國外釀酒葡萄收獲機振動采摘部件結構及應用現狀

李成松等

摘要：介紹了國外適于機械化收獲的釀酒葡萄栽培架式的特點，并對其相應收獲機振動采摘部件的類型及結構特點進行了闡述；著重對中樞型振動采摘部件的結構形式、特點及改進方式進行了分析，提出了在雙點支撐式中樞型的基礎上，采用改變肋條形狀，驅動部分后置改進方式對采摘部件進行重新設計的建議，以滿足我國具有寬行、穗多等特點的釀酒葡萄的采摘，為葡萄收獲機國產化研究提供一定的參考依據。

關鍵詞：釀酒葡萄；收獲機；振動采摘；應用

中圖分類號： S225.99 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）03-0335-02

世界各地生產的葡萄有上千種，總體上可以分為釀酒葡萄和鮮食葡萄兩大類。在葡萄的整個生產過程中，收獲是最重要的環節之一，是一項季節性較強和勞動密集型的工作，采收不及時，將直接影響葡萄的質量，并造成大量的經濟損失[1]。目前，作為葡萄天堂種植區的美國加州、法國波爾多的釀酒葡萄大面積采收已實現了機械化作業，技術較成熟。

國外釀酒葡萄的收獲機械大部分采用基于振動原理的采摘部件，該部件可產生高頻振動，工作時通過葡萄藤將振動傳至葡萄粒，使葡萄粒發生多次瞬時變向運動，克服與果梗的連接力，實現分離[2-5]。振動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，是葡萄收獲機核心工作部件之一。

1 釀酒葡萄主要栽培架式及其特點

釀酒葡萄栽培架式不同，相應收獲機械振動采摘部件的類型也會有所不同，目前國外釀酒葡萄最具代表性的采用機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T形支架之間一般栽3株葡萄，每株培養2個主干，并沿頂端鋼絲左右分出2條龍干，向一側分布，相鄰的植株向另一側分布，枝條在左右兩側向下生長，形成垂簾[7]。其主要特點為：主干修剪高度（最低位置葡萄串離地距離）較高；結果位置主要分布在上部兩側龍干的枝條上，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、通風性較好，可以較好地滿足釀酒葡萄生長所需，有利于提高釀酒葡萄的品質，對于生長勢強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1個架面，行內每間隔

一段距離設一立柱，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，枝條沿著架面進行生長。其主要特點為：通風透光，有利于提高漿果品質；可密植，方便田間管理；受植株極性生長影響，長勢過旺，枝葉密閉，結果部位上移，難以控制；下部果穗距地面較近，易被污染和發生病蟲害。

2 振動采摘部件特點及發展現狀

振動采摘部件都是針對釀酒葡萄栽培架式進行設計的，當前國外葡萄收獲機振動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

該類型振動采摘部件的主要結構如圖3所示，用一組平行鋼軌（圖3中的虛線橢圓）將水平振動（平行鋼軌同向運動）通過葡萄主干傳送到頂部實現葡萄的采收（工作時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，其平行鋼軌的結構尺寸較大，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

中樞型振動采摘部件采用2排撓性長棒（即“肋條”）敲擊、搖動葡萄藤使果實脫落（同樣2排肋條同向運動），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，收獲機是在適應本地栽培管理技術要求下研制開發的，即使都采用“中樞型振動采摘部件”，其結構也不盡相同，大致可分為單點支撐式和雙點支撐式2種形式。

2.2.1 單點支撐式 單點支撐式（圖4）的結構特點為：肋條一端固定于一根中樞擺動梁上，另一端懸置，動力由中樞擺動梁傳至肋條進行工作。工作時，葡萄藤位于兩側肋條中間，肋條將葡萄藤及其枝葉夾緊，進行振動，實現葡萄粒的分離。它能夠實現較大幅度的擺動（通過調節中樞擺動梁的擺角即可），以提高釀酒葡萄的分離率，但由于一端懸置，工作時會產生較大的振動。而且在收獲葡萄行修剪寬度較寬、果穗數較多的釀酒葡萄時，所需擺動幅度較大，如果采用該形式振動采摘部件，會造成其他零部件的振動較大，影響其工作性能及使用壽命。

2.2.2 雙點支撐式 雙點支撐式（圖5）的結構特點為：肋條一端同樣固定于一根中樞擺動梁，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，動力由中樞擺動梁以及與其固結的撥動件傳至肋條，使肋條變形，實現振動，進行葡萄的采收作業。由于其兩端都有支撐，所以產生的振動較小，但是靠變形產生的振動幅度太小，不適宜采收葡萄行修剪寬度較寬、果穗數較多的釀酒葡萄。

2.2.3 其他改進式 為適應葡萄行修剪寬度較寬、果穗數較多的釀酒葡萄的采收，一些研究人員對中樞型振動采摘部件進行了改進，以增大其振動幅度，降低自身產生的振動，并保證其具有一定的避障作用。改進方式大致有以下幾種：（1）在單點支撐式的基礎上，改變肋條結構形狀，縮短肋條長度，降低肋條重量，并保證一定強度（強度太低，會降低肋條對葡萄藤的作用力，不利于采收），增加肋條數量（前后位置），保證采收效率（圖6）[11]。（2）在雙點支撐式的基礎上，改變肋條結構形狀，降低肋條重量，并保證一定的強度，同時將驅動位置向后移動（圖7中的虛線框）[12]。

3 結論與討論

本研究分析了國外葡萄收獲機振動采摘部件類型及其結構特點。我國釀酒葡萄的主要栽培架式為單立架式，與國外相比葡萄行修剪寬度較寬、果穗數較多，進行機械采收時所需振動幅度較大。因此，筆者建議在設計葡萄采收機振動采摘部件時，應以雙點支撐式為基礎，采用改變肋條結構形狀、驅動部位后置的改進方式重新設計，以滿足我國釀酒葡萄的采摘要求。

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