國(guó)外釀酒葡萄收獲機(jī)振動(dòng)采摘部件結(jié)構(gòu)及應(yīng)用現(xiàn)狀

李成松等

摘要：介紹了國(guó)外適于機(jī)械化收獲的釀酒葡萄栽培架式的特點(diǎn)，并對(duì)其相應(yīng)收獲機(jī)振動(dòng)采摘部件的類型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行了闡述；著重對(duì)中樞型振動(dòng)采摘部件的結(jié)構(gòu)形式、特點(diǎn)及改進(jìn)方式進(jìn)行了分析，提出了在雙點(diǎn)支撐式中樞型的基礎(chǔ)上，采用改變肋條形狀，驅(qū)動(dòng)部分后置改進(jìn)方式對(duì)采摘部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)的建議，以滿足我國(guó)具有寬行、穗多等特點(diǎn)的釀酒葡萄的采摘，為葡萄收獲機(jī)國(guó)產(chǎn)化研究提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：釀酒葡萄；收獲機(jī)；振動(dòng)采摘；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： S225.99 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2014）03-0335-02

世界各地生產(chǎn)的葡萄有上千種，總體上可以分為釀酒葡萄和鮮食葡萄兩大類。在葡萄的整個(gè)生產(chǎn)過程中，收獲是最重要的環(huán)節(jié)之一，是一項(xiàng)季節(jié)性較強(qiáng)和勞動(dòng)密集型的工作，采收不及時(shí)，將直接影響葡萄的質(zhì)量，并造成大量的經(jīng)濟(jì)損失[1]。目前，作為葡萄天堂種植區(qū)的美國(guó)加州、法國(guó)波爾多的釀酒葡萄大面積采收已實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化作業(yè)，技術(shù)較成熟。

國(guó)外釀酒葡萄的收獲機(jī)械大部分采用基于振動(dòng)原理的采摘部件，該部件可產(chǎn)生高頻振動(dòng)，工作時(shí)通過葡萄藤將振動(dòng)傳至葡萄粒，使葡萄粒發(fā)生多次瞬時(shí)變向運(yùn)動(dòng)，克服與果梗的連接力，實(shí)現(xiàn)分離[2-5]。振動(dòng)采摘部件的工作性能直接影響葡萄的采凈率、破損率、采收效率等，是葡萄收獲機(jī)核心工作部件之一。

1 釀酒葡萄主要栽培架式及其特點(diǎn)

釀酒葡萄栽培架式不同，相應(yīng)收獲機(jī)械振動(dòng)采摘部件的類型也會(huì)有所不同，目前國(guó)外釀酒葡萄最具代表性的采用機(jī)械收獲的栽培架式有吉尼瓦雙簾形和單立架形2種[6]。

1.1 吉尼瓦雙簾形

吉尼瓦雙簾形栽培架式（圖1）的T形支架間有3條鋼絲，其中2條水平鋼絲用于支撐龍干，下部的1條鋼絲用于支撐主干。2個(gè)T形支架之間一般栽3株葡萄，每株培養(yǎng)2個(gè)主干，并沿頂端鋼絲左右分出2條龍干，向一側(cè)分布，相鄰的植株向另一側(cè)分布，枝條在左右兩側(cè)向下生長(zhǎng)，形成垂簾[7]。其主要特點(diǎn)為：主干修剪高度（最低位置葡萄串離地距離）較高；結(jié)果位置主要分布在上部?jī)蓚?cè)龍干的枝條上，少量分布于主干上；葡萄行上部外形尺寸較大。該栽培架式的受光面積大、通風(fēng)性較好，可以較好地滿足釀酒葡萄生長(zhǎng)所需，有利于提高釀酒葡萄的品質(zhì)，對(duì)于生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)的大葉型品種葡萄較適用[8]。

1.2 單立架形

單立架形栽培架式（圖2）每行設(shè)1個(gè)架面，行內(nèi)每間隔

一段距離設(shè)一立柱，柱上下間隔均等，拉幾道橫向鐵絲，用于固定葡萄植株主干和枝條，枝條沿著架面進(jìn)行生長(zhǎng)。其主要特點(diǎn)為：通風(fēng)透光，有利于提高漿果品質(zhì)；可密植，方便田間管理；受植株極性生長(zhǎng)影響，長(zhǎng)勢(shì)過旺，枝葉密閉，結(jié)果部位上移，難以控制；下部果穗距地面較近，易被污染和發(fā)生病蟲害。

2 振動(dòng)采摘部件特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀

振動(dòng)采摘部件都是針對(duì)釀酒葡萄栽培架式進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)前國(guó)外葡萄收獲機(jī)振動(dòng)采摘部件主要有主干型和中樞型兩大類，分別用于吉尼瓦雙簾形和單立架形栽培架式的收獲。

2.1 主干型

該類型振動(dòng)采摘部件的主要結(jié)構(gòu)如圖3所示，用一組平行鋼軌（圖3中的虛線橢圓）將水平振動(dòng)（平行鋼軌同向運(yùn)動(dòng)）通過葡萄主干傳送到頂部實(shí)現(xiàn)葡萄的采收（工作時(shí)葡萄植株的主干位于該組平行鋼軌中間），能夠有效振落鄰近龍干或主干上的葡萄[9]。由于葡萄行上部外形尺寸的限制，其平行鋼軌的結(jié)構(gòu)尺寸較大，主要適用于吉尼瓦雙簾形栽培架式釀酒葡萄的收獲。

2.2 中樞型

中樞型振動(dòng)采摘部件采用2排撓性長(zhǎng)棒（即“肋條”）敲擊、搖動(dòng)葡萄藤使果實(shí)脫落（同樣2排肋條同向運(yùn)動(dòng)），該肋條具有一定的彈性，可以起到避障作用（用于避開葡萄行中的立柱）。但是，收獲機(jī)是在適應(yīng)本地栽培管理技術(shù)要求下研制開發(fā)的，即使都采用“中樞型振動(dòng)采摘部件”，其結(jié)構(gòu)也不盡相同，大致可分為單點(diǎn)支撐式和雙點(diǎn)支撐式2種形式。

2.2.1 單點(diǎn)支撐式 單點(diǎn)支撐式（圖4）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：肋條一端固定于一根中樞擺動(dòng)梁上，另一端懸置，動(dòng)力由中樞擺動(dòng)梁傳至肋條進(jìn)行工作。工作時(shí)，葡萄藤位于兩側(cè)肋條中間，肋條將葡萄藤及其枝葉夾緊，進(jìn)行振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)葡萄粒的分離。它能夠?qū)崿F(xiàn)較大幅度的擺動(dòng)（通過調(diào)節(jié)中樞擺動(dòng)梁的擺角即可），以提高釀酒葡萄的分離率，但由于一端懸置，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。而且在收獲葡萄行修剪寬度較寬、果穗數(shù)較多的釀酒葡萄時(shí)，所需擺動(dòng)幅度較大，如果采用該形式振動(dòng)采摘部件，會(huì)造成其他零部件的振動(dòng)較大，影響其工作性能及使用壽命。

2.2.2 雙點(diǎn)支撐式 雙點(diǎn)支撐式（圖5）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：肋條一端同樣固定于一根中樞擺動(dòng)梁，另一端通過具有一定彈性的桿件鉸接于一固定件上[10]。工作時(shí)，動(dòng)力由中樞擺動(dòng)梁以及與其固結(jié)的撥動(dòng)件傳至肋條，使肋條變形，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)，進(jìn)行葡萄的采收作業(yè)。由于其兩端都有支撐，所以產(chǎn)生的振動(dòng)較小，但是靠變形產(chǎn)生的振動(dòng)幅度太小，不適宜采收葡萄行修剪寬度較寬、果穗數(shù)較多的釀酒葡萄。

2.2.3 其他改進(jìn)式 為適應(yīng)葡萄行修剪寬度較寬、果穗數(shù)較多的釀酒葡萄的采收，一些研究人員對(duì)中樞型振動(dòng)采摘部件進(jìn)行了改進(jìn)，以增大其振動(dòng)幅度，降低自身產(chǎn)生的振動(dòng)，并保證其具有一定的避障作用。改進(jìn)方式大致有以下幾種：（1）在單點(diǎn)支撐式的基礎(chǔ)上，改變肋條結(jié)構(gòu)形狀，縮短肋條長(zhǎng)度，降低肋條重量，并保證一定強(qiáng)度（強(qiáng)度太低，會(huì)降低肋條對(duì)葡萄藤的作用力，不利于采收），增加肋條數(shù)量（前后位置），保證采收效率（圖6）[11]。（2）在雙點(diǎn)支撐式的基礎(chǔ)上，改變肋條結(jié)構(gòu)形狀，降低肋條重量，并保證一定的強(qiáng)度，同時(shí)將驅(qū)動(dòng)位置向后移動(dòng)（圖7中的虛線框）[12]。

3 結(jié)論與討論

本研究分析了國(guó)外葡萄收獲機(jī)振動(dòng)采摘部件類型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。我國(guó)釀酒葡萄的主要栽培架式為單立架式，與國(guó)外相比葡萄行修剪寬度較寬、果穗數(shù)較多，進(jìn)行機(jī)械采收時(shí)所需振動(dòng)幅度較大。因此，筆者建議在設(shè)計(jì)葡萄采收機(jī)振動(dòng)采摘部件時(shí)，應(yīng)以雙點(diǎn)支撐式為基礎(chǔ)，采用改變肋條結(jié)構(gòu)形狀、驅(qū)動(dòng)部位后置的改進(jìn)方式重新設(shè)計(jì)，以滿足我國(guó)釀酒葡萄的采摘要求。

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