中国核桃种植面积

核桃破壳机毕业设计【篇一：核桃破壳机毕业论文】核桃破壳机毕业论文第一章绪论1.1引言我国的核桃栽培面积约130万hm2以上,主要种植区域在西南和西北。

在国际市场上,核桃与杏仁、腰果、榛子一起并列为世界4大干果,核桃作为保健食品早已被国内外所认识。

我国核桃总产量约31万吨,全国人均占有0. 24kg。

这与国际上一些国家相比相差甚远,如美国人均占有核桃1. 5kg,是我国的6倍。

针对核桃加工存在的问题和市场的需求,确定核桃加工工艺,除脱青皮、分级、清洗、脱水、烘干、去壳、仁壳分离与包装外,还可进一步深加工。

在加工中,存在的问题是核桃脱壳比较困难,主要由人工完成。

人工剥壳难以满足生产发展的要求,故研制高效剥壳机已成当务之急。

核桃也是我国干果类传统出口商品之一, 加工和出口的季节性比较强。

核桃取仁我国历来靠手工, 一人一天平均仅能砸30斤核桃, 取仁约12斤, 以天津口岸年出口核桃仁5000吨计,仅取仁一项需占用劳力80多万个劳动日, 而且, 加工和出口的时间正值三秋和农田基本建设大忙季节, 任务重, 时间紧, 形成与农业争劳力的局面, 所以, 实现核桃取仁机械化, 对解放劳动力, 支援农业生产有重要意义。

核桃出口国家较多, 进口国家比较集中, 国际市场斗争十分激烈, 实现核桃加工机械化, 有利于我们抢时间, 争速度, 支援外贸。

从经济上说, 国际市场核桃仁各质量等级的差价甚大。

机械取仁有希望提高取仁质量,增加外汇, 同时, 大规模集中加工, 便于综合利用。

核桃仁中约占5%的碎末可以集中榨油,大量的核桃壳是做活性炭的好原料。

手工分散加工,这些碎末和壳都浪费了。

研制核桃取仁机的具体任务是寻找适当的、特别是保证取仁质量的破壳工艺方法,研究实现这一工艺方法所要求的————————————————————————————————————————————机器。

1.2研究目的及意义为了了使坚果食品增值，近年来各国都在加工制造成品方面想办法。

核桃是世界著名的四大坚果之一，其分布和栽培遍及世界六大洲的50多个国家和地区，年产量达万吨以上的国家有17个。

中国是世界核桃六大主产国之一，核桃种植面积554.78万hm 2(8321.7万亩)，年产坚（干）果约385万t ，面积、产量均居世界首位。

新疆栽培核桃历史悠远，是我国种植核桃最早的地区之一。

近年来，通过实施林果业提质增效工程，新疆林果业在基地综合生产能力、科技支撑能力、加工转化能力等方面全面提升。

本文通过走访调研林果交易市场、合作社了解核桃收购价格、产地成本效益、核桃交易市场趋势，提出当前新疆核桃市场发展合理化建议。

1新疆核桃产业基本情况随着近年来提质增效工程的持续推进，新疆林果产品质量不断提高，核桃白仁率超过80%，空壳率、瘪仁率下降5%左右，实现了面积、产量、质量“三增长”。

1.1新疆核桃品种、面积、产量情况新疆核桃主栽品种有“温185”“新新2”“新丰”“扎343”等，核桃品种化率较高。

南疆四地州核桃面积由2015年的33.94万hm 2（509.13万亩）增加至2019年的38.29万hm 2（574.40万亩），核桃产量由2015年的59.86万t 增加至2019年的102.02万t ，实现了面积、产量、质量“三增长”。

1.2新疆核桃分布情况新疆核桃主要出自三大主产区：阿克苏地区、和田地区、喀什地区。

阿克苏地区2019年核桃面积15.41万hm 2（231.1万亩），产量43.8万t ；和田地区核桃种植面积11.54万hm 2（173.07万亩），产量27.88万t ；喀什地区核桃种植总面积10.49万hm 2（157.42万亩），总产量26.02万t ；克州核桃种植面积0.85万hm 2（12.8万亩），产量约4.32万t 。

阿克苏地区核桃面积最大，产量最高，占南疆四地州核桃种植面积的40.23%，和田地区占比30.13%，新疆核桃产地购销现状及产业发展建议自治区林业技术推广总站何丹特色林果喀什地区占比27.41%，克州占比2.23%。

核桃产业调研报告核桃产业调研报告概述核桃是一种常见的坚果，全球种植面积广泛，是重要的经济作物之一。

在中国，核桃种植历史悠久，主要分布在陕西、山西、河北、甘肃等省份。

近年来，随着健康饮食理念的普及，核桃作为一种营养、保健坚果备受关注，其产业也得到了迅猛发展。

本文将对中国核桃产业进行深入调研，分析其发展现状和未来趋势，提出建议和展望。

一、产业概况1.1 种植面积根据统计数据显示，目前中国的核桃种植面积已经达到了600万亩左右，占据了全球核桃种植面积的三分之一。

其中，陕西省核桃种植面积最大，达到了300万亩以上，占到全国核桃种植面积的一半以上。

1.2 产值规模根据国家统计局数据显示，2019年中国核桃总产量为180万吨，产值超过300亿元人民币。

其中，陕西省是中国核桃产值最高的省份，其次是山西、甘肃等省份。

1.3 主要品种目前中国种植的主要核桃品种有四川白核桃、陕西薄核桃、吉林大黑核桃、天津育新核桃等，其中以四川白核桃和陕西薄核桃最为常见。

1.4 产业链分析核桃产业链主要包括种植、采摘、加工、销售等环节。

种植是中枢环节，直接关系到核桃的品质和产量。

采摘环节需要进行精细化管理，保证核桃的质量不受破损和感染等影响。

加工环节主要包括核桃仁的洗、去皮、烘干、包装等工序，需要进行严格控制，保证产品的卫生安全和品质稳定。

销售环节则需要开拓多元化的销售渠道，包括电商平台、超市、零售店等，以满足不同消费者的需求。

1.5 产业发展趋势随着健康饮食理念的普及，核桃作为一种营养、保健坚果的优点得到了广泛认可，未来核桃产业将更加注重品质和营养价值的提升，加强科技创新，开发新品种，推进智能化种植、采摘等环节，打造“安全、绿色、有机”的品牌形象，拓宽销售渠道，进一步扩大市场占有率。

二、市场需求分析2.1 消费者群体分析目前，核桃消费者主要集中在城市，年龄层次以30-50岁为主，消费能力较强，健康意识较高，对品质、营养、安全等方面有较高的要求。

核桃是胡桃科核桃属植物，是人类种植最古老的树生坚果之一。

核桃含有丰富的营养，与杏仁、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”[1]。

云南种植核桃历史超过800年，截至2021年，云南省核桃种植面积、产量、产值均居全国之首，其中，种植面积达287万hm 2，产量160万t 、产值451亿元[2-5]。

核桃作为云南省高原特色现代化农业和高效林业发展的代表性产业，具有不可替代的产业优势和作用[6]，但云南核桃产业发展较快，普遍存在经营管理粗放，加工及核桃质量检验等环节缺乏严格统一的标准，市场销售、质量标准体系不完善等诸多问题[7]，核桃坚果及核桃仁的产品质量良莠不齐。

为规范核桃产品质量，提升云南核桃市场占有率，促进云南核桃产业的高质量发展，云南省林业和草原科学院联合云南农垦核桃产业发展有限公司，对大理、临沧、楚雄等地的核桃坚果及核桃仁产品市场做了调研工作。

结合前期对云南主栽品种的品质[8-9]、油脂、蛋白质[10-11]等方面的研究结果，参照国家标准、地方标准对核桃坚果及核桃仁产品的感官要求、物理化学指标等内容进行了研究与制定[12-18]，以期规范云南核桃产品市场，确保云南核桃品质。

1云南核桃坚果产品质量等级云南核桃主要栽培品种是漾濞泡核桃、大姚三台核桃和细香核桃，本文主要对这3个栽培品种的核桃坚果产品质量等级进行了研究制定。

1.1产品分类漾濞泡核桃和大姚三台核桃按是否水洗分为水洗果和自然果，细香核桃因底部易进水污染核桃仁，所以不宜水洗，坚果产品为自然果。

1.2坚果产品感官要求核桃坚果产品的感官要求如表1，对漾濞泡核桃、大姚三台核桃和细香核桃的坚果形状做了相关规定，要求对应品种的坚果产品具有该品种的本质特征，形状均匀、一致。

取仁难易程度分为4种：取仁极易——内褶壁退化，可取整仁；取仁容易——内褶壁不发达，可取半仁；取仁较难——内褶壁不发达，可取四分仁；取仁难——内褶壁发达，只能取碎仁或大三角仁[12,18-19]。

中国食品工业（集团）公司核桃深加工系列产品产业化开发可行性报告中国食品工业（集团）公司（国家）食品行业生产力促进中心二〇〇八年十月1.国内外核桃种植和生产消费状况世界上核桃的栽培面积较大，据联合国粮农组织统计：核桃的栽培面积在170万hm2以上，年产核桃为130-150万吨。

栽培面积较大的国家为中国、美国、土耳其等，年产最高的国家有美国20万吨；中国18万吨；土耳其17万吨；意大利、南斯拉夫、罗马尼亚、法国3-4万吨；保加利亚、德国、匈牙利、印度、独联体在2万吨以上。

我国的核桃栽培面积最大，约70万hm2以上，结果树为1.2亿株。

从区域种植分布来看，我国核桃种植基本上沿长江流域的几个省份：浙江、安徽、湖南、湖北、贵州、广西、云南等，并生长在以石炭岩发育的土壤为主。

产量最高的有云南（主要为铁核桃）、陕西、山西、河北、甘肃5省占全国总产的70%以上，是我国生产出口核桃的主要基地。

我国年产核桃18万吨以上，人均占有0.16kg。

按总产量市场销售50%份额计算，实际人均消费量为0.08kg。

而工业发达的美国人均消费核桃1.5kg，法国1.2kg，德国1.1kg，英国0.7kg，日本1.0kg，香港地区1.2kg。

在核桃的消费上我国同发达国家相比差距很大。

但是随着我国国力的增强的人民生活水平的提高及膳食结构的转变，人们对具有医疗保健功能的核桃食品的逐步认识，在国内的销量也会逐年增加。

国内人均消费量达到0.5kg，国内需要60万吨以上。

而今以核桃为原料的加工食品也不断增加，如智强核桃粉、氧元核桃乳、信友核桃乳、健脑益智核桃奶和各种风味的休闲核桃仁、小菜等几十种，每年需要核桃5万吨以上。

2.我国核桃的贸易状况图表 1：2002-2007年5月份国内未去壳核桃进口量及增长率图表 2：2002-2007年5月份国内未去壳核桃进口金额及增长率图表 3：2002-2007年5月份国内未去壳核桃出口量及增长率分析图表 4：2002-2007年5月份国内未去壳核桃出口量及增长率分析3.国内核桃深加工制品现状目前在核桃深加工方面，主要加工产品有核桃油、核桃营养粉、核桃乳饮料、核桃休闲小食品等。

林业工程学报，２０２４，９（１）：２１－３１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤＯＩ：１０．１３３６０／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６－１３５９．２０２３０４０１１收稿日期：２０２３－０４－１４㊀㊀㊀㊀修回日期：２０２３－０５－２６基金项目：国家重点研发计划（２０２２ＹＦＤ２２０２１０５－２）㊂作者简介：茹煜，女，教授，研究方向为林业机械及其智能化㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｓｕｐｅｒｃｈｒｙ＠１６３．ｃｏｍ核桃振动采收研究现状与发展趋势茹煜，范高鸣，徐国鹏，许林云，周宏平，陈吉朋（南京林业大学机械电子工程学院，南京２１００３７）摘㊀要：核桃作为一种高附加值的经济作物，具有广泛的市场需求和良好的经济效益㊂随着我国核桃种植面积的不断扩大和农业机械化的发展，核桃采收存在的采收率低下㊁采净率不高的问题日渐凸显，研制适合我国不同种植模式需求的核桃高效采收装备对于促进核桃生产规模化㊁推进农业科技创新具有重要意义㊂针对国内外核桃采收技术与装备的发展，综述了对于立地条件复杂的山核桃㊁小行距矮化密植种植模式下的核桃以及标准果园种植模式下的核桃适用的机械采收设备的研究现状，从树枝振动㊁树干振动和树冠振动３个角度对其振动机理进行了分析论证，并就国内外振动采收的激振夹持方式与激振参数进行了分析㊂分析了当前振动采收技术在实际应用过程中存在的主要问题，并指出了结构复杂㊁工作参数难确定㊁智能化程度不高是制约我国核桃采收机械发展的因素㊂提出了未来核桃振动采收智能化㊁多样化的发展趋势，通过在激振机理㊁能量传递㊁精准定位㊁柔性作业等方面开展深入研究，可为振动采收技术与装备的发展提供一种新思路㊂关键词：核桃采收；振动机理；智能化；研究现状中图分类号：Ｓ２２５㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀㊀㊀㊀文章编号：２０９６－１３５９（２０２４）０１－００２１－１１ＲｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｗａｌｎｕｔｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｒｖｅｓｔｉｎｇＲＵＹｕ，ＦＡＮＧａｏｍｉｎｇ，ＸＵＧｕｏｐｅｎｇ，ＸＵＬｉｎｙｕｎ，ＺＨＯＵＨｏｎｇｐｉｎｇ，ＣＨＥＮＪｉｐｅｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓａｋｉｎｄｏｆｈｉｇｈａｄｄｅｄｖａｌｕｅｃｒｏｐ，ｗａｌｎｕｔｈａｓｗｉｄｅｍａｒｋｅｔｄｅｍａｎｄａｎｄｇｏｏｄｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓ．ＷｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ ｓｗａｌｎｕｔｐｌａｎｔｉｎｇａｒｅａａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｍｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｌｏｗｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅａｎｄｌｏｗｎｅｔｒａｔｅｏｆｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｐｒｏｍｉｎｅｎｔ．Ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉ⁃ｃａｎｃｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐｗａｌｎｕｔｅｆｆｉｃｉｅｎｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｇｍｏｄｅｓｉｎＣｈｉｎａｔｏｐｒｏｍｏｔｅｗａｌｎｕｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｃａｌｅａｎｄｐｒｏｍｏｔｅａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｆｏｒｗａｌｎｕｔｗｉｔｈｃｏｍｐｌｅｘｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｐｅｃａｎｓｗｉｔｈｓｍａｌｌｒｏｗｓｐａｃｉｎｇｄｗａｒｆｉｎｇａｎｄｄｅｎｓｅｐｌａｎｔｉｎｇｍｏｄｅ，ａｎｄｐｅｃａｎｓｗｉｔｈｓｔａｎｄａｒｄｏｒｃｈａｒｄｐｌａｎｔｉｎｇｍｏｄｅｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｐｅｃａｎｓｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａ⁃ｔｅｄｆｒｏｍｔｈｒｅｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ，ｉ．ｅ．，ｂｒａｎｃｈｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｒｕｎｋｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ａｎｄｃｒｏｗｎｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｌａｍｐｉｎｇｍｏｄｅａｎｄｐａ⁃ｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅａｒｅｓｅｖｅｒａｌｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉ⁃ｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｗａｌｎｕｔｍａｃｈｉｎｅｒｙｉｎＣｈｉｎａａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｌｉｍｉｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｐｒｏｂ⁃ｌｅｍｓｉｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｕｓｅｓ．Ｄｕｅｔｏｓｏｉｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ，ｗａｌｎｕｔｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｇｉｏｎｓｈａｖｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｇｒｏｗｔｈｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｏｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｉｃｋｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｎｎｏｔａｄａｐｔｔｏｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｇｉｏｎｓ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｈｉｇｈｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｆｒｕｉｔｓａｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｏｎｔｈｅｂｒａｎｃｈｅｓ．Ｉｆｔｈｅｆｒｕｉｔｓａｒｅｐｉｃｋｅｄ，ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｆｒｕｉｔｂｒａｎｃｈｅｓｗｏｕｌｄｂｅｂｒｏｋｅｎｏｆｆａｎｄｆｒｕｉｔｂｒａｎｃｈｅｓｗｏｕｌｄｆａｌｌ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｉｃｋｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｃａｎｎｏｔｂｅｕｓｅｄｆｏｒｔｈｅｌａｒｇｅ⁃ｓｃａｌｅｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｗｏｒｋ．Ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｈａｓａｓｉｎｇｌｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｏｎｌｙｈａｒｖｅｓｔｔｈｅｓａｍｅｆｒｕｉｔｉｎａｓｉｎｇｌｅｗａｙ，ｓｏｉｔｃａｎｎｏｔａｃｈｉｅｖｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｉｎｇｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｔｗａｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｌｏｗｄｅｇｒｅｅｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅｗｅｒｅｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｉｎＣｈｉｎａ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｈｉｎａ ｓｗａｌｎｕｔｐｌａｎｔｉｎｇｍｏｄｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｉｎ⁃ｄｅｐｔｈｒｅ⁃ｓｅａｒｃｈｏｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｆｅｒ，ｐｒｅｃｉｓｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｆｌｅｘｉｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．Ｔｈｅｆｕｔｕｒｅｔｒｅｎｄｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｆｉｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗｉｄｅａｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌ⁃林业工程学报第９卷ｏｐｍｅｎｔｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ；ｒｅｓｅａｒｃｈｓｔａｔｕｓ㊀㊀核桃（Ｊｕｇｌａｎｓｒｅｇｉａ）是全球四大知名果品之一［１］，因其富含多种营养物质而备受人们的青睐［２］㊂核桃在我国有很长的栽培历史，我国是世界上最早的核桃产地之一，近年来随着核桃产业的迅速发展，我国核桃产量已居世界第１［３］㊂２０２１年我国核桃种植面积达８１３．３万ｈｍ２，产量达到５４７．１２万ｔ（图１），较２０２０年增长１２．３４％；２０２２年我国核桃种植面积达８４０万ｈｍ２万ｔ，较２０２１年增长１３．２１％［４］㊂随着我国核桃栽培面积的持续增加，核桃采收问题日渐严峻㊂我国传统的核桃采收方式是人工采收，采收过程约占整个果品生产环节中用工量的５０％㊂这种采收方式既费时又费力，容易造成枝芽损伤，影响树的长势，降低来年核桃的产量，因此，急需一些机械化㊁半机械化的采收方式来替代人工采收，从而提高生产效率，降低生产成本［５］㊂图１㊀中国核桃产量变化趋势Ｆｉｇ．１㊀ＴｒｅｎｄｏｆｃｈａｎｇｅｓｏｆｗａｌｎｕｔｙｉｅｌｄｓｉｎＣｈｉｎａ㊀㊀为了有针对性提高核桃的采收效率，研究人员针对我国矮化密植种植模式下的核桃㊁身处在山地丘陵下的山核桃以及传统标准果园下核桃的采收方式进行了大量研究发现：对于矮化密植种植模式下的核桃采收适合运用便携式采收机械；对于山核桃采收则适合运用高空拍打机械设备；对于标准果园下的核桃采收适合运用智能化车载采收装备㊂基于振动机理的研究发现，振动式采收是最常见的采收方式㊂振动采收可分为３个方面：树枝振动㊁树冠振动和树干振动㊂国外的采收机械技术起步较早㊁技术发展迅速㊁自动化水平高，其机械化采收技术已经成熟；而国内研究起步相对较晚，振动采收技术的研发尚有较大的发展空间［６］㊂本研究将针对生长在不同环境下的核桃适用的采收机械设备依次进行介绍和分析［７］㊂１㊀核桃采收机械化设备１．１㊀矮化密植种植模式下的核桃采收我国核桃种植区以华中区㊁西南区㊁西北区为主，种植区域以山地㊁丘陵为主，经过嫁接培育等手段，将核桃种植环境改为行距小㊁矮化密植的种植模式㊂国外的采收机主要用于苹果（Ｍａｌｕｓｐｕｍｉｌａ）㊁杏（Ｐｒｕｎｕｓａｒｍｅｎｉａｃａ）㊁蓝莓（Ｖａｃｃｉｎｉｕｍ）和开心果（Ｐｉｓｔａｃｉａｖｅｒａ）等作物，具有较高的采收率［８］，但国外采收装备造价昂贵，且多为大型车载设备，作业环境要求严格，不适合我国矮化密植种植模式的采收㊂国内研究人员基于此，研制出多种适用于矮化密植种植模式下的机械设备［９］㊂矮化后的胡桃树一般高５ｍ，其主枝的平均直径为２０ ４０ｍｍ，大部分的果实都集中在较高枝干的顶端㊂因此，杜小强等［１０］针对矮化密植核桃的生长特点和收获需求，设计了一种振动幅度可调节的核桃采收装备，该装置使用了一种输出线性往复振动激励的曲柄摇杆机构（图２），该结构简单㊁轻便，适用于矮化密植下的核桃果实采收㊂２０１３年在浙江临安核桃基地进行试验，随机选取５棵８ａ树龄的样品树，对其进行了机器采收试验，结果表明，采用可调振幅的单向牵引振动装置，在调整振动速度为７ｒ／ｍｉｎ㊁振动曲柄旋转频率为５ １４Ｈｚ的情况下，可以实现较好的核桃采收，其收获率达到了６３．９％㊂为了进一步提高采收效率，王长勤等［１１］设计了偏心式林果振动采收装置，采收机的主要组成部分包括升降机构㊁夹持机构㊁激振机构㊁行走装置等，如图３所示㊂而其行走装置则运用了履带车，采用电液控制，履带车同传统行走装置拖拉机相２２㊀第１期茹煜，等：核桃振动采收研究现状与发展趋势１．箱体；２．钢丝绳；３．手持柄；４．伸缩杆；５．夹头㊂图２㊀可调振幅单向拽振式林果采收机Ｆｉｇ．２㊀Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｐｕｌｌｉｎｇｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｙｐｅｆｏｒｅｓｔｆｒｕｉｔｈａｒｖｅｓｔｅｒ比，爬坡越沟能力具备显著优势㊂振动头悬臂可调节范围较长，可在行距为２ ５ｍ的果园中灵活作业，履带车行驶速度可高达４ １０ｋｍ／ｈ㊂该履带车外观较为小巧，便于在密集种植的果园中行走作业，其外观尺寸为１．８５ｍˑ０．９８ｍˑ１．２ｍ㊂此设备于新疆阿克苏地区的木本粮油林场内进行试验，结果表明，当振动频率为２０Ｈｚ时，采收率为９２．６％，果实咬合处㊁脱落处均无破坏性损伤，但果实咬合处痕迹会随激振频率变大而变得明显，因此，建议将激振频率控制在１９ ２０Ｈｚ，该区间核桃平均采净率为８９．５％９２．６％㊂１．操作触摸屏；２．空压机惇；３．履带车瞭；４．电气控制柜；５．功能扩展柜；６．发电机；７．卷扬机；８．升降机构；９．伸缩悬臂；１０．激振机构；１１．夹持㊂图３㊀偏心林果振动采收机Ｆｉｇ．３㊀Ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｆｏｒｅｓｔｆｒｕｉｔｖｉｂｒａｔｉｎｇｈａｒｖｅｓｔｅｒ以上所述采收机均可用于核桃㊁枸杞等作物，矮化密植采收机未来将集中在多工位工作㊁机电一体化㊁无人驾驶等方向进行研发㊂１．２㊀山地丘陵下的山核桃采收山地丘陵下的山核桃主要分布在云南㊁天目山等地，海拔５０ １２００ｍ的中缓坡带㊂山核桃树高１０ｍ，直径粗大，而且生长在高山陡峭的山坡上，采收难度很大㊂为了更好地采收山核桃，李赞松等［１２］设计了一款手自一体式山核桃采收机，主要由汽油机㊁丝杆机构㊁传动换向机构㊁偏心轮机构㊁采摘头㊁Ａｒｄｕｉｎｏ控制器㊁频率传感器等组成，如图４所示㊂实地试验得出的结论为振动频率越大，果实采收率越高，当调节振动频率达到２２Ｈｚ时，采收率高达９５．１％；为在提高采收率的同时尽力减小果树的损伤，建议将振动频率控制在１６ １８Ｈｚ，此时所对应的核桃果实平均采收率为８３．９％ ８８．０％，而剩余未采收的果实可以通过人工或进行机械二次采收㊂１．按压式转速调节器；４．；５．；６．伸缩杆；７．偏心轮机构；８．采摘头；９．频率传感器；１０．传动换向机构；１１．钢丝拉线；１２．快接接头；１３．直流减速电机；１４．Ａｒｄｕｉｎｏ控制器；１５．电源；１６．舵机㊂图４㊀手自一体式山核桃采收机Ｆｉｇ．４㊀Ｈａｎｄａｎｄｓｅｌｆｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｈｉｃｋｏｒｙｐｉｃｋｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ朱惠斌等［１３］设计了一款新型山地核桃振动采收机，采收机主要由夹持爪㊁振动部件㊁汽油机㊁传动硬轴和软轴组成，如图５所示㊂该采收机作业部件相比现有核桃采收机具有轻便㊁体积小㊁质量小的优点㊂仿真结果表明，核桃采收机在汽油机转速为２５００ｒ／ｍｉｎ（即振动频率为２０Ｈｚ）时，对树体的损伤最小㊂通过正交试验可知，汽油机转速为２４８０ｒ／ｍｉｎ㊁夹持位置为１０３８ｍｍ㊁连杆长度为５５ｍｍ时性能最优㊂田间试验表明，仿真试验结果正确，核桃采收机采收率为８５．５８％，满足核桃采收需求㊂１．汽油机；２．联轴器；３．软轴；４．连轴套；５．开关；６．提手把；７．连接套；８．主杆；９．振动部件；１０．壳体；１１．夹持爪㊂图５㊀新型山地核桃振动采收机Ｆｉｇ．５㊀Ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｍｏｕｎｔａｉｎｗａｌｎｕｔｖｉｂｒａｔｉｏｎｐｉｃｋｅｒ为了进一步提高采收效率，曹成茂等［１４］设计了一款轻便易携的仿人工高空拍打山核桃采收装备，这一装置主要组成部分包括多节采摘杆㊁背负式汽油机㊁油门控制装置㊁拍打机构㊁传动轴等㊂该装置主要由拍打机构所产生的拍打力作用于山核桃的枝条，使得树枝上的果实进行加速运动，在果实所受到的惯性力大于其与果树之间的结合力时，果实从树枝脱落，完成采收㊂实地试验结果表明，拍打频率越大，果实采净率越高，当拍打频率达到１３．３３Ｈｚ时，果实采净率也随之到达最大值９０．３％㊂而拍打频率过大时，会对枝芽造成严重的损伤，拍打频率为１０ １３．３３Ｈｚ时最合理，此时平均采净率可达８５．１％ ９０．３％㊂３２林业工程学报第９卷以上设备都适用于高空山核桃的采收，并且具有结构简单㊁成本低㊁采收效率较高等优点㊂１．３㊀标准果园种植的核桃采收针对标准果园，核桃生长有以下要求：果园覆盖率６５％ ７５％，树高㊁冠径变异系数小于２０％，树冠透光率２５％以上，行间梢头距１００ １５０ｃｍ，株间交接率１５％以下㊂美国的果园机械公司推出了Ｖ系列山核桃四轮自走式采收装备㊂该纵向采收装备基于四轮底盘自由转向功能来调整振动采收姿态，采用液压系统控制执行部件升降，采用液压夹持部件的变频振动实现不同树龄的核桃采收㊂该采收装备通过夹持树干㊁枝芽，并辅助配备核桃回收车，可实现对２０年生山核桃树的果实采收㊂美国的Ｃｏｅ果园设备公司研制了Ｓ７型三轮自走式重型核桃采收装备，如图６所示㊂该横向采收装备采用三轮底盘驱动，在标准化果园内不转向条件下可实现行内机具⁃树干横向距离保持功能；配备电液控制系统，通过大型液压悬臂的自动伸缩㊁重型柔性执行部件的适应性夹持，实现核桃树干的低频大振幅振动，并辅助配备核桃自动回收车，可实现对多年生核桃树果实的采收一体化收获㊂图６㊀三轮自走式重型核桃采收装备Ｆｉｇ．６㊀Ｔｈｒｅｅ⁃ｗｈｅｅｌｅｄｓｅｌｆ⁃ｐｒｏｐｅｌｌｅｄｈｅａｖｙｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔ波兰ＪａｇｏｄａＪＰＳ农机公司研发了ＧＡＣＥＫ型坚果振动采收一体机，集自动行走㊁电液控制㊁振动落果㊁果实收集㊁果实传送等功能于一体，如图７所示㊂图７㊀坚果振动采收一体机Ｆｉｇ．７㊀Ｗａｌｎｕｔｖｉｂｒａｔｉｎｇｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ国内发展标准化果园较晚，为了节省精力，刘威等［１５］设计了一款全自动核桃采收装备，主要由伺服电机㊁ＲＧＢ⁃Ｄ摄像头㊁ＤＧＰＳ导航系统㊁采摘装置和升降装置组成，如图８所示㊂首先，设备自检完成后，利用ＲＧＢ⁃Ｄ相机获取核桃树行间道路的影像，经过图像处理，确定行驶路径，获取动态ＤＧＰＳ的姿态信号，结合视觉与动态ＤＧＰＳ的信息，实现自主行驶；之后，在设备移动至目标树的时候，由单片机的主控制器发出指令，控制机械手臂完成采收工作㊂全自动采收设备效率高㊁工艺生产流程稳定，提高了经济效益，适用于标准果园㊂１．收集软管；２．收集漏斗；３．采摘抓手；４．腕关节；５．肘关节；６．肩关节；７．腰关节；８．收集箱；９．光电传感器；１０．传送带；１１．履带车；１２．ＧＰＳ导航仪㊂图８㊀全自动核桃采收装置Ｆｉｇ．８㊀Ａｕｔｏｍａｔｉｃｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ１．接触反馈开关；２．机械爪；３．振动系统；４．伸缩杆；５．滑轨系统；６．多功能摄像头；７．自动定位小车㊂图９㊀牵引式林果振动采收机Ｆｉｇ．９㊀Ｔｒａｃｔｉｏｎｆｏｒｅｓｔｆｒｕｉｔｖｉｂｒａｔｉｎｇｈａｒｖｅｓｔｅｒ孙兴冻等［１６］设计了智能可调频的振动采收装备，如图９所示㊂该装置能实现核桃的自动化采收，减少机械设备对核桃树体的摩擦，从而减少核桃树体的损伤㊂多功能摄像头会在小车工作启动后自行对核桃的树干标记部位进行拍摄捕捉，摄像头捕捉完成后，小车可以自动定位并对准标记部位，这时机械臂也开始工作，起初会以最佳频率振动，多功能摄像头能够实时捕捉㊁记录掉落的核桃数，如果没有核桃掉落则适时增加振动频率，直至４２㊀第１期茹煜，等：核桃振动采收研究现状与发展趋势核桃开始掉落㊂该设备全程不需要操作人员的干预，具有效率高㊁节省人力等优点，适用于标准化果园㊂以上核桃采收设备主要是针对标准果园中的核桃所设定的，解决了我国以人工为主的采收方式所带来的采收效率低㊁成本高等问题㊂２㊀基于振动机理的核桃采收研究现状目前，我国最常见的核桃采收方式是振动采收，主要是对果树施加强迫振动㊂果树在外加强迫振动的作用下作加速运动，由于果实作加速运动时会受到惯性力作用，当惯性力大于果实与树枝的结合力时，果实即可脱落㊂按照激振力施加的位置不同，将振动采收分为树枝振动㊁树冠振动和树干振动３种，以下依次进行分析［１７］㊂２．１㊀树枝振动树枝振动主要由激励装置㊁夹紧装置和动力源３个部分组成㊂当被夹持装置夹住树干后，激振装置把振动传到树干上，这样就会引起树枝的振动，从而将果实振落㊂树枝振动采收技术能够有选择地进行果实的采收，而且对振动加载目标以外的树枝影响很小，适用于果蔬成熟度有很大差别的林果采收［１８］㊂根据树枝振动特点，曹科高［１９］设计了一种基于核桃树枝振动的设备，该设备的工作装置由夹持装置㊁振动电机㊁伸缩杆等组成㊂利用伸缩杆来调整夹持位置，通过振动电机的开启对树枝进行夹持振动，最终将核桃果实振落㊂由试验可知，当电机转速范围为１２００ ３０００ｒ／ｍｉｎ时，能够避开树体低阶固有频率，从而减少对树体的伤害㊂陈少钟［２０］设计了一款新型变频变幅振动式采收装备，由于同一株核桃树上每一分支上的果实形态也不一定相同，因此，如何找到每个分支的最佳激振参数显得尤为重要㊂变频变幅振动采摘装置需要调整对核桃振幅时，调幅马达工作，驱动调幅曲轴旋转，使调幅滑块沿摇杆轴方向移动，以此来变更夹持头的行程，从而改变了核桃树枝的振幅㊂另外，通过更改调速电机的转速来调整采收装置的工作频率，以此来达到变更核桃树枝振动频率的目的㊂核桃田间采收试验结果表明，样机平均采收率为６３．９２％㊂２．２㊀树冠振动树冠振动一般适用于植株较矮㊁果实外形较小的果树㊂树冠振动以梳齿式为主要形式，梳齿式是将多个梳齿排列在一起，利用梳齿的转动㊁往返实现采收，不同的梳齿密度可实现对不同大小水果的采收㊂树冠采收机大多采用一系列的振动杆，将其插入树冠内，使树冠中的枝条以特定的频率振动，从而实现果实和果枝的分离㊂刘天湖［２１］设计了一款树冠振动式核桃采收机，如图１０所示㊂采收装置的振动杆延伸到树冠内，当振动杆被启动时，振动杆在鼓轮传动的作用下开始转动，螺旋式进出树冠，使果实从树上掉落㊂一部分果实可以直接掉落在固定的接果盘上，并沿着这个固定接果盘的斜面滑动到传送带上，最后通过传送带被输送到拖斗上；另外一部分果实直接落在一个可移动的接果盘上，通过漏孔和果实滑道被输送到固定的接果盘上，最后通过传送带被输送到拖斗上㊂１．固定接果盘；２．活动接果盘；３．采收装置；４．立柱；５．动力机；６．传送装置；７．拖斗㊂图１０㊀树冠振动式核桃采收机Ｆｉｇ．１０㊀Ｃｒｏｗｎｖｉｂｒａｔｉｎｇｗａｌｎｕｔｈａｒｖｅｓｔｅｒ为了计算出果实最大的激振力，王真真等［２２］研发了树冠振动核桃采收装备，利用拨动圆盘使其作直线往复运动而产生激振力，实现对核桃的采收㊂在对曲柄滑块机构运动轨迹分析的基础上，得出了曲柄滑块速度和加速度的数学表达式，利用该表达式得出了在振动频率为２Ｈｚ时，核桃所受最大激振力为１３４Ｎ㊂通过对采收设备惯性力的分析，推导出不同数量的曲轴滑块组件的合力公式，得出了该设备所承受的最大惯性力为８．６９Ｎ㊂２．３㊀树干振动树干振动采收法适合采收落叶水果和坚果，但柑橘类水果则不适合这种方式的采收㊂尹逊春［２３］设计了一款核桃树干振动式采收机㊂该设备工作装置主要由夹持装置㊁驱动装置㊁升降装置㊁激振装置组成，如图１１所示㊂由于振动式采收机在选择的频率不恰当时会对果实造成伤害，导致第二年核桃果实减产，因此，在夹持设备的末端安装橡胶垫，当发生振动时，可以有效地缓解夹持机构对树体的伤害㊂结合核桃物理特性参数构建核桃树体和果实的三维模型，将其三维模型后缀改为．ｉｇｓ的格式导入有限元分析软件中进行模态分析和谐响应分析，从而确定振动采收的最佳夹５２林业工程学报第９卷持高度和激振频率大小，使得采收效率最大化㊂１．驱动装置；２．升降装置；３．激振装置；４．夹持装置㊂图１１㊀核桃树干振动式采收机Ｆｉｇ．１１㊀Ｗａｌｎｕｔｔｒｕｎｋｖｉｂｒａｔｉｎｇｈａｒｖｅｓｔｅｒ为了进一步提高采收效率，刘浩等［２４］设计了一款基于树干振动原理的集振动落果与自动收集于一体的对称偏心式振动采收机，其具有自平衡和自动对心功能，且高度可调节㊂利用Ａｄａｍｓ仿真软件验证采收效果，结果表明，所设计的采收机可达到采收效率ȡ２５株／ｈ㊁采净率ȡ８５％㊂综上所述，只需要很小的激振力就可使枝条振动，就能够让果实进行加速运动，从而将果实振落，但是它需要对每级分支进行振动采收，造成了人力和物力的大量耗费；树冠振动固然能够加快采收速度，但同时也会造成枝条折断㊁叶子掉落等问题，严重时可导致果树来年的产量下降，甚至果树死亡；树干振动需施加较大的力才可使核桃树的树干进行加速运动，从而使果实振落，可以大大缩短采收时间［２５］㊂３㊀激振方式与激振参数３．１㊀激振方式在振动收获机中，激振器又称为振动装置，按工作原理可以分为机械振动式和气力振动式㊂气力振动式装置利用压缩的高强度空气气流，整个装置不接触树枝，气流流向树枝使之振动；而机械振动式装置需要接触树枝，通过自身产生外力，使树枝上的果实因振动产生加速度，从而在果柄处脱落㊂常见的机械振动主要有惯性激振装置㊁弹性连杆激振装置，以及液压激振装置等，根据机械振动装置自身产生的振动方式不同，可分为偏心振动㊁轴向振动及多边形冲击等［２６］㊂惯性激振装置主要是由偏心块来实现的，通过对偏心块数量和位置的不同组合，就会形成形式不同的激振力［２７］㊂常见的偏心块体结构有单偏心块体和对称双偏心块体２种，其中，单偏心块体会呈特定角速度做圆周运动，并在沿Ｘ㊁Ｙ轴方向上产生一个恒定㊁等额的离心力，如图１２所示㊂图１２㊀单偏心块Ｆｉｇ．１２㊀Ｓｉｎｇｌｅａｘｉｓｖｉｂｒａｔｏｒ对称的双偏心块体呈特定角速度做圆周运动，沿Ｘ轴方向的分力大小相同，方向一致，相互叠加，而沿Ｙ轴方向的分力大小也相同，方向却相反，两段分力相抵，如图１３所示［２８］㊂图１３㊀对称双偏心块Ｆｉｇ．１３㊀Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌｖｉｂｒａｔｏｒ刘梦飞等［２９］对比分析了单㊁双偏心激振器分别对核桃树体的振动特性，在激振力大小相等㊁与地面距离相同以及激振频率一致的情况下，利用有限元分析软件对单轴偏心块体和双轴偏心块体所激发的不同形式激振力分别对核桃树体振动特性的影响进行了对比分析，最终得出在低频段㊁同频率下，单轴单偏心块体所产生的激励作用比对称双偏心块体所产生的激励作用更大㊁更显著㊂别云波［３０］针对核桃采收研制了一种偏心块振动式采收机，该设备的工作装置主要由夹持头㊁振动臂㊁偏心块组成，可对液压马达转速进行调节，从而使得偏心块振动频率发生改变，直到调节至最佳收获频率，达到最佳振动效果㊂高团结［３１］设计了一款曲柄连杆振动式核桃采收机㊂该设备的工作装置由曲柄连杆机构㊁夹持机构㊁弹簧机构等组成，工作原理是利用曲柄做圆周运动以带动输出杆作往复运动，通过调节曲柄长短使得振幅发生变化，通过改变转速来调整振动频率㊂为了达到果园核桃采收设备各项性能指标，分析极差和关系曲线图，从而确定各工作参数：偏心６２㊀第１期茹煜，等：核桃振动采收研究现状与发展趋势距ｅ＝２０ｍｍ，曲柄长度ａ＝１７．５ｍｍ，转速ｎ＝７５０ｒ／ｍｉｎ㊂牛硕雅等［３２］设计了一种由电液控制的核桃采收机㊂该设备的工作装置主要包括振摇装置㊁液压控制系统㊁夹持装置等，如图１４所示㊂试验结果得出，每株树从准备夹持到振落完果实的全过程用时为１．５ ２．０ｍｉｎ，采净率高达９０％以上㊂１．油箱；２．夹持头；３．小车支架；４．振动机构；５．悬挂绳索；６．悬挂支架；７．液压控制及电机；８．车轮㊂图１４㊀液压式核桃采收机Ｆｉｇ．１４㊀Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｗａｌｎｕｔｐｉｃｋｅｒ３．２㊀树体模型与激振参数树体模型是对树体特性的一种抽象化㊁简单化的方法，它能反映出树木的形态特点㊁力学特性，在所建模型中引入多种假定条件可对树体的受力性能进行分析㊂近几年来，在多种假定和试验的基础上，国内外研究学者提出了５个可信力强的树体力学模型［３３］㊂１）刚性模型㊂研究初期，学者们将树木的主干大致化作一个刚性的模型，然而他们忽视了树体的弹性等特征，树木在受到外力作用时没有发生任何变形，这与真实情况存在着较大区别，所以刚性模型在有关树木力学特性的研究中并不适用㊂２）简支梁模型㊂Ｐｅｌｔｏｌａ［３４］以苏格兰松树作为简支梁模型，对松树树体在受到风力影响时的稳定性情况进行了研究，将其等价为 两头自由 中间固定 的模型，该模型无法精确反映实际情况下树体在风力作用下的动态变化，无法反映树木的受力特征㊂３）悬臂梁模型㊂Ｇａｒｄｉｎｅｒ［３５］为了研究云杉的力学性能，将云杉当作是一端固定㊁另一端自由并且逐渐变细的悬臂梁，把带质量的质量团当作树冠，把固定端当作树根㊂４）弹性杆模型㊂Ｅｎｇｌａｎｄ等［３６］将橡树作为一端固定㊁另一端自由的弹性杆模型，还充分考虑了树体内在的生物特征，应用该模型能够分析得出树体的振动响应特性㊂５）圆锥模型㊂Ｃｈｉｂａ［３７］在研究风荷载下树木的受力性能时，采用一种一端固定㊁另一端自由的圆锥杆模型㊂该模型充分结合了树木的物理属性与生物特性，能够更接近实际的树木力学特征㊂基于振动机理的采收机进行核桃果实采收的关键是要确定适当的振动参数，振动参数主要包括振频㊁振幅及振时等，不同的参数会对林果的采净率和果树的损伤产生不同的影响，而且不同成熟程度的核桃及其最佳振动参数也不尽相同㊂国外对机械振动采收技术方面的研究由来已久，并且在能量传递方程以及激振高度和振幅之间的关系研究方面更为先进［３８］㊂Ｃａｓｔｒｏ等［３９－４１］对受迫振动下果树自身所具有的参数特性进行了研究，并以此作为机械振动采收机的设计依据㊂此外，研究表明，振动能量的传递和果实采收效率与采收机的激振参数㊁机器功率和冠层大小等参数均相关㊂吴道远等［４２］对不同成熟度核桃振动采收的最佳频率和振幅进行了研究，通过实地考察测量核桃树相关参数，在有限元分析软件中导入带有果实和果柄的树体三维模型进行模态分析和谐响应分析㊂由于同一棵树的不同枝干上结出的果实成熟程度会有差异，所以在适当的树体位置施加一个大小相同但不同频率的激振力，在多个有代表性的果柄上进行响应分析，由此得出不同的果柄连接程度对应的最佳采收频率：果实最佳的采收频率为２８．６Ｈｚ；八成熟时为２６．３Ｈｚ；九成熟时为２４．０Ｈｚ；完全成熟时为２２．５Ｈｚ㊂刘子龙［３３］对多棵果树在不同激振振幅和频率作用下，能量从果树树干的激振位置传递到果树其他部位的大小变化进行了研究，得出能量传递效率随直径变大而变高，即在能量传递效率上，果树的主干优于侧枝；此外，在两侧枝的分叉角度近似相等时，能量会更多地流向侧枝直径相对大的一侧㊂４㊀核桃振动采收存在的问题４．１㊀果树的损伤率较大从目前的振动采收作业来看，在夹持机构形成的夹持力以及振动过程中形成的激振力作用下，林果会受到损伤，而且激振力的变化会影响核桃树体振幅，过大的激振力会造成树体受损，严重时导致来年果实产量下降，甚至会造成果树的死亡；振动采收与果实催熟技术相结合，或者把振动采收与气力式采收的方式结合起来，能够减轻对果枝的摩擦７２。

新疆核桃产业现状及前景分析一、新疆核桃产业发展政策及主栽品种林果业作为新疆农业经济发展的重要动力与经济增长的亮点，林果业的发展得到了自治区政府的高度重视和大力支持。

重点政策盘点如下：新疆核桃的主栽品种有新丰、新新2号、扎343和温185核桃，其中，适合园式集约栽培的是新新2号和温185核桃，适合林农间作栽培的是新丰和扎343核桃。

近几年，受市场销售价格、消费需求以及国家提倡林农间作可持续发展等因素的影响，新新2号和温185核桃有取代新丰、扎343核桃成为林农间作的新品种的发展趋势。

国家林草局公布2021年第二批授予林业植物新品种权名单，新疆获授植物新品种权4项，按属(种)为核桃属的“新和1号”“墨宝”“新辉”“新盛”4个新品种，这是继2018年“新叶1号”之后新疆核桃再次获国家林草局新品种授权。

二、新疆核桃产量新疆核桃的栽培历史悠久是最早种植核桃的地区之一。

2020年底新疆地区核桃坚果产量为125.79万吨，其中核桃产量占91.75%。

核桃对其生长环境条件有一定的要求，不同的品种对其生长的自然环境也有所不同，新疆在核桃种植方面具有独特的地理和气候优势。

根据数据统计显示，2020年新疆地区核桃产量115.41万吨，种植面积586.7万亩，居全国各省区之首位。

得益于得天独厚的气候条件，新疆地区核桃单产略高于其他地区且呈现连年增长的态势。

2015-2020年新疆地区核桃单产从2015年的113.9千克/亩三、种植和生产地区分布1、三大主产区产量情况疆核桃的主要产区为和田、喀什、阿克苏等地.根据数据统计显示，2019年阿克苏、和田、喀什三地核桃产量分别是43.81万吨，27.72万吨，27.9万吨，2020年阿克苏、和田、喀什三地核桃产量分别是49.08万吨，31.9万吨，29.32万吨，三大主要产区核桃产量保持平稳增长的态势。

产品除畅销国内各地，还远销日本、英国、澳大利亚等国家。

从核桃产量占比看，新疆三大核桃主产区核桃产量占总产量的比重连续多年维持在90%以上，从2016-2020年的统计数据看，2019年占比最高，达到了98.15%。

山核桃采摘机周杭超2111302120 一、研究背景和意义野生山核桃为胡桃科山核桃属，为中国特有的干果和木本油料树种，是山核桃属中经济价值最高且大量栽培的3个种之一，多生长在海拔200~600 m湿润的山林中。

目前中国山hm，主要分布在浙江的临安、淳安、桐庐和安徽的宁国、绩溪核桃种植面积约有8.71万2等地。

其中浙江省临安市、淳安县和安徽省宁国市的山核桃产量接近全国的90% ,据估计，全国山核桃产业总产值约为30亿元,2011年浙江省山核桃总产值超过25亿元。

山核桃不但具有丰富的营养价值和保健作用，还被应用在饲料加工和建筑材料等领域。

但是山核桃树一般高20多米，生长在比较陡峭的山上，平均坡度在25度左右，有的甚至达35至45度，很难通过机械方法进行采收，至今当地农民主要还是采取原始的方法——爬到树上用竹竿打，这极易造成意外。

临安市每年因山核桃采摘事故造成的死伤悲剧却不断在上演。

2004年，共有7人在采摘山核桃过程中死亡，108人受伤；到了2006年这一数字上升为16人死亡200多人受伤；而到2009年，开摘仅8天即有9人死亡。

这一组组血淋淋的数据，无时不刻地拷问着当地的山核桃产业。

图1 工人采摘鉴于上述的社会背景，所以设计山核桃采摘装置，通过机械的方式来进行采摘作业，以减少人员的伤亡，提高劳动效率，减少经济的损失，使得山核桃产业能够更健康持续发展。

二、国内外研究现状山核桃采摘装置的研究主要有人工采摘装备的研究，旋转敲打摘果器研究，机械振动采摘机研究。

2.1人工采摘装备的研究人工采摘的装备主要有爬树器、安全带和蜈蚣梯等。

2004年浙江淳安山核桃协会研制出“山核桃安全采摘安全带”。

该安全带利用蹦极原理，可承受2000kg的拉力，意外坠落时能使人悬挂于空中，减少伤亡事故。

2012年陈常威与浙江大学合作，研制一种TZC-05型果实采摘装置(图2-1)。

这款新产品的绳索借鉴了汽车安全带的特点，采摘时基本感觉不到操作束缚，而一旦感应-到瞬间坠落的冲击力，防坠器会瞬间锁死安全绳，防止人员摔到地而上。

核桃产业进展情况汇报近年来，中国的核桃产业得到了快速的发展和壮大，逐渐成为了国内农业中不可忽视的重要部分。

核桃经济在提高农民收入、推动乡村振兴、促进农村资源的合理利用等方面具有重要意义。

本文将从核桃的种植、加工、销售等方面对核桃产业的进展情况进行汇报。

一、核桃种植进展情况目前，我国核桃种植面积已达5.3万平方公里，产量约200万吨。

其中，陕西、河北、山东等省份核桃种植面积较大，产量也较高。

随着技术的不断提高和投入的不断增加，核桃种植技术不断创新，科技含量也不断提高。

各地积极开展核桃新品种选育、产业链发展、标准化生产、绿色、有机、无公害认证等工作，实现了在品质、产量、管理水平等方面的提升。

二、核桃加工进展情况核桃加工技术的不断提升，不仅使核桃产品的品质得到了提高，而且也极大的拓宽了核桃产品的市场出口。

目前，我国的核桃加工工厂数量逐步增加，技术也逐渐成熟。

从简单的核桃仁到加工成各种西式糕点，核桃的加工工艺和领域逐渐扩大。

同时，我国的核桃出口也呈现出逐年增加的趋势。

根据统计，我国的核桃出口量约为5万吨左右，其中美国、加拿大、欧洲等地是我国核桃的主要进口国。

三、核桃销售进展情况随着人们对健康的重视，核桃作为一种健康食品的地位越来越高。

现在，核桃已经成为了市场上一种受欢迎的健康食品。

在消费市场方面，随着居民生活水平的提高和对食品安全、营养健康需求的不断增加，核桃消费市场的需求也越来越大。

各种销售渠道和销售方式也日渐多样化，不仅通过超市、农贸市场等传统销售渠道进行销售，同时通过电商、网络销售、海外销售以及品牌经营等多种方式拓宽了销售的渠道，让更多的消费者能够享受到优质的核桃产品。

总的来说，核桃产业不断发展壮大，成为了我国农业中不可忽视的重要部分，为地方经济发展带来了可观的收益。

未来，核桃产业将会继续保持快速发展，为提高农民收入，推动乡村振兴，促进农村资源的合理利用做出更大的贡献。