摘要：林果种植产业发展过程中传统的采收与分选方式往往需要投入大量的人力物力，随着林果栽培面积逐渐扩大以及林果种 类的逐渐增加，传统的人力生产方式已经不能满足产业的整体发展需求，急需要推进机械采收和机械化分选。在分析啤特果机 械采收与分选应用技术的基础上，对未来的发展趋势进行了探讨。

　　关键词：啤特果,机械采收,分选,应用技术

　　1 啤特果机械化采收装备

　　1.1 气吸式采收

　　气吸式采收机械的原理是利用气流将果实从树上 吸收到机械设备中，并通过特定的装置进行收集和分 类，适用于果实成熟、易脱落且密度较大的果树，如 啤特果树、苹果树、梨树、桃树等 [1]。气吸式林果 采收机械主要由气体发生器、收集器、分离器、风机 和控制装置等组成。气体发生器用于产生高速气流， 收集器负责收集果实，分离器用于将果实与树叶、枝 干等杂质分离，风机则负责产生气流。控制装置可以 根据果实的成熟度和密度等因素，调整气流的大小和 方向，以保证果实的有效收集。在实际应用中，气吸 式林果采收机具可以自动进行果实收集，降低了人工 采摘的劳动强度。与传统的人工采摘相比，气吸式林 果采收机械可以在较短的时间内完成果实的收集工 作，提高了采收效率，同时该种机械还可以在果实脱 落的过程中进行收集，减少果实在采摘过程中的损伤。 气吸式林果采收机械适用于不同品种、不同密度的果 树，具有较强的适应性。

　　1.2 机械振动采收

　　振动式采收机械的原理基于对果树树枝或树干的 振动，通过这种外力作用，使果树产生受迫振动，林 果受到惯性力作用开始振动 [2]。当振动传递到林果 和枝干连接处时，如果振动的强度和频率适当，连接 处会断裂，从而实现林果的采摘。机械设备通常包括振动发生装置、控制系统、收集装置等部分。振动发 生装置可以是电机驱动的振动器，通过固定在树干上 的振动板或者振动棒产生振动。控制系统负责调节振 动的频率、振幅和持续时间等参数，以适应不同林果 的特性和采收要求。收集装置则用于收集从树上采摘 下来的林果，确保林果在采收过程中不受损伤。这种 采收机械能够显著提高采收效率，达到甚至超过人工 采收的效率。由于是通过振动实现林果采摘，与传统 的人工采收相比，可以减少劳动力成本和劳动强度。 此外，振动式采收机械可以适应不同类型的果树和不 同大小的林果，具有较好的通用性。然而，振动式采 收机械也存在一些限制，例如对于啤特果这类特别脆 弱或者易受损的林果，过度的振动可能会导致果实的 损伤。此外，对于密集种植的林果树，采收机械的进 入和操作可能会受到限制。

　　1.3 人工智能机器人采收

　　林果采收机器人是基于机器人为基础，结合现代 人工智能技术的一种智能化的采收机械设备。该机械 设备中搭载了先进的传感器，其工作原理是机器人配 备高分辨率相机，用于捕获果实的图像，图像处理算 法分析图像，识别果实的位置、成熟度和大小 [3]。 基于果实信息，机器人利用路径规划算法确定最有效 率的采收路径，然后使用机械臂和末端执行器抓取果 实，最大程度地减少对果实的损坏。机器人运行过程 中采用如力传感器、压力传感器和超声波传感器等各种传感器来监控采摘过程并实时进行调整。基于采摘 技术和自动化程度，林果采收机器人可分为视觉引导 式(结合图像识别技术，在人工监督下半自动采摘果 实)、协作式(人机协作采摘，人类操作员负责指导 机器人或完成较精细的任务)、完全自主式(不受人 工监督，能够独立完成整个采摘过程) 。在应用过程 中应该检查果园状况，确保树枝整齐、无障碍物，根 据果实成熟度调整机器人设置，设定机器人采摘范围 和路径。将机器人放置在指定的起始点，启动动态图 像识别和路径规划算法，让机器人开始沿着路径自主 采摘果实，监控采摘过程，根据需要进行人工干预或 调整。采摘完成后检查采摘质量，如有损坏或未采摘 果实，及时调整设置或联系技术人员，清洁和维护机 器人，为下一次使用做好准备。

　　2 啤特果品质无损检测分选技术

　　2.1 外在品质检测

　　啤特果外在品质检测主要关注果实的形状、大小、 颜色、表面缺陷等特征，这些特征直接影响着果实的 市场价值和消费者接受程度。目前关于啤特果外在品 质检测还处于初始阶段。由于啤特果形状多样，很难 用传统的数学方法进行描述。近年来计算机视觉技术 在形状检测方面取得了显著成果，研究者们采用计算 机视觉技术结合支持向量机(SVM)对啤特果进行形 状分类，取得了较好的分类效果。在大小检测过程中 传统的方法主要依靠人工目测，效率低下且误差较大。 随着图像处理技术的发展，计算机视觉技术在果实大 小检测方面得到了广泛应用，借助深度学习算法对啤 特果大小进行检测，实现了高效、准确的大小分类。 颜色检测方法主要包括人工观察和计算机辅助检测。 计算机辅助检测方法主要利用图像处理技术，通过对 果实颜色特征的提取和分析，实现对果实成熟度的判 断，例如采用计算机视觉技术结合支持向量机(SVM) 对啤特果成熟度进行检测，取得了较高的准确率。表 面缺陷检测也是啤特果品质检测的重要环节，对于提 高果实商品价值具有重要意义。

　　2.2 内在品质检测

　　啤特果的内在品质是指其口感、营养价值、新鲜 度等不直接通过外观判断的特性，这些内在品质对于 消费者来说至关重要，因为它们直接影响着啤特果的 食用价值和市场竞争力。因此，开展啤特果内在品质的无损检测技术研究，对于提升啤特果的采收与分选 效率和质量具有重要意义。目前，针对啤特果内在品 质的无损检测技术主要包括光谱技术、近红外光谱技 术(NIRS)、原子吸收光谱技术、电子鼻技术和生 物化学方法等。光谱技术是利用不同波长的光与物质 相互作用时产生的光谱信息来分析物质的组成和性质 的一种技术，通过测量啤特果表面的光谱反射率或透 过率，可以推断出其内在品质，该项技术在预测啤特 果的硬度、可溶性固形物含量、维生素 C 含量等方面 具有较高的准确性和可靠性。近红外光谱技术(NIRS) 是根据化学计量学的分析技术，通过测量样品近红外 区域的漫反射光谱，建立校正模型，从而预测样品内 在品质参数。NIRS 具有快速、无损、实时在线检测 等优点，在果品品质检测领域具有广泛的应用前景。 目前，许多研究者采用 NIRS 技术对林果的内在品质 如可溶性固形物含量、硬度、维生素 C 含量等进行检 测，取得了较好的效果。原子吸收光谱技术(AAS) 是基于原子蒸气对特定波长光线的吸收作用进行元素 分析的方法。该技术具有灵敏度高、准确度高、选择 性好等优点，在果品品质检测中具有一定的应用价值。 利用该项技术能够实现对啤特果中的微量元素进行分 析，为评估啤特果的内在品质提供了依据。电子鼻技 术是借助气体传感器阵列的嗅觉检测技术，通过检测 样品释放的挥发性有机化合物(VOCs)来分析样品 的品质。在果品新鲜度检测、成熟度评估等方面具有 较高的准确性和可靠性。生物化学方法是通过化学反 应原理，利用特定的化学试剂与啤特果中的内在成分 发生反应，从而定量或定性分析果品品质的方法。常 见的生物化学方法包括酶活性测定、含量测定等，这 类方法在评估啤特果的内在品质方面具有一定的参考 价值，但通常需要破坏性采样，限制了其在无损检测 领域的应用。

　　3. 发展趋势

　　啤特果作为一种具有较高经济价值和广阔市场前 景的林果产品，其机械采收与分选技术的研究与开发 已成为当前林果产业发展的关键环节。随着科技的不 断进步和智能化技术的融合，林果采摘和分级技术正 朝着高效、智能、环保的方向发展。

　　3.1 智能化采摘

　　智能化采摘技术是利用先进传感器、图像识别技术、物联网和大数据分析等现代信息技术，实现对啤 特果成熟度和品质的实时监测与精准判断。目前，基 于视觉技术的采摘机器人研究已经取得显著进展，能 够识别果实的颜色、形状、大小等特征，并实现对果 实的精确抓取。此外，无人机(UAV)技术也被应用 于林果采摘，无人机能够高效覆盖广阔的果园，进行 远程监控和采摘。

　　3.2 自动化分选

　　自动化分选主要是通过机械设备对采摘后的啤特 果进行大小、颜色、重量等品质指标的分类。目前， 应用最广泛的是基于光电效应的分选机，它通过检测 果实在光电传感器下的反射或传输变化来判断其品 质。此外，利用机器学习算法的分选技术也在不断发 展，可以通过对大量样本的学习，提高分选的准确性和效率。

　　3.3 节能环保

　　在啤特果采收与分选过程中，节能环保技术的应 用不仅能提高生产效率，还能减少对环境的负担。例 如，开发使用可再生能源的采摘机器人，减少能源消 耗，采用可降解材料和低噪音设备，降低对果园生态 环境的影响。

　　3.4 信息化管理

　　建立啤特果从种植、管理、采收到分选的全链条 信息管理系统，实现对整个生产过程的智能化监控和 管理。栽培管理环节还可以利用物联网技术实时收集 果园的气象数据、土壤条件、果实生长状况等信息， 为决策提供科学依据。

　　4. 结束语

　　在先进的机械设备选择和应用过程中，应该对当地 的农业生产实际和林果的生产条件有一个全面的了解， 同时还应该全面掌握机械装备操作方面的相关知识，与 基层地区的农机推广人员进行有效的沟通，并妥善筛选 相应的机械设备。随着农业机械科研力度的进一步加大， 适合啤特果等诸多林果的采收和分选的机械设备会逐步 出现，并会在生产领域得到推广和应用。

　　参考文献：

　　[1] 林欢 , 孙磊厚 , 王二化 . 我国林果振动采收机发展应用现状与展望 [J]. 江苏农业科学 ,2021.49(1):36-42.

　　[2] 付威 , 崔健 , 张慧明 , 等 . 林果机械化采收技术研究及进展 [J]. 农 机化研究 ,2016.38(12):264-268.

　　[3] 张宏伟 . 北方林果机械化采收技术研究及进展 ( 以苹果为主 )[J]. 农业开发与装备 ,2019(3):153.