茶叶采摘机文献综述

文献综述报告

（2015届本科）

学 院：工程学院 专 业：物流工程 班 级：2011物工1 姓 名：许战胜 学 号：1128124 指导教师：吕超

2015年5月

上海海洋大学2015届毕业设计报告（文献综述） 茶叶自动摘采装置设计

茶叶自动摘采装置设计

摘要：本文梳理国内外关于茶叶采摘设计和发展前景的参考文献，通过分析茶叶市场需求、自动采摘机发展过程、

人工采茶的缺点和茶叶的机械化采摘发展前景来为茶叶采摘机的设计改进提供几点建议。为以后的设计改进打下基础。

关键词：茶叶；市场需求；机械化采摘；发展前景

茶叶生产是我国传统产业，茶叶已经成为全球三大饮料之一。随着人们物质水平的提高，对健康饮食的要求也越来越高。而茶叶富含的营养价值也越来越被人们推崇和喜爱。2014年，我国茶叶产量175万吨，居世界首位。可茶叶的生产采摘大多数依赖人工采摘，这无形为茶产业增加了不少人工成本和降低了生产效率。所以一款方便快捷茶叶采摘机成为茶农不可或缺的工具，也可以打破采茶叶的发展瓶颈。

1 茶叶的发展状况和市场需求

1.1茶叶的发展

中国是茶叶的故乡，茶文化也是源远流长。全国种植茶叶的地区越来越多。特别是近些年来，我国茶叶的发展取得了惊人的成就。早期的茶叶种植是以农户个体经营为主体，采用原始的人工采茶和加工，生产效率低下，极大程度限制了茶叶产业的发展。茶叶的加工技术水平落后，无法有效的形成规模化生产和销售。由于当时的茶叶生产水平限制，在采摘、加工、运输和销售的过程中浪费了大量的人力物力，而且产品的品质也得不到保证。茶叶的生产效率低于国际平均水平，茶农大多是依靠自己的经验来进行采摘加工，缺乏专业的技能培训。而且茶叶的品牌也是良莠不齐，大大小小品牌数千个，而知名的就那么几个。但是随着茶叶的需求越来越大，中国的茶叶产业逐渐走进了人们的实现并且被重视起来。随着现代机械化农业发展和国家对茶叶产业的大力扶持，我国茶叶的生产逐渐走向现代化和产业化。茶农们也逐渐使用机械化生产工具对茶叶进行采摘和加工，茶叶的品质也在不断提高。随着越来越多的资本注入，茶叶企业已经意识到现有的茶叶生产规模难以满足市场需求，于是大规模的茶叶种植基地孕育而生。茶叶也从开始的个体化、手工化、家庭式经营逐渐走向了产业化、机械化、品牌化。茶叶产业的发展随着时代的脚步在不断扩大，对茶叶附属的设备机械要求也越来越高，而茶叶采摘机作为当中不可或缺的一步也逐渐走进了茶农的平常生活劳作当中。

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1.2 茶叶的市场需求

据统计2014年，我国茶叶总产量高达到175万吨，产量达到世界首位。茶叶的消费市场也是逐年上涨。世界人均年消费茶叶近500克，英国人均年消费2460克，日本人1005克，爱尔兰3170克，中国330克，香港特别行政区1370克。由此可见，茶叶市场还具有一定的发展前景。随着生活水平的不断提高，人们对茶叶品质的要求越来越高。在消费往往倾向于那些名优茶、名牌茶叶。从长远来看，我国茶叶产业虽然竞争会越来越激烈，但是市场需求量是不容小觑的。喝茶已经成为中国人名的一种生活习惯，每家每户都会备点茶叶，接待客人或者自己小酌。而且走亲访友时，茶叶也成为时尚健康的送礼佳品。所以各地对茶叶产业也越来越重视。像贵州、福建、浙江、江苏等地都在大力扶持茶叶种植产业和茶叶附属产品的开发规划。

2茶叶采摘的机械化发展过程

2.1早期的人工采摘

在茶叶产业发展初期，农用机器发展落后，茶叶的采摘大多采用人工采摘。人工采摘这是传统的采摘方法。它的优点是易掌握，缺点是费时费力、动成本高。难以做到及时采摘。目前细嫩名优茶的采摘，由于采摘标准要求高，还不能实行机械采茶，仍用手工采茶。人工采摘往往伴随着一系列的问题，比如效率低下、人工成本高、无法满足市场需求等。而且人工采摘茶叶对采摘者的技术要求十分高。茶农在采摘时出现用手扭采、揪采、抓采等现象，破坏树冠培养、损伤茶芽、老嫩不一、芽叶破坏、混杂等严重，即影响茶树生长，又影响品质的提高。所以采摘者往往需要经过一段时间的技能培训才可以胜任这项任务，但这又无形中提高了茶叶的生产成本，遏制了小型茶农的发展。而且随着市场需求量的不断增加，人工采摘已经无法满足当今茶产业的发展扩大。

2.2日本茶叶采摘机的介绍

在世界产茶国中,日本茶叶机械发展很快。在全国76.9万亩采摘茶园中,除少数覆盖茶,玉露茶,碾茶等高级茶用手采外,其它的茶园几乎都用机采。平均亩产277斤。是世界上单产最高的国家。由于日本劳动力缺乏，所以日本对机械化农业发展十分重视。日本早在上世纪20年代就开始了茶叶机械化采摘机的研制和改进。从刚开始的携带型采茶机到最后的自走式采茶机都能比较有效的帮助茶农进行采摘生产。 2.2.1携带型采茶机

携带型采茶机的采摘方式有3种,既往复动刃型(现在的可搬型采茶机多采用这种方式)圆盘状的水平回转刃型以及圆桶刃型,到1965年止,全日本该机械的普及台数超过了100万台。携带型的机

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械,机身重6-12公斤,采摘幅度25-45厘米。采摘劳动强度相对较大,工作效率也相对较低,但现在日本的山地茶园还有不少是沿用该机械的,1小时可采40-60公斤鲜叶。 2.2.2可搬型采茶机

可搬型采茶机也被称为双人采茶机。1965年鹿儿岛松元机工开发了可搬型茶叶采摘机,最初采用的是圆筒刃型,现在的话,不锈钢的往复动刃型已经成为主流,该机械采用送风的方式,将采摘下的茶叶送到机身后的布袋中。随着新型材料的运用,机身的重量也由当初的超过20公斤,演变到现在的10公斤的程度。该机械一次采过,就可以完成半个茶树蓬面的采摘任务,快捷便利,售价不高,是日本当前最普及的茶叶采摘机型。一小时可采250-370公斤的鲜叶。 2.2.3自走式步行型采茶机

1970年，开始发行可走行装置的采摘机。主要采用车轮走行和履带走行的模式,这样就可以实现单人操作了,而不用非2人抬着不可了。这种机械的单人效率是可搬型机种的1。8倍。不过该机型的普及率不很高,卖的不是很好。 2.2.4轨道走性型采摘机

1985年,开始在茶园铺设轨道进行轨道走行型采摘机的研究,1990年,该技术进入实用化阶段,这种机型的突出优点是:采摘精度较高,可以采摘不混入茶茎和老叶的嫩叶部分,现在静冈县有380公顷的茶园普及了该机型。该机型1小时可采360公斤鲜叶。 2.2.5乘用型采摘机

1961年,鹿儿岛茶叶实验场开始进行乘用型采摘机机械的研究,此后其他研究机构和机械制造企业共同象实用性方向迈进,开始采用的是车轮型,但是车轮型在软弱的土壤中行走非常不便,之后,又改用履带式的。1997年,这种采摘机械在平坦而宽阔的茶园地区的普及数超过了1000台。同年,落合刃物工业开发成功了只有之前机械重量3分之一的小型乘用型机械,这样搬送容易,还是价格也是一般中规模的农户所能承受的,2007年开始,共有4家企业开始制造贩卖该型号的机械,价格从几十万人民币到几百万人民币的都有。1小时可采10-20A的面积,产量可达到500_1500公斤呢。该机械还有一个限制,就是茶园除了要求平坦,宽阔外,行间距要在180厘米。

2.3我国采茶机械的发展

早在上个世纪50年代，我国就开始了对茶叶机械化采摘的研究。从开始研发到投入生产，大概分为三个时期。第一时期为50年代到60年代，这一阶段大都处于摸索阶段。大家互相合作，研制除了不少采茶机型。采摘原理有滚折式、切割式等。而采用的动力也是各种各样，有人力、电力和

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依靠于拖拉机发动机产生的动力旋转。其中最著名的实验产品有南茶702、浙农4号等。不过由于资金有限，这类产品都没有大规模投入生产使用。第二时期为60年代到70年代初，以 NIC型(电动往复切割式)采茶机为代表 。当时茶叶产业的发展需求已经越来越大，而现有的茶叶生产已经跟不上市场的需求，所以更加快捷的茶叶采摘机已经迫切需求。各个采茶机研发机构通力合作，总结了前一阶段经验和成果，在动力和采摘原理上进行了大幅度的优化改良，研制出了NIC型采茶机。这是我国第一台定型的采茶机。第三时期则是从80年代至今，随着科技的快速发展，国家也加大了对农用机械的扶持和研发。各个茶叶大省都先后研制除了方便快捷的采茶机。目前我国有大大小小十几种采茶机，其工作原理大多为切割式采茶，采用的动力有手动、电动、机动等。

3采茶机的发展前景和利弊

3.1采茶机的发展前景

随着我国人们生活水平的提高，对健康生活的不断追求，茶叶生产中的名优茶的生产呈现快速增长的趋势，产量从 1999 年的2.7 万吨增长到 2006 年 20.3 万吨，而产值从 1999 年的 6.4 亿 元增长到 2006 年的 104.1 亿元。 近年来名优 茶加工机械的发明和使用，解决了传统的手工制茶质量参差不齐的缺点， 简化了操作程序， 大大提高了生产效率， 使得名优茶的生产步入机械化，而名优茶鲜叶采摘成为了限制名优茶机械化生产发展的瓶颈。 要解决名优茶的采摘问题，根本出路在于实现机械化采茶。现阶段推行机械化采茶的难点在 于，名优茶鲜叶原料要求高，且标准不统一，有单芽型，有一芽一叶初展为主型，有一芽二叶初展为主型， 基本上所有名优茶叶原料都要求鲜叶原料芽叶完整，芽叶成朵，而现阶段在生产实践 中普遍采用的采茶机都是针对大宗茶鲜叶原料设计和生产的，机械采摘的鲜叶一致性差，老嫩不一，很难找到一个有效的鲜叶处理和分级措施。一些茶区由于茶季采工紧缺， 茶农只好看着茶树新梢老在树上，望茶兴叹，好的茶树长势却难以产生经济效益。要实行机械化采摘名优茶，应从几方面着手：（1）改造现有茶园面貌，使之适应机械化采茶。 如选择优良茶树品种，扩大无性系栽培面积，加强茶园管理， 培养合适的树形和采摘面。 （2） 改进现有采茶机械或深入研究名优茶采茶机，提高采摘茶叶鲜叶的质量，尤其是提高采摘芽叶的完整性和一致性，使之能基本符合名优茶鲜叶质量要求；我们应该加大对名优茶采茶的研究力度，如利用茶树不同成熟度的芽叶或叶片之间在颜色、 纤维木质化程度、 叶片面积等因素上的差异，采用智能化自动识别技术，使新一代名优茶采茶机械采茶时对芽叶新梢具备一定程度的选择性，且能较好地保持芽叶的完整性。（3）改进和提高现有鲜叶处理和分级措施，提高机械采摘鲜叶的适制性。（4）改革传统茶叶加工工艺技术，使机械化采茶和机械化加工相互适应，综合改进和提高茶叶制成品的品质和风格。 我国茶园面积居世界首位， 全国名优茶生产效益早已超过茶叶行业总体经济效益的五成，实施名优茶机械化采茶，是逐步实现茶叶生产由传统的劳动密集型行业向现代技术密集

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