多段可变幅式机械化剪枝装备
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-10-20 09:56:38
为降低剪枝作业劳动强度,提高作业效率,针对丘陵山区林果冠层管理作业环节需求,开发了适用于类球冠形、高纺锤形等多段可变幅式自动化剪枝装备。本装备利用多段剪枝部件(剪枝上部件、中部件和下部件)搭配往复式刀具的机械机构方式,采用全液压驱动,悬挂于拖拉机前端。实现多段可变幅仿形修剪技术,提高剪枝效率的同时又保证了切口的平整性;通过多段剪枝部件的组合变形,可满足苹果、葡萄、柑橘等多种果树修剪需求,扩大修剪机具的适用性,提高果园生产的机械化水平。
1.目前国内外果树机械化剪枝装备主要是将刀具交错或均匀布置在单段或多段刀架上,通过调整各刀架位姿,实现整株几何修剪。由于各刀架位置关系不可动态调整,导致可修剪树形几何形状比较单一,一般只能修剪与地面垂直或带有一定锥度的树形,无法修剪较复杂的树形。通过多段剪枝部件的组合变形,实现多段变幅仿形修剪技术,可满足苹果、葡萄、柑橘等多种果树修剪需求;2. 通过6个液压缸驱动剪枝机的俯仰运动、升降运动、横向运动、上段割刀变幅运动和下段割刀变幅运动,工作时刀具展开,非工作状态下可折叠收起,减小空间。修剪率达96.33%。
成果面向我国丘陵山区林果产业。随着农业劳动力成本不断上升和果园规模化经营趋势增强,传统人工剪枝方式已难以满足高效、精准、低耗的作业需求。该装备通过多段可变幅仿形修剪技术,可适配苹果、葡萄、柑橘等多种果树的树形,显著提升修剪效率和适应性,尤其适用于地形复杂、树形多样的丘陵山区果园。未来可在全国主要林果产区推广使用,推动果园管理向智能化、机械化转型,助力乡村振兴和农业现代化。此外,该技术还可拓展至园林绿化、城市林木管理等领域,具备良好的市场转化潜力和行业推广价值。
团队承担国家重点研发计划“丘陵山区林果冠层管理机械化作业关键技术与装备研发”、宁夏自治区重点研发计划课题“浅山丘陵柠条采收及饲料一体化加工智能装备研发”、广州省重点领域研发计划“丘陵山地林果高效低损智能采收装备研究与示范”以及国家自然科学基金、宁夏自治区揭榜挂帅项目、林业公益性行业专项、教育部博士点基金、中国博士后科学基金以及国家林业局948项目等国家和省部级课题50余项。在多功能立体固沙车、林木整枝抚育机器人、多功能伐木机、经济林果采收处理装备、遥控山地单轨车、林木精准施药、林业图像处理以及森林环境微能量收集等方面取得了一批创新性成果。团队着力培养具有国际视野的创新型高水平人才,毕业的研究生分布在高等学校、科研院所、政府机关以及大中型企业。近10年来获得省部级以上奖励4项,出版著作10余部,发表论文被SCI、EI收录100余篇,获得发明专利40余项。与美国、加拿大、日本、德国、芬兰、加拿大等国家建立了学术交流关系,多次邀请美国农业部林产品实验室、日本森林综合研究所、日本岛根大学以及加拿大多伦多大学的教授专家来学科交流讲学,团队教师多次出国参加国际学术会议、访学和合作研究。
在研发投入方面,成果依托多项国家级与省部级课题支持,累计投入经费约40万元,主要用于关键技术攻关、样机试制与试验验证。目前已取得阶段性成果,完成初样机开发,修剪效率达96.33%,具备初步推广应用条件。尚需进一步完善智能化控制系统和轻量化设计,预期需再投入约20万元,用时1-2年完成技术优化与产品定型。
在综合效益方面,该装备显著提升剪枝作业效率,降低劳动强度,节约人力成本,推动林果业机械化水平提升,具有明显的经济效益。在生态方面,通过精准修剪促进果树健康生长,减少病虫害发生,降低农药使用,有利于生态环境保护。在社会层面,该技术可缓解农业劳动力短缺问题,提升果园生产效益,促进农民增收,改善农村生产生活条件,同时对保障国家粮食安全和推动农业科技进步具有积极意义。
技术转让,技术入股,技术合作等,资金需求30万/台。