4ZZ-4型自走式紅棗收獲機

付 威，楊紅英，王麗紅，何 榮，孫 雨

（石河子大學 機械電氣工程學院，新疆 石河子 832003）

紅棗（Zizyphus jujube Dates）是我國廣泛種植的特色林果，其種植面積和產量占全世界的99%。紅棗中含有豐富的蘆丁(Rutin)、環磷酸腺苷（CAMP），能夠防止和治療心腦血管疾病，具有抗過敏作用，抑制癌細胞生長并促進癌細胞轉化成正常細胞的功能，其經濟價值和藥用價值極高。

新疆地處歐亞大陸腹地，干旱少雨，日照長，光熱資源豐富，晝夜溫差大，適宜栽培品質優良、產量高的紅棗。近年來，新疆紅棗的種植面積不斷增長，目前新疆紅棗的種植面積近26.7萬hm2。但紅棗的收獲主要依賴于人工，勞動強度大、效率低、成本高，且收獲季節多與棉花等其它經濟作物收獲期重合，導致雇工極其困難，不能適時收獲，造成不必要的損失。隨著紅棗規模化、產業化發展，依靠人工收獲已不能滿足紅棗產業化生產的需求，實現紅棗機械化收獲已是紅棗產業發展的必然趨勢。

目前我國對紅棗收獲機研究較少，2009年，新疆農墾科學院研制的4YS-24型紅棗收獲機，該機適于收獲行距在4m以上，樹干直徑在8～20cm棗樹。石河子大學機械電氣工程學院對難疆紅棗的種植模式進行實地調研，研制出試驗裝置并進行了田間試驗，試驗驗證了高頻小振幅振動采收原理的可行性。基于上述研究基礎，設計并試制出了4ZZ-4自走式紅棗收獲機。

1 結構及工作原理

1.1 基本結構

如圖1所示，整機由自走式底盤、機架、采摘裝置、集果裝置、輸送系統、驅動裝置、液壓系統、轉向機構、集果箱等組成。該機為全液壓后輪驅動，轉向機構也由液壓系統控制，機架與自走式底盤連接，采摘裝置放置在集果裝置上方，對稱固裝在機架兩側，集果裝置與連接在機架上的輸送系統相連。

圖1 紅棗收獲機結構示意圖

（1）采摘裝置結構。采摘裝置由撥桿滾筒和采摘驅動機構組成，是收獲機的重要工作部件之一。如圖2所示，撥桿滾筒由立軸和撥桿盤組成如圖3所示，撥桿盤沿立軸軸向均勻布置，每組撥桿盤由數根撥桿沿撥桿盤周向均勻布置，立軸上撥桿盤與撥桿盤上撥桿拆裝方便，可根據不同品種的果樹，不同的樹冠密度，調整軸向撥桿盤密度及周向撥桿密度，完成不同品種及不同生長狀態下果樹的采收作業。

圖2 撥桿滾筒

圖3 撥桿盤

（2）集果裝置結構。如圖4所示，集果裝置由固定機架和集果板組成。集果板在固定機架上按一定角度順序排列，交錯布置成魚鱗狀，通過固定機架連接在機架上。為避免果實下落時摔傷及收獲機前進時集果板對果樹的損傷，該集果板具有彈性可變性，且可根據樹桿大小自動調整該處集果板角度，使收獲機順利通過。

圖4 集果裝置

（3）全液壓控制系統。該機設計為全液壓控制系統，如整機驅動、轉向驅動、整機的液壓升降、采摘驅動機構等，使收獲機結構簡單，更易操作，提高工作過程中的可靠性。為適應不同品種、不同樹高的果樹的收獲，該機可利用液壓升降系統對整機的有效工作高度進行調整。

1.2 工作原理

自走式紅棗收獲機的設計，主要基于機械振動原理實現果實采收。

工作時，收獲機騎跨在果樹上，采摘滾筒從果樹兩側通過。立軸采摘滾筒在驅動馬達作用下做旋轉運動，并與收獲機前進速度相協調，避免果樹損傷。轉動過程中撥桿插入樹冠并以高頻小振幅振動，同時撥桿將其振動傳遞給樹冠，果實在振動過程中運動加劇，當慣性力大于果實與果枝的結合力時，果實掉落，完成果實的采摘；采摘后的果實落入集果裝置且經輸送帶運輸至集果箱，完成整個收獲過程。

2 主要技術參數

生產率（hm2/h）：≥0.3

采凈率（%）：≥93%

動力（kW）：70

外形尺寸（長×寬×高，mm）：5100×3100×3700

3 主要特點

（1）立軸采摘滾筒的高頻小振幅運動，減小了機械化收獲時對果樹及果實的損傷；

（2）全液壓系統的設置，減小了整機的體積及重量，且維護方便，工作平穩；

（3）采凈率高，保證了林果的適時收獲；

（4）收獲機操作方便、工作穩定可靠，其工作部件拆裝方便，機動性好；

（5）該機除可用于采收紅棗，還可根據需要調整工作部件，進行其他林果及干果的收獲，如核桃、巴旦木等。

4 適用條件及要求

（1）該機使用時，要求果園行距在2.5m以上，果樹樹型成筒狀，成熟期集中，同一行內品種一致；

（2）果樹高度在2.2m以下，最低結果枝位置不低于0.4m；

（3）采收對象為含水率在60%以下，表皮不宜破損的鮮果（紅棗等）及表皮較堅硬的干果（核桃等）。

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