苏安晋，杜 婵，苏昱庭，杜 娟

（1. 山西省农业机械发展中心，山西 太原 030002；
2. 山西中医药大学，山西 太原 030024；
3. 太原科技大学，山西 太原 030024）

花椒隶属于芸香科异叶花椒属，全球总共有花椒品种250 种[1]，中国有39 种花椒品种，而其他变种花椒还有14 种。花椒为中国传统文化社会经济植物树种[2-3]，其果皮也被誉为八大调味品之中，在我国已有2 600 多年的历史，花椒叶也可作为调味佳品。

花椒浑身是宝，除了作为人们生活中必不可少的调味品之外，花椒还是一味中药，药用价值也很高：花椒籽属苦、寒性状，无毒，利排尿，主要用于治疗水腹胀满、肾亏、耳鸣、耳聋、膀胱症、气喘等；
花椒的果皮具有辛辣味道，性属于温热，可用在治疗入脾、胃、肾经等方面，《神农本草经》中这样记载：“主邪气咳逆，温中，逐骨节皮肤死肌，寒湿痹通，下气”；
花椒根属辛、温热之性、有微毒。临床上可以用在治疗肾、膀胱等的虚冷症，血淋色瘀的患者可以用花椒根煎汤饮用。此外，花椒的叶子属辛热、且无毒，可以用于治疗奔豚、伏梁气、内外肾钩，以及脚气、漆疮、霍乱等，还有驱虫的功效，日常生活中，百姓就有用花椒叶熬水洗浴的办法治疗脚气和一些瘙痒的症状。

全国共有13 个产地荣获“全国花椒之乡称号”，为世界花椒第一生产大国[4]。花椒生产基本集中在全国11 个省市，重点分布在四川、山西、河南、河北、湖南、贵州、云南等省，其中在山西、河北等地产量最高，四川省生产的花椒质量好。由于花椒在国内社会产品市场供应量很大，因此花椒精深加工生产有着不可限量的发展空间，是中国农业中收益比较稳定、取得实效较快的一种行业，但同时也存在一定的自然风险和市场风险，政府部门需要不断加强对该行业的政策扶持和技术研发。

日前在国外[5]，对花椒研究较多的是韩国和日本，这些国家主要是研究花椒的食用和药用2 个方面的价值，开发培育出了许多优良品种，这些品种具有大果穗、大果粒、无刺的特征。不仅如此，在花椒的品质鉴定和成分鉴定上处于世界领先水平，但是在花椒的采摘方面，对采摘机具这一关键环节的研究依然较少，花椒采摘依旧是目前的薄弱环节，只有在韩国采用大型力学振动方法进行采摘，工作原理是使用大型的机械手将花椒枝夹紧，然后进行摇摆和振动，利用共振原理将花椒颗粒从花椒树的枝条上振落下来；
还有的是采用负压吸法，用塑料吸管对准熟透的花椒，工作原理是利用大型的机械动力而产生的强负压气流将成熟的花椒吸入收集箱中。大型机械对花椒园的条件要求很高，在中国的花椒园条件根本达不到要求，同时很难做到保证质量、不伤树体，但可以借助其思路。

我国自1980 年开始[6-7]，国内花椒工业发展得很快，不少椒农和一些科学工作者设计并生产了一批花椒采集用具，从而取代了纯手工采摘，减轻了劳动强度，但普及率不高，现在绝大多数还是采用传统的手工掐摘。《山西农业大学学报》发表了叶全民的题为《顶生小果实采集机的设计》 的论文。2003 年第一款花椒采摘机，是由陕西省韩城启明花椒研究所研制，制造226 台，并投入商业使用，标志着我国采摘机具向前迈进了一个新台阶。2007 年，手枪式锯齿手动花椒摘取设备研制成功，是现在中国市面上使用最好的摘取设备。另外，大量的科学技术人员也开始对花椒采摘设备展开研制。M 环齿花椒采摘是由林州的杨德文设计，还有一些科研人员发明了花椒采摘器，比如陕西的闫启全发明的手套式花椒采摘器，刘筠设计的长臂剪式花椒采摘器等。近年来，随着花椒行业的蓬勃发展，花椒采摘机具的研发也正在蓬勃发展。相继研发出了全自动花椒采摘机，机械式花椒采摘机，负压吸收式花椒采摘机，4HJ-8 型便携式花椒采摘机，双盘平板式电磁花椒采摘器（郑天云设计）。市面上的花椒采摘机械款式很多，性能也得到不少改进。

现在采摘设备[8]虽然在市面上已经不少，但在花椒收获季节的应用并不普遍，主要在动力使用和采摘原理等很多方面出现不足，尤其是对各种收获时期和栽培环境要求下，缺乏针对性的专用采集工具的开发。因此，还需要进行适应性的改造。

2.1 花椒采摘机具的组成

该机具[9-10]主要包括花椒采集装置、支撑装置、电源、软管、主吸管、负压装置、收集装置。

花椒采摘机具组成见图1。

图1 花椒采摘机具组成

（1） 花椒采集装置，该装置是花椒采集装置的关键部件、核心部件，花椒采集装置一般由外壳、剪刀片、连杆、减速装置、电机共同组成，外壳起保护刀片的作用，刀片分为固定刀片和活动刀片，采集装置固定在支撑装置上并与电机连接，在接通电源后，活动刀片做往复直线摆动运动与固定刀片共同完成剪断花椒颗粒柄，完成花椒的采摘。同时，花椒采集装置通过相配合的花椒输出软管、吸管与花椒收集箱连通，使得采摘下来的花椒收集到收集装置中。

（2） 支撑装置主要是连接采集装置和收集装置，电源也安装在其上面，是花椒收获机具的操作部位。支撑装置上还装有调节支撑装置，调节支撑装置包括万向调节杆，其上套装高度调节支撑杆，可以根据花椒颗粒在花椒树上的不同高度，来选择调节杆的伸出长度，方便采摘工人站在花椒树下直接进行采摘，而不需要爬花椒树，既方便花椒采摘，也比较安全。

（3） 电源分2 个部分，一个是固定在支撑装置上的小型太阳能电池，主要是为完成花椒采摘提供动力，完成花椒的采摘；
另一个电源安装在负压装置上，电池型号稍大，主要是为负压装置提供动力，确保采摘下来的花椒颗粒能够在负压装置的作用，通过吸管顺利进入收集装置，完成花椒的收集工作。

（4） 软管是直径为7 cm 的塑料软管，固定在采集装置的出口和收集装置的入口处，主要是对负压装置上的吸管起到保护作用，由于是塑料软管，自由度比较好，在采摘时可随便活动，操作灵活方便。

（5） 吸管连接在采集装置出口和负压装置上，外面还有软管保护，主要作用是通过负压装置使花椒顺利被负压装置吸到收集装置中，完成花椒颗粒的收集工作。

（6） 负压装置固定在收集装置的内部，是收集装置的核心部分，主要是产生负压气流的部件。负压装置通过转向阀连接电动泵的输出端，花椒颗粒通过软管、主吸管进入花椒收集箱收集装置，花椒被留在收集箱内，过滤后的空气再经过一层过滤片进入电机，这层过滤片是防止花椒吸入电机的一道保护屏障，进入电机的空气经电机流出，由于电机运行中碳刷不断的磨损，因此流出负压吸尘器前又加了一道过滤。

（7） 收集装置主要作用是为采摘下来的花椒颗粒提供收集的场所，是一个大约15 L 的塑料密闭容器。通过软管和采集装置相连，并且上面固定有负压装置，也起到固定负压装置的作用。

2.2 花椒收获机具的工作原理

通过电池把动力传到花椒采集装置上，活动的刀片摆动与定刀片共同完成剪断花椒果实的柄，使花椒果实从花椒树上采摘下来；
通过电源把动力作用在花椒采摘机具的负压装置上，在负压系统的作用下，使花椒颗粒通过吸管进入花椒收集装置，完成花椒的收集。

2.3 花椒收获机具的工作过程

同时开启支撑装置上电源开关和负压装置上的电源开关，采摘装置在太阳能电池提供的动力作用下，采摘装置上的活动的刀片开始作往复直线摆动与定刀片共同完成剪断花椒果实的柄，采摘下来的花椒果实在重力作用下进入软管；
同时负压装置在电源动力的作用下，对吸管里的花椒进行过滤，花椒留在收集装置里，过滤后的空气在经过一层过滤进入负压电机流出，完成花椒的采摘收集；
并且通过支撑装置上的调节装置调节采摘装置的伸出长度，来适应花椒树上不同高度和位置花椒的采摘。

2.4 花椒采摘机具关键部位的改进

（1） 动力装置。由原来的普通充电电池改成先进的太阳能电池，工作时不受充电电池大小的影响，工作时间由原来的3～4 h 就需要充电改变为不需要充电，只要有太阳就能一直稳定工作。

（2） 收集装置。以前的花椒收获机具都是在收集装置出口按装一个1.5 L 左右的塑料桶，需要经常拆卸，比较浪费时间，改装后的收集装置为背负式的15 L 左右的塑料桶，通过软管、吸管与采集装置相连，通过负压方式进入收集装置，基本上能保证一上午的采摘。

（3） 收集方式。以前大部分收集装置都采用花椒在重力作用下直接掉落在收集箱里，而且收集箱容量较小，采用负压式收集装置后，收集箱背在采摘工作人员的背部，通过负压电机的动力，把花椒吸入收集箱，收集箱的容量也大大增加，减少了由于收集装置过小而来回装卸收集装置，减少采摘工作时间。

（1） 通过普通充电电池改为太阳能电池，使工作时间更长，效率更高。

（2） 通过改进收集装置为背负式负压收集装置，既减轻了采摘装置的质量，更方便操作，又增加了收集装置的容积，使工作时间加长、效率提高。

（1） 改装后的花椒采摘机具连续工作时间更长。

（2） 改装后的花椒采摘机具采摘装置更轻巧，操作更方便。

（3） 改装后的花椒采摘机具工作时间更长、效率更高。

猜你喜欢 花椒树软管负压 花椒树种植特点及施肥技术世界热带农业信息(2022年9期)2022-10-27试论无负压供水在建筑给排水中的应用建材发展导向(2022年10期)2022-07-28封闭负压吸引治疗技术治疗骨科创伤感染的临床研究中国药学药品知识仓库(2022年10期)2022-05-29“负压”为何能隔离病毒百科知识(2021年20期)2021-10-30源源不断动漫界·幼教365(大班)(2020年7期)2020-06-26花椒树作文·小学中高年级(2020年11期)2020-03-28中班科学区游戏活动设计：软管传声筒地理教育·当代幼教(2020年1期)2020-02-16站在一株花椒树面前草原(2018年10期)2018-12-21花椒树东坡赤壁诗词(2018年2期)2018-05-10负压技术在45例颈外静脉留置针穿刺中的应用效果中国民族民间医药·下半月(2014年4期)2014-09-26