科创中国
种无需直接接触果实的手持式枸杞振动采摘机
发布时间: 2026-11-02
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
新技术
行业领域：
现代农业
成果介绍
为实现枸杞摘熟留青，高效采收，本团队根据枸杞无限花序特点和果-花-叶脱落加速度分布顺序，提出一种无需直接接触果实的振动采摘方法，振动采摘机仅在枸杞熟果区域上方激振，依靠果实惯性力完成熟果采摘。根据所述采摘方法提出上下同振、上静下振和上下反振的激振方式并设计相应的手持式振动采摘机，得到振动头的运动学模型，同时建立枸杞枝条和枝-柄-果的仿真模型。通过有限元瞬态动力学分析与ADAMS动力学仿真方法，得到不同激振方式下枝条的振动响应，以及果实在激振下的振动响应，以此分析果实脱落机理。采用三因素三水平二次正交旋转组合试验，获得适宜枸杞采摘的激振方式（上静下振）和最佳振动参数组合。田间试验表明，熟果采摘率为95.14%，未熟果误采率为4.61%，熟果损伤率为2.98%。
成果亮点
根据枸杞无限花序特点和果-花-叶脱落加速度分布顺序，提出无需直接接触果实的振动采摘方法，不同于传统采用曲柄连杆机构多点带动枝条与果实往复振动的采摘方法，振动采摘机仅在枸杞熟果区域上方激振，采用独创的上静下振激振方式，通过挂果枝传递振动，从而带动枸杞果实持续往复摆动，当枸杞熟果所受惯性力大于果实与果柄间的脱落力时，熟果脱落，完成采摘。由于熟果与未熟果在结合力和质量上有明显差异，导致熟果与未熟果、花朵、叶片之间的振动采摘脱落所需加速度之间有明显区分，熟果最易脱落，同时激振位置距熟果区域较近，而距未熟果较远。因此该方法能够有效实现摘熟留青，少花少叶的采收效果，此外由于采摘头不与果实接触，能够有效减少熟果损伤，防止经济损失，提高经济效益。
根据手持式振动设备的试验结果，该方法直接作用于枸杞枝条，能够高效快速完成采收任务，研究结果为后续小型手持式和大型自走式枸杞收获设备的设计与开发提供了理论基础。
团队介绍
果园作业机械团队依托西北农林科技大学机械与电子工程学院农业机械化、车辆工程专业等优势学科，立足西北果园特色产业，长期致力于果园作业机械装备领域的设计、研发和推广等研究工作。在重点突破果园作业机械研究的基础上，有效结合乡村振兴对现代农业发展的内在要求和农机农艺融合下的薄弱环节智能农业装备产业需求，不断拓展研究方向和应用领域，在智慧果园作业技术与装备、新能源动力技术与装备、特色农业作业技术与装备、智能检测与控制等领域逐渐形成了鲜明的研究方向，取得了一系列研究成果。近年来，实验室先后承担“十四五”与“十三五”国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国博士后科学基金、陕西省重点研发计划等国家级和省部级项目30余项，发表高水平学术论文180余篇，授权国家专利50余项，获得省部级教学科研奖励10余项。现为“十三五”国家重点研发计划项目首席科学家和陕西省农业机械学会理事长依托单位。
成果资料
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