2025年果園機械行業發展現狀分析：提升果園機械智能化水平

  中國報告大廳網訊，2025年，果園機械行業正迎來前所未有的發展機遇與挑戰。隨著勞動力短缺和用工成本的增加，傳統的人工除草和化學藥物除草方式已難以滿足現代生態農業生產的需求。在此背景下，果園機械化、智能化管理成為提升果園生產效率和可持續發展的關鍵。據相關研究顯示，果園除草裝備正朝著輕量化、多功能、智能化的方向發展，而農機農藝融合技術的發展也成為推動智能除草裝備應用升級的重要力量。本文將探討果園機械除草的發展現狀、關鍵技術以及未來的發展趨勢，為行業提供參考。

  一、果園機械除草裝備的發展現狀

  (一)懸掛牽引式割草機

  《2025-2030年中國機械行業發展趨勢分析與未來投資研究報告》指出，懸掛式割草機通過三點懸掛方式連接在拖拉機上，具有作業效率高、地面適應性強等優點。國外的懸掛式割草機主要用於大型牧場，難以直接應用於國內果園除草作業。國內則研發了適合果園除草的懸掛式割草機，如益豐9GXQ—1.4型旋轉式割草機，體積小巧、動作靈活，適合果園環境。此外，王永爍等研究人員還研製了果園株間自動避障除草機，通過加裝避障機構，解決了果樹株間雜草清除的難題。

  (二)騎乘式割草機

  騎乘式割草機因其出色的操作性能和工作效率，受到國內外用戶的廣泛歡迎。義大利的MaTra系列騎乘式割草機通過操縱杆控制切割高度，能夠高效完成雜草清除任務。國內也研發了EGO Z6鋰電零轉向騎乘式割草機，採用電力驅動和原地轉向設計，提高了作業的靈活性和環保性。然而，騎乘式割草機在安全性方面仍面臨挑戰，特別是在斜坡和複雜地形作業時，翻車事故時有發生。因此，後續研究應重點優化割草機的工程結構，提高駕駛員的安全防護水平。

  (三)履帶式割草機

  履帶式割草機因其良好的附著能力和較大的牽引力，特別適合複雜地形的果園環境。德國的AS 1000 Ovis RC遙控連枷履帶式割草機和Agria 9600遙控履帶割草機均表現出優異的作業性能。國內也開展了相關研究，徐鵬等設計了履帶式自主除草機器人的行走控制系統，實現了遠程遙控和自主作業。然而，履帶式割草機在全局定位、自主導航及遠程控制的精準性和可靠性方面仍需進一步提升。

  (四)智能割草機

  隨著人工智慧、計算機視覺等技術的不斷發展，智能除草機器人應運而生，推動果園除草技術向自動化、智能化方向轉型升級。法國研製的太陽能驅動除草機器人和瑞士的ARA智能除草機器人均實現了雜草的精準識別與處理。國內也在智能割草機方面取得了顯著進展，如龍門實驗室研發的XKZ—50H型果園智能除草機器人，實現了多機協同作業，提升了作業效能。然而，果園生產環境的複雜性仍為智能除草機器人的研髮帶來了巨大挑戰，未來需進一步完善其環境感知、智能控制和系統決策技術。

  二、果園機械的關鍵技術與裝置研究

  (一)果園機械除草裝置

  除草機械的核心部件是刀盤，常見的形式包括圓盤式、滾刀式、往復式和甩刀式等。研究人員通過優化刀盤結構和切割參數，提高了除草性能。例如，馬攀宇等設計的等滑切角甩刀式切割器，採用對數螺線作為刀片切割曲線，有效降低了滑切阻力。此外，張雯研製的小型圓盤式割草機，採用雙切割系統設計，實現了水平和豎直雙向切割，減少了纏草現象。儘管如此，適應複雜環境的多功能切割器仍有待進一步研究。

  (二)果園機械避障技術與裝置

  避障技術是果園機械除草作業的關鍵之一，分為接觸式避障和智能避障兩種方式。接觸式避障技術主要依靠機械感應觸杆和液壓控制系統實現避障作業。例如，張晉等設計的果園株間自動避障裝置，通過液壓控制系統驅動機具橫向移動，實現避障功能。智能避障技術則依賴於機器視覺、傳感器檢測和GPS導航定位技術。史璐等基於雷射雷達測距技術，融合矢量場直方圖算法和動態窗口算法，實現了果園割草機的智能避障控制。耿乾等則設計了基於視覺傳感器和雷射雷達傳感器融合的避障裝置，提高了避障運動導航的精準性和穩定性。

  (三)果園機械仿形技術與裝置

  仿形技術能夠根據地形起伏調整割台高度，確保雜草割茬高度的一致性。機械仿形主要通過機械提升裝置實現，而液壓仿形則通過液壓裝置控制切割器升降。國外的Kverneland 4332 LR型割草機和53100 MT VARIO BX型仿形割草機均採用了先進的仿形技術。國內也在仿形技術方面開展了研究，馬攀宇等將割刀架與仿形輪結合，實現了較好的仿形效果。然而，國內仿形割草機在穩定性和智能化方面仍與國外存在差距，未來需進一步優化仿形機構設計，提高其適應性和可靠性。

  (四)果園機械導航技術

  自主導航是果園智能除草機器人的關鍵功能之一。目前，導航定位技術多採用GNSS、雷射雷達、機器視覺和慣性導航等方法。Raikwar等提出了一種基於行走底盤運動學模型的導航算法，能夠在GNSS信號受限的環境中繼續工作。劉超等採用三維雷射雷達與優化DBSCAN算法相結合的方法，實現了果樹的精確定位。褚福春等則利用多傳感器融合技術，開發了適用於果園機器人的高精度導航系統。儘管如此，現有果園定位方法的精度和穩定性仍需進一步提高，以滿足複雜果園環境下的作業需求。

  三、果園機械存在的問題及發展建議

  (一)存在的問題

  儘管我國果園機械除草技術發展迅速，但仍存在一些問題。首先，果園機械與農藝的融合度較低，果園建設布局不規範，機械化基礎條件滯後，導致除草機械作業難度大。其次，果園機械裝備的穩定性和可靠性不足，結構設計不合理，材料性能差，製造工藝不規範，影響了裝備的使用壽命和作業效果。最後，果園機械的智能化程度不高，精準定位、作業調度和自主系統構建等方面仍面臨諸多技術難題。

  (二)發展建議

  增強果園機械與農藝的融合度：推進果園宜機化改造，建設標準化果園，培育適於機械化作業的果樹品種。果園機械行業發展現狀分析指出，加強果園數位化基礎設施建設，構建果園資料庫和信息服務平台，為智能農機的發展提供數據支持。

  提高果園機械裝備的穩定性和可靠性：優化機械裝備的結構設計，選用優質材料和精密製造工藝，突破關鍵零部件的技術瓶頸，建立完善的質量管理體系，確保裝備的長期穩定運行。

  提升果園機械的智能化水平：加快多傳感器融合技術的應用，提高除草機器人的定位精度和環境感知能力。突破多機協同和調度技術，提高作業效率。加強軟硬體控制平台設計和智能控制算法優化，提升果園除草機器人的智能化決策水平。

  四、總結

  2025年，果園機械行業正朝著智能化、多功能和高效能的方向快速發展。通過不斷優化除草裝備的設計和關鍵技術，果園機械在提高作業效率、降低勞動強度和保護環境方面發揮了重要作用。然而，果園機械的發展仍面臨諸多挑戰，如農機農藝融合度低、裝備穩定性和可靠性不足以及智能化水平不高等問題。未來，隨著人工智慧、物聯網和大數據等前沿技術的深度融合，果園機械將迎來更加廣闊的發展空間，為果園的可持續發展提供有力支持。

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