí)，提高其性能與質(zhì)量，并將花生摘果設(shè)備的成本控制在能滿足中國(guó)農(nóng)民消費(fèi)水平的合理范圍內(nèi)。

４結(jié)語(yǔ)

目前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，各國(guó)市場(chǎng)對(duì)花生的需求量越來(lái)越大，在農(nóng)村經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整穩(wěn)步推進(jìn)的形式下，中國(guó)花生摘果設(shè)備將得到進(jìn)一步發(fā)展；另外，花生生產(chǎn)全過(guò)程機(jī)械化是中國(guó)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展重點(diǎn)之一，今后一段時(shí)間將會(huì)得到較快發(fā)展；中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力相對(duì)落后，有效需求不足，農(nóng)村分散經(jīng)營(yíng)的生產(chǎn)體制和農(nóng)民的消費(fèi)水平?jīng)Q定今后一段時(shí)間中國(guó)仍以中小型花生摘果設(shè)備的研究與推廣為主。

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收稿日期：２０１１－１１－２３

基金項(xiàng)目：國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)資金資助專(zhuān)項(xiàng)（CARS-14-08B）；江蘇省博士后基金資助項(xiàng)目（1101050C）

作者簡(jiǎn)介：呂小蓮（１９７４－），女，浙江黃巖人，副教授，博士，主要從事農(nóng)業(yè)裝備工程技術(shù)方面的研究，（電話）１３５１６４１２４１５（電子信箱）ｌｘｌ５００＠１６３．ｃｏｍ。