


摘要:
我國葉類蔬菜產量巨大,擁有可觀的經濟價值。目前葉類蔬菜以人工收獲為主,嚴重制約產業發展,故開展葉類蔬菜機械化采收研究勢在必行。為了解國內外葉類蔬菜收獲技術裝備發展現狀,按照結球葉菜和非結球葉菜分類,闡述國內外葉類蔬菜收獲裝備代表機型性能特點、適用環境及切割、輸送等關鍵部件工作原理和技術優缺點,分析割臺仿形與自動對行技術的研究現狀。指出我國現有非結球葉菜土下切割機型切割部件切根一致性差、夾持輸送裝置對葉類蔬菜損傷較大、未形成規范化栽植模型問題。提出開展鏟式土下切割部件研究、加強葉類蔬菜基本物理力學特性研究、推進全程機械化產業鏈發展系列建議。
關鍵詞:葉類蔬菜;收獲裝備;收獲技術;自動化收獲;自動對行
中圖分類號:S225.92
文獻標識碼:A
文章編號:2095-5553 (2025) 01-0346-07
Development status of mechanized harvesting technology and equipment for leafy vegetables
Liang Shujian1, 2, Liu Lijing1, 2, Liu Fangjian1, 2, Cui Wei1, 2, Zhang Xuedong1, 2, Gao Jian1
(1. "Chinese Academy of Mechanized Agriculture Sciences Group Co., Ltd., Beijing, 100083, China;
2. National Key Laboratory of Agricultural Equipment Technology, Beijing, 100083, China)
Abstract:
Leaf vegetable output in our country is huge and has the considerable economic value. At present, artificial harvesting is the main method to harvest leafy vegetables, which restricts the development of industry seriously, so it is imperative to carry out the research on mechanized leaf vegetable harvesting. In order to understand the development status of the harvesting technology and equipment for leafy vegetables at home and abroad, this paper classified leafy vegetables and non-leafy vegetables, expounded the performance characteristics, applicable environment, working principle and technical advantages and disadvantages of key components such as cutting, conveying and so on of the representative models of leaf vegetable harvesting equipment at home and abroad, and analyzed the research status of profile modeling and automatic alignment of cutting table. It is concluded that the root-cutting consistency of the cutting parts of the existing non-heading leafy vegetables under soil cutting machine in our country is poor, and the clamping and conveying device damages the leafy vegetables greatly, and the problem of the standardized planting model is not formed, finally, a series of suggestions are put forward to carry out study on the shovel cutting parts under soil, strengthen the research on the basic physical and mechanical properties of leafy vegetables, and promote the development of the whole mechanized industrial chain.
Keywords:
leafy vegetables; harvesting equipment; harvesting techniques; automated harvesting; automatic alignment
0"引言
2022年,世界蔬菜生產總量約13.56×108"t,我國作為世界上最大的蔬菜生產國和消費國[1],種植面積約22 434khm2,總產量高達7.99×108t[2],占世界總產量的55%以上,人均占有量已超500kg,均居世界首位[3]。近年來,中共中央、國務院相繼出臺了蔬菜行業相關政策,強調耕地應優先用于糧食、棉、油、糖、蔬菜等農產品生產,保障“菜籃子”產品供給。可見保證蔬菜產業穩固發展具有重要意義。
蔬菜種類繁多,按照產品器官的差異可分為根菜類、莖菜類、葉菜類、花菜類和果菜類五大類[4],其中葉類蔬菜產量約占蔬菜生產總量的30%~40%。按照機械收獲原理不同,相關學者又將葉類蔬菜分為結球葉菜和非結球葉菜兩部分討論研究[5]。葉類蔬菜是指以嫩葉和葉柄為食用部位的蔬菜[6],主要特點是生長周期短,連作次數多;莖葉脆嫩多汁,收獲過程易損傷,機械化采收困難,目前我國大部分地區以人工收獲為主。
收獲是葉類蔬菜生產全程作業中至關重要的一環,作業量超過全程總作業量的40%[7],人工采收勞動強度大、效率低、經濟效益差,嚴重制約產業發展,故開展葉類蔬菜機械化采收研究勢在必行。為了解國內外葉類蔬菜收獲技術裝備發展現狀,本文從非結球葉菜和結球葉菜兩方面進行闡述,并提出該領域存在問題和相應發展建議。
1"非結球葉菜收獲技術裝備發展現狀
非結球葉菜主要包括菠菜、芹菜、雞毛菜、韭菜等,機械化收獲流程有撥禾、切割、輸送、收集等[8],由于切割、輸送效果直接決定蔬菜收獲質量,目前大多研究集中在切割與輸送裝置研究[9, 10]。切割裝置包括土上切割和土下切割兩種形式,常用割刀包括鏟刀式、往復式、環形帶刀式與鋸齒帶刀式,詳情見表1。常用輸送裝置包括回轉式和夾持式:回轉式一般利用輸送帶與葉類蔬菜間的摩擦力完成推送,裝配角度不宜過大,避免蔬菜滑落,多應用于無序收獲裝備;夾持式一般利用專用皮帶夾持莖稈完成輸送,夾持帶材料、間隙、轉速,夾持高度、角度等多種因素對輸送效果均有影響,多應用于有序收獲裝備。無序收獲裝備結構簡單,效率高,但不便后續蔬菜收集與包裝;有序收獲裝備較復雜且造價高,需將葉類蔬菜按一定順序、一定方向輸送,工作效率相對較低,但收獲后的蔬菜商品性好[11]。
1.1"非結球葉菜無序收獲技術裝備發展現狀
1.1.1"國外非結球葉菜無序收獲技術裝備
發達國家對葉類蔬菜收獲機械的研究起步較早,技術較成熟,發展水平相對較高,基本形成主要作業環節機械化生產的產業體系[12]。代表機型有意大利8400型收割機,該機采用環形帶刀,配備速度可調的回轉式輸送帶,利用PLC控制比例電子傳感器系統進而控制切削高度,且具備自主導航功能,可根據預定的行駛路徑實現無人駕駛作業,適用于生菜、菠菜等多種非結球葉菜的留茬無序收獲。
意大利的多款自走式葉類蔬菜無序收獲機大體可分為土下切割與土上切割兩類。土下切割代表機型有Slide Valeriana與Slide Valeriana Eco。兩種收割機均采用鋸齒帶刀式,割刀后方設有振動裝置,前方裝備仿形輪,配合液壓驅動實現割臺自動升降調節,作業時后方置物臺上可安裝橫向葉菜輸送帶、收集箱和電動卸料機構等配套設備,收集箱裝滿后直接卸到菜地,提高收獲效率,適用于植株較矮的幼苗收獲作業;土上切割代表機型為Ventum型收割機,該機配備全自動化裝箱系統,大大減少人力成本投入,適用于大規模種植條件下的葉類蔬菜收獲。
土耳其的Dari Ell-e型收割機不僅裝備了割臺仿形機構,還擁有四驅行走底盤,每個輪胎最大單向轉角32°,工作速度從0.5~3km/h可連續變化,適用于菠菜、生菜、幼苗等葉類蔬菜收獲。
1.1.2"國內非結球葉菜無序收獲技術裝備
我國葉類蔬菜無序收獲裝備研究處于起步階段,實際應用機型較少。李繼偉等[13]研發了4GDS-1.0型三葉菜收獲機樣機,裝備柔性撥禾裝置以減少收獲過程中三葉菜的機械損傷,切割裝置采用往復式雙動刀(圖1),利用偏心軸承與矩形槽配合,軸承外徑與矩形寬度相等,動力輸入軸帶動軸承旋轉,軸承外徑始終緊靠矩形槽滑動,驅使與矩形槽連為一體的割刀作往復運動,將兩組上述機構按一定相位差上下裝配,實現雙動刀的剪切效果。該機型可一次性完成收割、撥禾、輸送、收集等作業,經測試:樣機行走速度為0.56m/s,割幅寬度為1 000mm,留茬高度為116mm,最小漏剪率為1.9%,工作效率為0.19hm2/h。
1.偏心軸承"2.動力輸入軸"3.矩形槽"4.割刀
4MD-120型電動收割機采用往復式雙動刀,割茬高度在1~8cm內可調。陳佶等[14]對4MD-120型收割機進行性能試驗,結果顯示該機漏割損失率為0,切割性能良好。富來威4UM系列機型經過多次迭代,逐步推向市場。代表機型4UM-120型收割機主要用于雞毛菜等葉菜的土上收獲,割刀采用往復式雙動刀,一次性實現葉菜的切莖、推禾與輸送;4UM-120A型收割機適用于菠菜、油菜等葉菜的土下收獲,配備電動升降割臺,采用鋸齒帶刀,利用振動篩上下交替運動抖落土壤,但該機入土切根效果受前期耕整地質量影響較大,對壟面平整度、堅實度要求較高。
綜上所述,國內外的非結球葉菜無序收獲機原理相同,多數利用環形帶刀或往復式割刀切割、回轉輸送帶提升運送。但從具體機構和其他配套設備來看,發達國家的無序葉菜收獲機械表現出較高的自動化程度與成熟的智能化技術,總體收獲效率高,而我國實用機型較少,先進技術的研究和應用還不成熟,整機效率和可靠性有待加強。
1.2"非結球葉菜有序收獲技術裝備發展現狀
1.2.1"國外非結球葉菜有序收獲技術裝備
早期發達國家的有序收獲研究也面臨葉菜易損傷等類似問題,但經過多年發展,品種培育、種植模式宜機化以及機器本身技術等多個方面已經成熟。美國Leach等[15]發明了一種自走式芹菜收獲分選機,利用上下兩圓盤割刀去除菜葉和根部,加持輸送至橫向輸送帶,通過風機負壓篩除雜質,實現芹菜的有序收獲和分選。丹麥的韭蔥收獲機包括懸掛式、牽引式和自走式等類型,普遍采用夾取有序輸送的方式。大多機具為聯合作業并且配備了大功率動力,工作效率高;采用機、電、液一體化技術,整體水平先進[16]。意大利Slide TW型收獲機工作時分禾器將植株扶起并攏入內部,環形帶刀切斷被夾持的蔬菜植株,波紋狀夾持帶完成輸送過程,植株被輸送至機器上端由人工進行捆扎。波紋狀夾持帶的夾持力能保證蔬菜植株的立式輸送,適用于韭菜、茴香等葉菜的有序收獲,但該機缺點是結構復雜,成本高,無法滿足我國小農戶的生產需求[3]。
日本SPH400型菠菜收獲機可實現菠菜的土下切割、有序收獲。切割裝置采用鏟刀式,入土深度0~5cm內可調。波紋式夾持裝置高度可手動調節;整機后方還配備了多組集料輥與換向輥,作業時菠菜通過夾持裝置直立提升,在集料輥和換向輥作用下水平倒下并旋轉成捆,實現菠菜有序收集。整機由電機驅動,行走部件、切割部件、夾持輸送部件與收集裝置間均為機械傳動,充分體現了大部分日本農業機械小巧靈活、結構緊湊的特點。但該機結構復雜,不具備割臺仿形功能,作業效果受地面平整度影響較大,對種植農藝要求高,適用于規范化種植的收獲作業。
1.2.2"國內非結球葉菜有序收獲技術裝備
由于無序收獲難以滿足國內消費者對菠菜、小青菜等脆嫩非結球葉菜的鮮食需求,我國開展了土下切割、有序收獲研究。有序收獲收割機工作流程一般為切割、夾持和輸送,而夾持效果決定作物品相:夾持力較小無法收獲葉菜,夾持力較大則極易擠傷作物,造成經濟損失。目前有序收獲機械研究停留在關鍵部件或整機設計階段,總體面臨著收獲損傷率高、效率低的挑戰。
在關鍵部件設計方面,為降低油菜莖稈在夾持輸送過程中的損傷率,Xiong等[17]設計了柔性夾持裝置,研究了裝置關鍵參數對油菜莖稈漏切率、漏夾率與損傷率的影響,響應曲面優化試驗顯示,機具前進速度為0.42m/s、夾持帶運動速度為0.89m/s、夾持間隙為11.43mm時,收獲效果最佳,此時漏切率2.63%、漏夾率4.84%、損傷率5.22%。劉奇等[18]探究夾持裝置的夾持高度、夾持角度、接觸材料對上海青損傷率的影響時發現,夾持高度對葉菜損傷影響最為顯著,夾持角度為15°、夾持高度為2cm、夾持材料為發泡塑料聚合物時,破損臨界力和壓縮量最小為16.95N和18.03mm。鄒亮亮等[19]基于Burgers模型構建菠菜植株的流變本構模型,探究夾持裝置的輸送速度與當量彈性系數對菠菜塑性變形的影響,試驗結果表明:當輸送速度為25mm/s、當量彈性系數為2N/mm時,輸送成功率為93.3%,菠菜損傷率為6.7%,夾持輸送效果較好,為相關研究提供了技術基礎。
在整機設計方面,河北農業大學設計一種新型菠菜四行收獲機[20],其特點在于切割部件采用對稱布置的鏟刀式割刀,有序輸送部件采用分級夾持輸送,收集部分采用帶分隔腔的集料箱。農業農村部南京農業機械化研究所發明了葉菜有序收集裝置[21],其特點在于集料箱上方設有由雙曲柄連桿機構、傳動軸與撥爪組成的撥菜機構,通過撥爪的往復運動有序地將葉菜送入箱中,從而減少后續加工處理的勞動量。劉繼展等[22]開發了一種結合打捆系統的葉菜有序收獲機,實現分行收獲的同時自動打捆收集,進一步豐富了收割機的功能。
柔性夾持輸送是目前實現非結球葉菜有序收獲應用最廣泛的輸送方式,但面臨夾持機構復雜、夾持間隙與輸送帶張緊度調節不便、葉菜損傷率高的問題。針對這些問題,通常的解決方法是研究葉菜物理力學特性,據此設計專用夾持輸送裝置。從整機裝備看,意大利、日本等發達國家研制的裝備結構緊湊、先進技術集成度高,眾多產品已商業化;而我國葉菜有序收獲機械研究多停留在科研階段。
綜合國內外非結球葉菜機型對比發現:動力源方面,目前國內外均呈現蓄電池逐步替代汽油機、柴油機等傳統動力機的趨勢。采用蓄電池優點在于質量小、工作噪音低,實現電動控制方便,但目前蓄電池普遍續航時間短,且需定期更換電池。行走方式方面,歐美發達國家多為大中型自走式收割機,甚至可進行聯合作業,適用于大規模、規范化的收獲作業;我國與日本呈現小規模、廣分布的種植現象,作業空間受限,適合小巧輕便的手扶自走式機型。切割部件方面,歐美發達國家土上、土下切割部件搭配自動化控制技術,發展較為成熟;我國目前土上切割機型發展較快,但土下切割機型進展緩慢,機型較單一,切割效果對地表平整度有一定要求。
2"結球葉菜收獲技術裝備發展現狀
結球葉菜類包括結球甘藍、大白菜、結球萵苣、包心薺菜等[6]。該類葉菜收獲機包括拔取裝置、輸送裝置、莖部切割裝置及剝葉裝置等[23]。拔取裝置形式較多,主要有鏈條式、鏟式、螺旋錐式和圓盤式,詳情見表2。輸送裝置有螺旋升運式、輸送帶式和輸送鏈式。為了保持輸送過程中結球葉菜的姿態,通常將夾持導向裝置或壓網配合輸送裝置使用[23]。由于結球葉菜莖部較粗壯,國內外機具廣泛采用高速旋轉圓盤完成切割。在剝葉環節,雖然國內外已有機械剝葉相關研究,但總體來看,仍以人工剝葉為主。
2.1"國外結球葉菜收獲技術裝備
日本等發達國家對結球葉菜收獲的研究較為成熟,眾多機型已投入生產應用。Hachiya等[24]開發了集采收、加工、裝箱、裝車于一體的半自動卷心菜收獲系統。他在對日本農業機械研究所研制的自走式單行卷心菜收割機進一步改進的基礎上,提出與遙控拖拉機、拖車協同工作模式,達到提高工作效率,減少人力投入的目的。日本久保田研制了一款自走式卷心菜收割機,該機采用缺口圓盤式拔取裝置,單行收獲。輸送時,夾持輸送帶可根據卷心菜前傾或后傾的姿態,增加或降低輸送轉速,以達到最佳切割效果。
意大利擁有多款適用于卷心菜、花椰菜的收獲機型,其中Rapid SR型收割機采用波紋狀輸送帶夾持提升蔬菜,作業時需6~8人完成剝葉與分選工作;Slide Endivia型收割機適用于收割露地種植的結球葉菜,一次性收獲四行,前端仿形機構保證割刀與地面距離保持一致,并利用立式波紋輸送帶固定葉菜姿態、完成提升輸送。作業時配合定制叉車與裝載箱完成卸料,工作效率高。
丹麥的牽引式與懸掛式收獲機具有大型化、高效化的特點,適用于大規模、大面積種植環境。代表機型有TK2000和MC-1020等。TK2000牽引式甘藍收獲機采用雙錐桿拔取裝置,壓網與輸送帶組合輸送甘藍,圓盤割刀在輸送過程中切斷根莖,利用甘藍滾動作用褪去外葉,最后直接送入收集箱。實現全程機械化,自動化程度高,減少人力投入。MC-1020單行甘藍收獲機與TK2000相比具有結構簡單、成本低的特點,但需人工輔助剝葉。
2.2"國內結球葉菜收獲技術裝備
先拔取再切根是結球葉菜機械收獲最常用的方式。杜冬冬[25]研制了一款可實現動態稱重的履帶自走式甘藍收獲機,利用鏟式拔取裝置拔起整顆甘藍,夾持輸送與輸送鏈配合將甘藍提升,液壓馬達驅動雙圓盤切斷根莖,經過剝葉,甘藍被送入稱重裝置,再統一收集。但由于該機具單側布置收割裝置,收獲時需要圍繞菜地一圈收割。為提高工作效率,Cao等[26]研發出可雙壟收獲的大白菜收割機,但該機拔取時易出現擁堵現象,切割時白菜姿態不固定,造成切根不合理甚至漏切。
Zhang等[27]研制的4GCSD-1200型自走式甘藍聯合收割機主要包括拔取切根裝置、輸送裝置、收集裝置和全液壓履帶式底盤。拔取裝置傾斜置于收割裝置前端,工作時旋轉著伸入甘藍下部與地表之間將甘藍拔出;上方旋轉刮板扶正并將甘藍推入可變距的夾持帶間,平均收獲合格率達96.3%。
與常見的結球葉菜收割機工作方式不同,肖宏儒等[28, 29]研制的手扶式青菜頭收割機和自走式結球葉菜收割機采用先切根再夾持輸送的方式,前者單行收獲,效率較低;后者可同時四行收獲,其利用割臺仿形技術自動調節割刀與夾持裝置的離地高度,提高機具對不同地形的適應性。王俊等[30]發明了一種懸掛式白菜收獲機械,采用離心旋轉方式實現白菜運輸與剝葉,特點是工作部件可翻轉,節省運輸空間。整機結構簡單,可適應不同行距不同種類結球葉菜的采收作業。繆宏等[31]發明了一種集收割、剝葉和打包為一體的結球類蔬菜收獲裝置,工作時鏟土機構從土下將蔬菜的根莖鏟斷,利用螺旋夾持管的旋轉將其拔其并向上運送至螺旋輸送管和剝菜輥,二者反向旋轉完成輸送和剝葉過程,隨后打包機構對蔬菜進行打包。
綜合國內外結球葉菜機型對比發現:自動化程度方面,發達國家的結球葉菜機械收獲機通常采用先進的傳感器和控制系統,能夠實現自動化的定位、識別和收割,提高生產效率。適應性方面,國外的結球葉菜機械收獲裝備可以適應不同種植環境和作物品種的需求,能夠處理不同尺寸、形狀和硬度的結球葉菜,具有更廣泛的適應性。損傷程度方面,由于國外的機械收獲裝備采用先進感應技術,能夠更精確地定位和收割結球葉菜,實現較低的損傷程度,而國內裝備在這方面還有一定的發展空間。
3"葉類蔬菜自動化收獲技術研究現狀
隨著信息技術、傳感技術的發展應用,農業裝備自動化、智能化已經成為未來發展的必然趨勢[32]。由于葉菜脆嫩易損傷,傳統收獲機械很難達到預期作業效果,將自動化技術融入葉菜收獲機械是一條有效途徑。近年來,割臺仿形技術與自動對行技術成為收獲機械領域的研究熱點。
3.1"割臺仿形技術
割臺仿形即以仿形對象的高度起伏變化為基準,利用控制算法自動調節割臺高度和角度,達到割茬整齊的目的。目前割臺仿形技術較多應用于小麥、水稻等谷物聯合收割機[33],但在葉菜收獲方面,通常需人工控制割臺高度,不能實時調節,收割效果受壟面和畦面起伏影響較大。胡焉為等[34]基于實測割臺動力學模型參數,建立了雙輸入雙輸出的高度控制模型。以割臺兩側割茬高度二次型函數的積分為性能指標,選擇恰當的性能泛函,利用LQR控制器與最優控制方法,最終設計了一種新的控制策略,使割臺能同時適應行進方向和側向擺轉調整的作業需求,靈活控制割茬高度。Chen等[35]利用兩相混合步進電機以地面為基準調節割刀高度,將電機旋轉角度誤差作為控制量,利用增量PID方法實現電機旋轉角度、轉速和電流調節,從而達到控制割刀高度的目的。Fukumoto等[36]以提高菠菜收割機割刀仿形響應速度和精度為目標,設計了一種基于H∞控制理論的高級控制器,試驗發現,該控制系統下的割刀目標路徑均方根值降低了53%,提高了控制精度,且割下的菠菜根長度集中在30mm,達到預期目標。
3.2"自動對行技術
葉菜收獲作業中,駕駛員的駕駛技術同樣影響著收獲效果。自動對行技術可輔助駕駛員沿預定線路行駛,減輕勞動強度,保證收獲葉菜的品質。目前我國針對甜菜、棉花、玉米等大田作物的機械化自動對行收獲研究較多[37, 38]。由于葉菜種類繁多、形貌特征不盡相同且易損傷,對自動對行技術的精度要求更高,進一步增多了應用障礙。針對葉類蔬菜有序收獲機自動對行難的問題,蘇小梅[39]設計了一種對行、前進速度、航向偏角和前輪偏角檢測系統,研究了葉菜收獲機自動對行的控制模型,使用模糊控制算法動態控制收獲機的前視距離,填補了國內葉菜有序收獲自動對行技術的空白。Mitsuhashi等[40]提出一種基于通過攝像機獲取生菜和收獲機的相對位置進行自主判斷的行駛方法,利用模型預測控制方法,使收獲機械跟蹤最近以及前方的生菜位置,達到提前預測、自主對行的目的。
4"存在問題及發展建議
4.1"存在問題
目前日本、意大利等發達國家葉類蔬菜機械化收獲機型發展較成熟。但我國葉類蔬菜機械化收獲發展相對滯后,主要存在以下幾方面問題。
1) 現有非結球葉菜土下切割機型切割部件切根一致性差。采收期菜田由于長期灌溉等多種因素,局部產生凹坑,整體地表往往呈現凹凸不平的狀態。現有非結球葉菜土下切割機型常用鋸齒帶刀式切割部件,由于刀帶在整個壟面割幅內始終保持一條直線,對凹凸不平地表適應性差,無法分行調節切割深度,造成切割不齊甚至損傷莖稈的現象。
2) 夾持輸送裝置對葉類蔬菜損傷較大。夾持輸送裝置是葉類蔬菜有序收獲過程中的核心部件,直接影響收獲質量。現有夾持輸送裝置無法滿足消費者的鮮食需求,菜農不得不通過人工采收來保證葉類蔬菜的完整程度。目前夾持輸送裝置停留在科研和樣機試驗階段,距離實際應用仍有不小差距。
3) 未形成規范化栽植模型,不利于收獲機械產業發展。我國葉類蔬菜種植呈現小規模、廣分布的特點,未形成規范化的栽培模式,機械化收獲困難,不僅無法直接引進國外先進機型,也給國內收獲機械產業發展造成阻礙,進而形成農機裝備與農藝要求不匹配、機具通用性差的現象。
4.2"發展建議
1) 開展鏟式土下切割部件研究。鏟式切割部件入土性能強,割幅較鋸齒帶刀式短。將兩組或多組鏟式切割部件搭配使用,集成地表仿形技術,可實現切割部件的分行獨立調節,從而提升非結球葉菜土下切根的整齊度,提高土下切割機型切割部件對凹凸不平地表的適應性。
2) 加強基本物理力學特性研究。明晰夾持輸送過程中葉類蔬菜的損傷機理對于降低機械化收獲損傷率、提高收獲質量具有重要意義。加強葉類蔬菜基本物理力學特性研究,構建相應損傷力學模型,明確各種葉類蔬菜損傷臨界值,探究夾持輸送過程中葉類蔬菜與夾持帶間的互作機理,是解決夾持損傷的有效途徑。
3) 推進全程機械化產業鏈發展。我國葉類蔬菜多為小規模種植,難以形成規范化、標準化的栽植模式。單獨開展收獲機械研究對葉類蔬菜產業發展“治標不治本”。推進全程機械化產業鏈發展不僅促進葉類蔬菜種植模式宜機化、規范化,還可增強各環節作業機械的聯動性,促使系列化作業機械研究。
參"考"文"獻
[1]
鄒亮亮, 劉雪美, 苑進, 等. 葉菜機械化收獲技術與裝備研究進展[J]. 中國農機化學報, 2022, 43(6): 15-23.
Zou Liangliang, Liu Xuemei, Yuan Jin, et al. Research progress in mechanized harvesting technology and equipment of leafy vegetables [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2022, 43(6): 15-23.
[2]
國家統計局. 國家數據[EB/OL]. https://data.stats.gov.cn/easyquery.htm?cn=C01/, 2024-07-26.
[3]
陳文明, 王公仆, 胡良龍, 等. 葉菜收獲機械的研究現狀及發展展望[J]. 南方農機, 2022, 53(20): 1-4, 10.
Chen Wenming, Wang Gongpu, Hu Lianglong, et al. Research status and development prospects of leafy vegetable harvesting machinery [J]. China Southern Agricultural Machinery, 2022, 53(20): 1-4, 10.
[4]
朱立新, 李光晨. 園藝通論第四版[M]. 北京: 中國農業大學出版社, 2015.
[5]
廖禺, 陳立才, 潘松, 等. 葉類蔬菜機械化收獲技術裝備現狀與發展[J]. 江西農業學報, 2019, 31(11): 77-81.
Liao Yu, Chen Licai, Pan Song, et al. Status and development of mechanized harvesting technology and equipment for leaf vegetables [J]. Acta Agriculturae Jiangxi, 2019, 31(11): 77-81.
[6]
李光晨. 園藝學概論[M]. 北京: 中央廣播電視大學出版社, 2002.
[7]
金月, 肖宏儒, 肖蘇偉, 等. 葉類蔬菜收獲技術與裝備研究現狀及發展趨勢[J]. 中國農業科技導報, 2018, 20(9): 72-78.
Jin Yue, Xiao Hongru, Xiao Suwei, et al. Research statue and development tendency on leaf vegetable harvesting technology and equipment [J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2018, 20(9): 72-78.
[8]
繆磊, 王建軍. 葉類蔬菜收獲機械研發關鍵技術及發展趨勢[J]. 江蘇農機化, 2020(6): 24-26.
[9]
高峰. 葉菜收獲機關鍵部件的設計及試驗研究[D]. 鎮江: 江蘇大學, 2021.
Gao Feng. Design and experimental study on key components of leaf vegetable harvester [D]. Zhenjiang: Jiangsu University, 2021.
[10]
苑進, 李金光, 鄒亮亮, 等. 基于離散元的菠菜收獲機根切鏟優化設計與試驗[J]. 農業機械學報, 2020, 51(S2): 85-98.
Yuan Jin, Li Jinguang, Zou Liangliang, et al. Optimal design of spinach root-cutting shovel based on discrete element method [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2020, 51(S2): 85-98.
[11]
王偉, 呂曉蘭, 王士林, 等. 莖葉類蔬菜機械化收獲技術研究現狀與發展[J]. 中國農業大學學報, 2021, 26(4): 117-127.
Wang Wei,Lü Xiaolan, Wang Shilin, et al. Current status and development of stem and leaf vegetable mechanized harvesting technology [J]. Journal of China Agricultural University, 2021, 26(4): 117-127.
[12]
許月文, 謝偉, 劉迪, 等. 莖葉類蔬菜收獲機的研究現狀及發展對策[J]. 農業工程與裝備, 2020, 47(1): 20-26.
Xu Yuewen, Xie Wei, Liu Di, et al. Status and development of stem leaf vegetable harvester [J]. Agricultural Engineering and Equipment, 2020, 47(1): 20-26.
[13]
李繼偉, 彭珍鳳, 卞麗娜, 等. 4GDS-1.0型秧草收獲機的研究和開發[J]. 農業裝備技術, 2014(4): 22-24.
[14]
陳佶, 夏海榮, 劉偉華, 等. 上海地區4種綠葉菜類蔬菜收獲機械作業性能比較[J]. 長江蔬菜, 2022(15): 6-9.
[15]
Leach T E, Degroot P. Apparatus and method for harvesting and processing celery [P]. US Patent: 7966796, 2011-06-28.
[16]
彭帥, 楊勇, 陳龍, 等. 大蔥種植與機械化收獲分析[J]. 中國農機化學報, 2017, 38(9): 30-35.
Peng Shuai, Yang Yong, Chen Long, et al. Analysis on planting and mechanized harvesting of welsh onion [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2017, 38(9): 30-35.
[17]
Xiong D Y, Wu M L, Xie W, et al. Design and experimental study of the key components of a rape (brassica campestris) shoots (changxiangtai 603) flexible clamping harvester [J]. Agriculture, 2023, 13(4): 792.
[18]
劉奇, 陳斌, 孫松林, 等. 葉類蔬菜有序收獲夾持輸送的力學特性研究[J]. 中國農業科技導報, 2022, 24(4): 116-125.
Liu Qi, Chen Bin, Sun Songlin, et al. Research on mechanical characteristics of clamping conveyor for leafy vegetables [J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2022, 24(4): 116-125.
[19]
鄒亮亮, 劉雪美, 李金光, 等. 基于流變特性分析的菠菜有序收獲機夾持輸送裝置研究[J]. 農業機械學報, 2019, 50(10): 72-79.
Zou Liangliang, Liu Xuemei, Li Jinguang, et al. Clamping conveyer device of ordered spinach harvester based on rheological property analysis [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2019, 50(10): 72-79.
[20]
王健, 張秀花, 李敬, 等. 一種四行菠菜有序收獲機[P]. 中國專利: 202122761969.9, 2022-03-22.
[21]
肖宏儒, 金月, 曹光喬, 等. 一種莖葉類蔬菜收獲機有序收集裝置[P]. 中國專利: 201910126158.6, 2019-06-07.
[22]
劉繼展, 常國政, 毛罕平. 一種葉菜有序收獲的同機打捆系統及實現方法[P]. 中國專利: 201910048365.4, 2021-06-22.
[23]
張靜, 韓長杰, 郭輝, 等. 結球葉菜收獲機械關鍵技術與裝備研究現狀[J]. 新疆農機化, 2019(2): 29-34.
Zhang Jing, Han Changjie, Guo Hui, et al. Research status of key technology and equipment of corm leaf vegetable harvester [J]. Xinjiang Agricultural Mechanization, 2019(2): 29-34.
[24]
Hachiya M, Amano T, Yamagata M, et al. Development and utilization of a new mechanized cabbage harvesting system for large fields [J]. Japan Agricultural Research Quarterly: JARQ, 2004, 38(2): 97-103.
[25]
杜冬冬. 履帶自走式甘藍收獲機研究及稱重系統開發[D]. 杭州: 浙江大學, 2017.
Du Dongdong. Research on crawler self-propelled cabbage harvesting equipment and development of its weighing system [D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2017.
[26]
Cao L W, Miao S T. Design of Chinese cabbage harvester [C]. 2020 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA), IEEE, 2020: 243-248.
[27]
Zhang J F, Cao G Q, Jin Y, et al. Parameter optimization and testing of a self-propelled combine cabbage harvester [J]. Agriculture, 2022, 12(10): 1610.
[28]
肖宏儒, 蔣清海, 宋志禹, 等. 一種手扶自走式單行青菜頭收獲機[P]. 中國專利: 201921907762.4, 2020-08-14.
[29]
肖宏儒, 金月, 楊光, 等. 一種自走式結球類葉菜收獲機[P]. 中國專利: 201720674935.7, 2018-01-05.
[30]
王俊, 張靜. 一種懸掛式白菜收獲機械系統[P]. 中國專利: 201911047327.3, 2021-05-25.
[31]
繆宏, 李爽, 張燕軍, 等. 一種結球類蔬菜收獲裝置[P]. 中國專利: 202010958355.7, 2020-12-08.
[32]
伍淵遠, 尚欣, 張呈彬, 等. 自然光照下智能葉菜收獲機作業參數的獲取[J]. 浙江農業學報, 2017, 29(11): 1930-1937.
Wu Yuanyuan, Shang Xin, Zhang Chengbin, et al. Acquisition of operation parameters of intelligent leaf vegetable harvester under natural lighting [J]. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2017, 29(11): 1930-1937.
[33]
劉華偉, 張萍, 楊曉慧, 等. 國內谷物聯合收獲機割臺智能化現狀與發展研究[J]. 中國農機化學報, 2022, 43(4): 189-197.
Liu Huawei, Zhang Ping, Yang Xiaohui, et al. Research on the status and development of grain combine harvester cutting table intelligence in China [J]. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 2022, 43(4): 189-197.
[34]
胡焉為, 苗玉彬. 葉菜收割機割臺高度控制策略[J]. 東華大學學報(自然科學版), 2018, 44(4): 646-651, 657.
Hu Yanwei, Miao Yubin. Control strategy for leaf vegetable harvester header height [J]. Journal of Donghua University (Natural Science), 2018, 44(4): 646-651, 657.
[35]
Chen W M, Hu L L, Wang G P, et al. Design of 4UM-120D electric leafy vegetable harvester cutter height off the ground automatic control system based on incremental PID [J]. Agriculture, 2023, 13(4): 905.
[36]
Fukumoto T, Chida Y, Tanemura M, et al. Improved tracking performance by H∞"control for an automatic spinach harvester [J]. IFAC-PapersOnLine, 2022, 55(25): 265-270.
[37]
王申瑩, 胡志超, 陳有慶, 等. 土下作物自動對行挖掘收獲試驗臺研制[J]. 農業工程學報, 2020, 36(5): 29-37.
Wang Shenying, Hu Zhichao, Chen Youqing, et al. Development of the test bench for automatic alignment digging harvest of subterranean crops [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2020, 36(5): 29-37.
[38]
王申瑩, 胡志超, Chen Charles, 等. 牽引式甜菜聯合收獲機自動對行系統設計與臺架試驗[J]. 農業機械學報, 2020, 51(4): 103-112.
Wang Shenying, Hu Zhichao, Chen Charles,et al. Bench test and analysis on performance of autofollow row for traction sugar beet combine harvester [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2020, 51(4): 103-112.
[39]
蘇小梅. 葉菜有序收獲機自動對行測控系統設計與試驗[D]. 鎮江: 江蘇大學, 2022.
Su Xiaomei. Design and test of automatic parallel measurement and control system for leaf vegetable orderly harvester [D]. Zhenjiang: Jiangsu University, 2022.
[40]
Mitsuhashi T, Chida Y, Tanemura M, et al. Autonomous travel of lettuce harvester using model predictive control [J]. IFAC-PapersOnLine, 2019, 52(30): 155-160.