棕榈果采摘机的应用研究

吴超 梁栋 张燕 张秀梅

摘  要  分析國内外棕榈果采摘现状和存在问题，提出需加大政策和资金扶植力度;建立科研体系，加强科技创新与推广;加强国际交流与合作;优化产业结构和布局等建议。

关键词  棕榈果 ;采摘 ;应用

中图分类号  S22

Application Research of Palm Fruit Picking Machine

WU Chao  LIANG dong  ZHANG Yan  ZHANG Xiumei

（School of Mechanical and Electrical Engineering， Hainan University， Haikou， Hainan 570228）

Abstract  The palm fruit picking situation and existing problems in the domestic and foreign countries were analyzed， some suggestions were put forward such as strengthening the policy and financial support，establishing the scientific research system， strengthening technological innovation and promotion， promoting international cooperation; optimize the industrial structure and layout.

Key words  palm fruit ; picking ; application

棕油是日常生活和工业用油的主要来源之一，因其棕榈树常年开花，四季可收获，再加上产油率高，富含人体所需的多种营养物质，使其在人类生活生产中占有举足轻重的地位。据美国农业部统计，全球约有27个国家种植油棕。2005年，棕榈油的产量首次超过豆油成为全球产量最高的植物油。2015年，棕榈油的总产量占全球植物油总量的35%[1]。棕榈油的综合价值越来越被人们重视，而采摘是制取棕榈油的重要并且困难的环节。传统的采摘方式是果农人工采摘，存在采摘难度大，工作效率低下，劳动力不足等问题，这严重制约了中国油棕产业的发展。因此，研究棕榈果采摘机械对于棕榈产业的发展具有重要意义。

1  国内外棕榈果采摘现状

中国油棕产业的发展起步较国外晚，而发展进程也相对缓慢。中国的油棕种植规模小、范围广、集约程度低。目前，对于棕榈果采摘机械的研究较少。王建勇等[2]发明的棕桐果采摘机的机械臂，其主要结构有：刀具接头、气动升降桅杆、桅杆安装架、上支柱、俯仰手轮、减速机、限位装置、下支柱、定位件、车轮、底盘等。工作时，旋转支柱（由上下支柱组成）既可以在水平面内旋转，又能够在底盘上前进和后退，这就实现了机械臂的旋转和进退功能，又通过桅杆俯仰机构，机械臂可在0～72°内做俯仰运动，并能在任意位置锁定，实现了机械臂的进退、俯仰、伸缩、水平旋转等功能，再由刀具接头连接刀具进行切割。该机构结构简单，易于操作，大大降低了人工采摘的难度，提高了采摘的效率。

俞世顺等[3]发明了一种用于自动采果机的采果机构，该机构主要由采果工作台、落果箱和旋转机构等组成。工作时工作人员进入工作台站在主支承板前方，通过插销锁紧门板，第二油缸向上运动，使主支承板上升，辅助支承板自然悬挂在主支承板下方，工作人员站在工作台上对棕榈果进行切割，切割后的棕榈果自然落入落果箱中，该发明虽然实用性很强，但是需要人工操作切割，且自动化程度不高，难以形成规模。此外，他们还发明了一种自动采果的机械臂，主要由底座、支撑座、伸缩臂、油缸、回转支承装置、转接盘等结构组成[4]。臂抬升以控制整个机械臂的伸展高度，同时，确保回转装置始终处于水平状态，再由固定在转接盘上的采果刀具进行采果操作。该发明实现了多端可调节伸缩长度，可远距离切割采摘。

棕榈树最早产于非洲，是非洲的传统产业，其采摘方式也主要依靠人工采摘。马来西亚是一个棕榈树种植大国，棕榈产业是其一大经济支柱，2012年其种植面积超过400万hm2，给马来西亚带来了约60亿美元的收入，但是棕榈果的采摘仍然为人工采摘，而且是雇佣海外劳工，不仅效率低，而且大量的海外劳工涌入带来了很多的社会问题。因此，马来西亚急需一种棕榈果的采摘机械，以提高采摘效率，同时缓解大量海外劳工涌入带来的社会问题。近年，马来西亚政府投入巨资以研究棕榈果的采摘，但是一直未取得研究突破。除马来西亚外，印度尼西亚也是主要的棕榈油生产国，到2013年，印尼棕榈油的产量已超过3 000万t。然而，尽管印度尼西亚的棕榈油产量如此之高，其采摘方式仍然以人工刀砍为主，劳动强度大，作业效率低，需要耗费大量的人力资源，在收获旺季时往往出现人手不足的情况，以至棕榈果的收获效率不高，从而降低其经济效益。

因此，整个棕榈行业的采摘条件都急需改善，亟需高效便捷的棕榈果采摘技术和设备，来降低工人的劳动强度，提高收获效率。

2  存在的问题

2.1  研发力量薄弱，投入资金少

棕榈树主要生长于热带亚热带地区，中国主要分布在海南省，而由于海南着重发展橡胶产业，而忽视了棕榈油产业地发展。由于投入的研发资金少，缺乏专门的研发团队，因此研究并未取得突破性的进展。目前，棕榈果采摘机械的研究主要以个人兴趣为主，没有专门的科研团队和公司有组织有规模的持续研发，没有形成研发体系，缺少研发平台和创新团队，跨行业、跨学科的联合研发极少，这就导致了棕榈果采摘机械的研究很难取得突破。

2.2  自动化程度不高，产品推广困难

虽然当前也有一些棕榈果采摘机械的研究，但这些大部分都还处于理论阶段，并没有实际的机型。即使有个别公司研发出了实际的机型，但是在自动化程度上还有待提高，特别是传感器和计算机技术，这些在机器上的应用程度还较低，以至于产品推广困难。

3  建议

根据国外知名分析师James Fry的预测：2018年全球棕榈油的产量将比2017年超出500万～600万t。一直以来，一次性燃料的大量消耗，使得人们将目光转向了环境友好的生物型燃料，以应对将来可能出现的资源短缺问题，而在这可持续发展的生物油当中，棕榈油便是第一选择[5]。因为棕榈油不仅可以作为燃料直接燃烧，而且被广泛用于食品和化工行业，其未来的发展潜力巨大。因此，对于棕榈果采摘机械的研究有巨大的科研价值和社会经济价值。

3.1  加大政策和资金扶植力度

中国是棕榈油的进口和消费大国。近20年来，中国对棕榈油的需求旺盛。2001年以前，中国棕榈油的进口量不足200万t，到2009年，进口量达到609万t，近年，进口量维持在500万t左右[6]。面对如此大的市场需求，政府应该制定专项计划，促进棕榈产业的发展，并加大资金投入，鼓励、支持和引导科研团队针对棕榈果采摘和加工机器进行研究。

3.2  建立科研体系，加强科技创新与推广

由于中国的棕榈种植范围分散，集约程度低、未形成规模，亟需要建立一个系統的科研体系，以提高科研能力，加强合作交流，促进跨领域、跨学科联合研发。并吸引一些大企业参与进来，实现“研”和“产”相结合，促进科技成果向产品转化，实现研发与市场的良性互动。

3.3  加强国际交流与合作

马来西亚和印度尼西亚是棕榈油产业的主要生产国，但其热带作物科技及其机械化水平较低。而美国、法国、新西兰等国具有先进的热带作物科技，但是这些国家又不是棕榈油主要生产国。因此，发展中国家应积极地学习发达国家的先进生产技术，以促进自身生产力的提高。科学无国界，发达国家也要帮衬发展中国家，实行优势互补，共同促进科研进步。同时，发展中国家也要积极参与国际热带作物的研究，与国际热带农业研究中心（CIAT）、国际热带农业研究所（IITA）等机构进行合作与交流，在全球范围内共同构建现代农业技术体系，共同促进棕榈产业的发展，克服棕榈果采摘困难这一难题。

3.4  优化产业结构和布局

海南省有发展棕榈产业的巨大潜力，要充分挖掘其巨大的发展潜力和资源优势，扩大产业规模，提高产业的集约化程度，逐步形成系统的“产、学、研”结合的优势产业。同时，进一步调整优化产业结构，提高棕榈果采摘和加工的机械化和自动化水平，以棕榈果采摘机械的发展推动棕榈产业的机械化发展，以棕榈产业的机械化发展推动棕榈产业发展。

4  结语

海南有着丰富的热带作物资源，棕榈产业地发展潜力尤其巨大。而今年，海南省建立自由贸易区，这对发展海南棕榈产业来说是一个机遇，所以政府应制定相应的政策，加大资金投入，促进棕榈果采摘机械研究，这不仅仅是针对于棕榈果采摘，对于海南椰子和香蕉的采摘也具有借鉴意义。同时，棕榈果采摘机械地研发必定会带动棕榈产业发展。

参考文献

[1] 王成丽，赵松林. 国际棕榈油供需现状及发展形势分析[J]. 粮食科技与经济，2016，41（2）：19.

[2] 王建勇，于震川，李  刚，等. 棕桐果采摘机的机械臂：中国，CN201110038091.4[P]. 2011-08-03，

[3] 俞世顺，沈秀昌. 一种用于自动采果机的采果机构：中国，CN201611023638.2[P]. 2017-02-01.

[4] 俞世顺，沈秀昌. 一种用于自动采果机的机械臂：中国，CN201621244526.5[P]. 2017-06-09，

[5] 曹建华，林位夫，张以山. 中国油棕产业发展战略研究[M]. 北京：中国农业出版社，2012.

[6] 张  莉. 我国棕榈油消费和进口形势分析[J]. 中国城市金融，2006（11）：61-63.