采茶機

日本于1910年開始研究和應用采茶剪, 由于采茶剪的應用, 茶葉質量和產量有所下降, 故在當時引起較大爭議。但隨著茶園面積的增加和加工規模的不斷擴大, 并且受到日本當時工業生產迅速發展的影響, 采茶勞力不足的問題愈來愈嚴重, 采茶剪則逐步獲得推廣和應用。1920年, 日本已出現6種不同形式的采茶剪 (采茶鋏, 圖1) , 基本結構就是大剪刀, 并在下刀片下部設一集茶袋, 集茶袋一般用網狀織物制成, 日本全國約有15萬把采茶剪作為采茶工具在生產中應用。同時, 有資料顯示1924年在爪哇也有一種采摘刀用于茶葉生產。第二次世界大戰后, 由于戰爭期間勞動力的大量減少, 日本茶葉生產的勞力更為缺乏, 采茶機械化技術的研究和開發加速, 從20世紀50年代中期開始采茶機的研制。1960年日本落合刃物株式會社創制出第一臺機動式采茶機, 并開始在生產中應用;1966年日本研制出雙人采茶機;1975年后又先后研制出自走式和乘坐式大型采茶機, 并在不同條件的茶園中獲得應用。1967年日本全國擁有動力采茶機1.6萬臺, 1972年則達到4.2萬臺, 1979年達到10萬臺, 平均0.6 hm2(9畝) 茶園就有1臺采茶機在使用, 機采茶葉產量已占全國茶葉總產量的90%。迄今為止, 日本的采茶機種類從動力形式上已先后出現過手動、電動和機動;操作形式有單人手提式、雙人抬式、自走式和乘坐式等;刀片形式有平形和弧形, 并且刀片運轉形式有單動和雙動;從采摘原理上曾提出折斷式和切割式等, 并在折斷指的橡膠硬度和固定指的指間間隙等方面進行了理論探討和試驗。經過反復試驗和應用, 肯定了切割式原理較為符合當前的采摘工藝要求, 并創制出往復切割式、螺旋滾刀式和水平勾刀式等切割式原理的采茶機型, 經過使用對比, 又最終確認往復切割式性能最好, 形成日本國內普遍應用和出口最多的采茶機型式。在切割式采茶機中, 雙人手抬作業的雙人采茶機使用數量最多, 約占全國采茶機使用總量的60%。與此同時, 為與采茶機配套使用, 日本研制出各種類型的茶樹修剪機, 均使用切割式原理, 機器型式有輕修剪機、深修剪機、重修剪機、臺刈機和修邊機等, 作業形式有單人手提式、雙人抬式和自走式等, 同樣也以雙人式茶樹修剪機使用最普遍。

早在1947年, 當時的浙江省農業改進所就進行過茶葉采摘器研究, 后因效果低下而作罷。

1958年, 早年留學日本時任杭州茶葉試驗場場長的葛敬應先生, 制成一種茶葉采割剪, 與日本相似, 在大剪刀上裝上網兜, 用于鮮葉采摘并收集剪下的芽葉。1987年, 浙江省農業廳王家斌在此基礎上, 又制成一種4ZCJ-A型采茶鋏, 在杭州市余杭鎮試用, 比手工采茶功效提高2.0~3.5倍。

中國采茶機的研究正式開始于1955年, 開始時間基本上與日本相同。特別是在1958年開始的全國群眾性技術革新運動中, 經歷不長時間, 各地就出現了根據剪切式、折斷式、滾折式、卷折式、夾采式、打擊式等機械采摘原理, 制造的機構簡易的采摘器或采茶機。1959年采茶機的研究被列入國家重點研究項目, 為總結采茶機群眾性的研制經驗, 中國農業科學院茶葉研究所在杭州召開采茶機現場評比會, 浙江、安徽、福建、湖北、江蘇等省研制的40多種簡易型或原理形式采茶機參加評比, 通過評比向全國推薦了由中國農業科學院茶葉研究所與農業部南京農業機械化研究所共同研制的及浙江農學院研制的兩種型式的采茶機。到了1960年, 中國已經有了以切割式、折斷式、拉斷式3種采摘原理為主, 包括手動、電動、機動3種機型的小型采茶機、畜力和機動自走的中型采茶機, 以及拖拉機懸掛形式的采茶機。這一年, 由中國農業科學院茶葉研究所與農業部南京農業機械化研究所共同研制的采茶機被定型為手動南茶702型往復切割式采茶機 (圖4) , 這是我國首臺被定型的采茶機。這一期間, 雖然全國出現的采茶機形式較多, 但由于當時機械工業還處于低水平狀態, 金屬原材料缺乏, 不少機具還是用竹木材料制作, 形成的各種形式的采茶機大多還只能屬于工具改良和半機械化機具形式。

20世紀60—70年代, 全國采茶機的研制形成高潮, 幾乎所有主要產茶省、市、自治區都開展了采茶機研制與試用。與此同時, 第一機械工業部等將采茶機研制作為國家重點科研項目下達給中國農業科學院茶葉研究所, 組織全國產茶省和相關科研單位進行協作研究。在此期間, 中國農業科學院茶葉研究所殷鴻范等人所研制的電動往復切割式N1C型手提采茶機, 達到了較為完善的水平, 通過了第一機械工業部組織的鑒定, 系國內首臺通過鑒定的采茶機機型, 在浙江、廣東、湖南等省茶區進行過較大面積的試用。

1973年, 國家安排25萬元人民幣進口日本單人采茶機3臺、茶樹修剪機15臺, 交與中國農業科學院茶葉研究所等單位在12個產茶省、區進行試用研究。1975年, 貴州省又斥資進口日本單人采茶機和茶樹修剪機250臺, 分配到省內多個茶場試用, 其中貴州省都勻茶場試用后總結最為全面。這一年8月, 為總結國內采茶機的研制和進口樣機試用的經驗, 第一機械工業部農業機械局支持中國農業科學院茶葉研究所和一機部機械研究院農機所, 在無錫召開了“采茶機現場經驗交流會”, 全國15個省、市近百名代表參加, 有手動、機動和電動3種動力形式的背負、獨輪車載和自走3種作業方式的9臺國產采茶機和4臺日本采茶機進行了演示和交流。參與這次交流的采茶機, 其采摘原理全部為切割式, 在切割式中有往復切割式、螺旋滾切式和水平旋轉刀式3種形式, 進一步驗證和表明, 在現有茶葉生產條件下, 切割式被認為是最為簡單有效的茶葉機器采摘原理。此后, 機械部和農業部又將這批國內外采茶機集中到貴州省都勻茶場進行對比試驗, 通過試驗肯定了可在中國茶區使用的部分機型, 集中展示了中國研制和國外引進的采茶機技術。 

據農業部種植業司統計, 2015年全國18個產茶省茶園面積共計4 316萬畝 (1畝=1/15hm2, 下同) , 同比增長175萬畝, 增長率4.2%;采摘面積3 387萬畝, 同比增加228萬畝, 增長7.22%。陜西省南部三市大力發展茶葉產業, 2015年茶園面積215.9萬畝, 凈增23.5萬畝;漢中市茶園面積達到106.1萬畝, 茶葉產量4.67萬t, 綜合產值超過240億元, 分別占全省的49.1%、64.9%和62.4%。投產茶園收入9 253元/畝, 成為漢中市農業產業的一面旗幟, 帶領農民走向富裕和文明。但茶葉采摘一致以人工為主, 僅采摘耗用人工支出占茶葉生產成本的70%左右。據我們對陜西省南鄭縣25家規?；a的茶企成本調查, 采茶費用平均占茶葉生產總成本的63.74%, 有的茶場采茶費用則高達整個茶葉生產勞動力成本的71.28%。成為制約茶產業健康發展的“瓶頸”, 機采茶成為茶葉機械化必須攻克的難題。這里介紹使用性能較好的采茶機, 供推廣應用者參考。

(1) 華盛泰山4C—60型采茶機

華盛泰山4C—60型采茶機由山東華盛中天機械集團股份有限公司生產。4C—60型采茶機具有結構合理、外型美觀, 使用安全可靠, 振動小、作業效率高等特點, 主要應用于茶園采摘茶葉。工作幅寬60cm, 配套動力1E34F汽油機, 功率0.75k W (1.02hp) , 燃油箱容積0.7 L, 風機直徑14cm, 風機轉速8 000 r/min, 風機風口風速37.7 m/s。

(2) 鉑源4CD—27型采茶機

鉑源4CD—27型采茶機由福建省廈門市鉑源機械制造有限公司生產。經過多年的研究和反復試驗開發出新一代多功能適用型采茶機, 獲得國家專利并填補了該項目的國內空白。該機突破了日本、韓國、臺灣及國內一些產品存在的價格高、使用時笨重、使用成本高、采摘的茶葉質量差 (老葉、老梗、碎片多) 及不適于個人作業等缺陷, 解決了多年來一直困擾著茶農的因勞動力緊缺, 勞動強度大而造成茶無法及時采摘而荒廢的問題。由于產品的設計合理、工藝先進、性能可靠及質量穩定, 深受廣大用戶的信賴和好評。

(3) 亞圣4CS100型采茶機

亞圣4CS100型采茶機由山東省臨沂亞圣機電有限公司生產。主要有亞圣4C60A型單人采茶機、亞圣4CS—120P型雙人采茶機、亞圣4C60型采茶機、亞圣4CS100型采茶機等多款機型。以亞圣4CS100型采茶機為例, 配置1E43F汽油機 (自產, 日本進口化油器) 、E側手把組件, 割側手把組件、機架梁 (前、后) 、割側板、E側板、送風管、風扇、齒輪箱、曲軸箱、刀片 (中外合資金利孚) 等;配套動力1E43F二沖程發動機;排量0.49L;標定功率2.2 k W, 轉速7 500 r/min;動力傳遞方式為V皮帶、齒輪傳動;割幅寬度100cm;切割型式為弧形刀具往復運動;外形尺寸1 300、540、470mm;整機凈質量10.2kg;膜片式化油器 (進口) , 無觸點電子點火 (CDI) , 反沖起動。臺灣齒輪。

(4) 金火JH—60型J采茶機

金火JH—60型J采茶機由福建省金火機械有限公司生產。主要產品有金火JH—60J型采茶機、金火JH—YT50J型采茶修剪一體機、金火JH—50型單人采茶機、金火6CYQT—85型茶葉殺青機等。以JH—60J型采茶機為例, 采茶幅寬60cm, 配套動力為G26LS汽油機, 整機質量9.4kg。

(5) 勇力YL—600B型采茶機

勇力YL—600B型采茶機由浙江省臺洲市勇力機械有限公司生產。有浙江勇力YL—600A型采茶機、浙江勇力YL—600B型采茶機等多款采茶機產品供應。以YL—600B型采茶機為例, 采茶作業幅寬60cm, 傳動方式為自動離心離合, 離合器接合轉速3 600~3 800r/min, 動力型號YL139F/P, 發動機為單缸、風冷二沖程;額定功率0.8k W, 轉速7 000r/min, 燃油配比分離式, 排量0.31L, 油箱容量0.9L, 整機質量15kg。(6) 得力助手ML—600型采茶機

得力助手ML—600型采茶機由福建省泉州市得力農林機械有限公司生產。其產品主要有ML—500型背負式單人采茶機、得力助手ML—450型采茶機、ML—600型型背負式單人采茶機、得力助手4C—50型型采茶機、得力助手4C—60型采茶機、得力助手4C—50A型采茶機等。以得力助手ML—600想采茶機為例, 外形尺寸925、300、200cm;切割寬度60cm;配套動力為進口羅賓EH025四沖程發動機, 功率1.01k W, 標定轉速7500r/min;整機質量5.9kg;生產率≥200m2/h;燃油消耗率≤730g/ (k W·h) 。刀具合資生產;齒輪臺灣產。

(7) 神手50A型一體采茶機

神手50A型一體采茶機由福建省安溪縣神手農業機械有限公司生產。其主要產品有神手50A型一體采茶機、神手3CX—750型茶樹修剪機、神手4C—60型單人采茶機、神手4C—50型采茶機等。以神手50A型一體采茶機為例, 采茶幅寬50cm, 配套動力為汽油機1E34F, 質量6.8kg。

(8) 川崎NV60H型采茶機

川崎NV60H型采茶機由浙江川崎茶業機械有限公司生產。該公司是我國茶業機械行業中第一家外資企業, 1990年由浙江省茶葉進出口有限公司與日本川崎機工株式會社等企業共同出資創建, 旨在引進日本先進技術發展我國茶園作業機械, 解決國內季節性采茶勞動力不足的局面。主要產品有川崎PST75H型采茶機、川崎SV100型采茶機、川崎NV60H型采茶機、川崎CZG—43型采茶機、川崎SM—110型采茶機、川崎NV45型采茶機等。以川崎NV60H型采茶機為例, 配套NE231發動機, 0.23L0.8k W汽油機, 整機 (含汽油機) 質量6.2kg, 采茶幅寬60cm, 日本川崎機工株式會社進口刀片;芽葉完整率≥78.13%;可制茶率>99.02%, 漏采率<0.06%, 損失率<1%, 單位幅寬生產率>193.6kg/ (m·h) , 刀片首次不刃磨工作時間>300h。

(9) 凱帝4C—525型單人采茶機

凱帝4C—525型單人采茶機由湖北大地農業機械有限公司生產。其茶機產品主要有凱帝4C—525型單人采茶機、凱帝BL—750型茶葉修剪機等。采茶寬度52.5cm;配套動力主機1E33F;整機質量3.4kg;操作人數1人。

(10) 永佳4C—60型采茶機

永佳4C—60型采茶機由山東省臨沂市三禾永佳動力有限公司生產。外形尺寸920、270、420mm, 整機凈質量5.2kg, 配套動力1E34F, 工作幅寬56cm, 排量0.26L, 標定功率0.7 5k W, 轉速7 500r/min減速箱減速比65∶14, 單人手提式、減速箱形式為直齒圓柱齒輪。

(11) 恒峻4C—60型采茶機

恒峻4C—60型采茶機由浙江安奇迪園林機械有限公司生產。整機質量9.8kg;外形尺寸900、300、210mm;配置動力1E34F汽油機, 功率1.2k W, 轉速7500r/min, 切割形式往復式, 采茶幅寬60 cm;葉芽完整率≥70%;漏采率≤1%, 單位幅寬生產率≥50kg/ (m·h) 。

(12) 全能4CS—100型采茶機

全能4CS—100型采茶機由浙江省富陽全能機械有限公司生產。其主要產品有4C—60型單人采茶機、3CX—750型單人采茶機、4CS—100型雙人采茶機。以4CS—100型雙人采茶機為例, 進口動力, 進口刀片;外型尺寸1240、510、410mm;質量13.3kg, 功率2.2k W, 刀片長度1 000mm;芽葉完整率80.33%, 漏采率0.07%;燃油消耗率0.807g/ (k W·h) ;單位幅寬生產率953.70kg/ (m·h) ;工作幅寬93cm, 額定轉速10 000r/min, 損失率0.08%, 操作者耳旁噪聲≤90d B (A) , 刀齒形狀弧形。

(13) 日本產采茶機

日本從1955年開始研發小型采茶機, 1976年已經有大型自走式和乘坐式采茶機投入市場并使用, 并逐步將采茶機發展到往復切割式、水平圓盤刀式、螺旋滾刀式和螺旋滾折式等多種類型。日本的茶葉收獲已經實現了高度機械化。其采茶機采用液壓驅動的高地隙底盤, 可以橫跨茶棚作業, 采摘器高度靈活調節, 自動化程度較高。采摘機械手鋒利、靈活, 整個采摘過程對茶葉的葉子毫無損傷, 采摘動作十分精確, 鋼指與茶葉嫩芽的接觸動作也很輕柔, 采收的茶葉嫩芽完整, 品質較好。每臺機器僅需1人即可完成茶葉的收獲作業。

(14) 澳大利亞茶葉收獲機

澳大利亞研制出世界上第1臺具有篩選功能的茶葉采摘機, 采摘效率9.2萬次/h, 作業速度4km/h。采摘方式不是整體切割, 而是僅采摘質量好的、比較軟的兩個綠葉和一個芽, 這種采摘方式收獲的茶葉品質較好;具有篩選功能, 與人工采茶作業相比, 降低了勞動強度, 只要4~6個人操作機器便可完成50個人工采摘的工作量;作業時浮動在茶葉上部, 對作業地面環境無特殊要求;操作簡單, 機手只需控制采摘茶葉的高度, 保證茶葉質量即可。

(15) 英國、美國茶葉收獲機

英國的茶葉收獲機, 結構比較復雜, 功率較大, 行走輪輪距長達2.4m, 而且寬度還可以加長;地輪數量為8個, 機器高速作業時底盤穩定;發動機采用4個變速液壓驅動汽缸;卸料過程采用標準的防滑液壓控制卸料斗, 輸送過程平穩;切割部件采用高速相變鋸, 切割過程干凈、利索。該機收獲技術先進, 但價格也相對較高, 應用范圍也有一定限制。美國的茶葉收獲機從整機結構上看, 機身長度較長, 也具備技術先進、功率較大和作業效率高等特點。

往復切割式采茶機

由0.6～14瓦的小汽油機或40瓦左右的微電機驅動，動力由軟軸傳至手攜采摘裝置，驅動切割器（有雙動刀和單動刀兩種）和集葉裝置作往復運動。采下的茶葉在風機或掃葉輪作用下送入集葉袋。采摘質量好，芽葉完整率可達70%左右，是非選擇性采茶機發展的主要類型。

鉤刀切割式采茶機

采摘裝置的切割器由兩組或多組鉤刀和固定底刀組成，每兩組鉤刀作相向水平旋轉運動而切割芽葉。芽葉的完整率可達50%左右，但有重復切割現象。

螺旋滾切式采茶機

采摘裝置為裝有兩把螺旋形刀片的旋轉刀滾，既用于切割芽葉，又兼有集葉作用。結構簡單，多用于手動采茶機，也可由動力驅動。有嚴重的重復切割現象，葉芽的完整率只有30%左右，適用范圍不廣。

通過多年的實踐證明，實行機械化采茶，不僅能提高工效，增加效益，還是節省大批勞動力，緩解采摘洪峰，縮短采摘周期，保證鮮葉質量的一個關鍵性措施。一臺采茶機正常情況下以8h為一個勞動日，每臺每天可采鮮葉2400kg，如用手工采摘，則需80人才能完成，(春茶每人每天只能采30kg)。一臺采茶機每天可節省75個勞動力；夏秋采茶機采茶數量相同，(手工采茶每人每天可采40kg)，一臺采茶機采茶每天可節省55個勞動力。

便攜式電動采茶機是經過多年的研究，實驗研發而成的。該機突破了日本、韓國、臺灣及內等地制造的采茶機存在的笨、重、操作不便，使用成本高，且采摘下來的茶葉質量差等條條框框，根據中國的山川地理及茶農的實際情況而制造的,產品遠銷國外。

該機操作時只要手握手柄啟動電源開關，將刀片組對準茶葉即可實現采茶作業，而且采摘下來的茶葉質量，可達到手工采摘一樣的水平。

適宜個人采茶，一臺機上山作業一天最少可抵3-5個勞動力的工作效益，且每次使用后再次充電只要0.2度電。使用本采茶機是解決勞動力，支持“三農”的最佳選擇。

投資少，10天就收回2.效率高，1人頂4人3.操作簡便，男女老少都可行4.綠色環保，不產生二次污染5.效果好，同手工采摘沒有區別6.適用性強，適合多種茶園和不同檔次的茶葉采摘。油動采茶機分為二沖程和四沖程的動力機械。

采茶機有三方面需要保養維護：動力、傳動以及刀具。
1.動力。采茶機使用的是汽油和機油的混合油，正常使用時的汽機油比是25:1，當然如果是高速運轉，工作強度較大時，可以提高濃度。要及時注意拆下消音器，清除排氣道中的積炭，以免積炭過多進入缸體，引起拉缸。要檢查更換空氣過濾器、火花塞等，沒工作以油箱后，最好休息10分鐘左右。
2.傳動。傳動裝置的維護需要注意的是每工作4小時就最好要加注潤滑脂一次，每次用油槍壓實10至15次。壓實前先試壓一下，以防空壓。每兩周須將箱內的潤滑脂清洗干凈，再重新加注。
3.刀具。刀具的維護主要是確保每天作業后及時清洗刀片上的污物并加機油。定期檢查刀具上下刃的間隙并及時調整等。還有刀架必須每天滴注機油等潤滑劑，保持刀口鋒利。在刀架的后半部分，也就是齒輪傳動室，必須按時加注黃油以延長機械壽命。

使用采茶機前應留意的問題

1．使用采茶機請務必仔細閱讀運用仿單，將機械的功能以及運用留意事項弄清晰。

2．采茶機裝置的是高速來去活動的切割刀，假如操作有誤，是很風險的。所以在委靡或不舒適的時分，服用了傷風藥之后或喝酒之后，請勿運用綠籬修剪機
3．發起機排出的氣體里含有對人體有害的一氧化碳。因而，不要在室內、溫室內或地道內等通風欠好的當地運用綠籬機。 　
4．以下各類場所，請勿運用。 　
①腳下較滑，難以堅持不變的功課姿態時。 　
②因濃霧或夜間，對功課現場四周的平安難以確認時。 　
③天色欠好時（下雨、刮勁風、打雷等）。 　
5．首次運用時，務必先請有經歷者對采茶機的用法進行指點后，方可開端實踐功課。 　
6．過度委靡會使留意力降低，然后成為發作變亂的緣由，不要使功課方案過于嚴重，每次延續功課工夫不克不及超越30至40分鐘，然后要有10至20分鐘的歇息工夫，一天的功課工夫應限制在兩個小時以內。 　
7．未成年者不答應運用采茶機。

一、無法啟動

啟動采茶機時，拉動啟動繩三次至少有一次成功，反之則是無法正常啟動。如果發現無法正常啟動，則需及時排查故障。首先檢查燃油，如果發現無燃油或者燃油過少，應及時添加;然后，檢查進氣管、汽化器等部件，如果發現有松動，應進行緊固;再次，檢查濾清器網，如果發現堵塞，應清理疏通;最后，檢查火花塞，如果電極燒損，則應更換新件，如果電極間隙過大或過小，則應調整至0.5-0.6mm。

二、中途停止運轉

采茶機在正常作業的過程中，如果突然停止運轉，應從以下方面著手檢修：首先，檢查燃油，如果發現燃油不足，只需填滿即可;其次，檢查火花塞，若因電極積炭短路，只需將其卸下，進行清除即可，如果是因為若因火花塞脫帽，只需按原樣嵌入即可。

三、動力不足

動力不足時，采茶機的發動機無力，會影響茶葉的收割。出現這種情況時，主要是因為有空氣侵入，這時應該緊固或密封相關部件，例如燃油管、進氣管、汽化器等。另外，也可能是消聲器堵塞造成的，應對其進行拆卸清理?！〖~風力不足時，可能是因為風管連接處漏風、風管方向不對或者風管末端沉積雜物，這時應該密合風管連接處，調整風管方位，并清除風管末端的雜物。

四、割茬不齊

刀片轉速過低、間隙過大、磨損變鈍都可能造成割茬不齊，所以刀片要及時更換。此外，每次采茶后，要用清水洗凈刀片，擦干后涂上機油。

五、出現噪音