高地隙果园动力底盘液压系统的设计

结合我国果树苗圃与新型矮砧密植果园栽培模式、管理作业要求以及液压传动技术的特点,设计了高地隙果园动力底盘液压驱动系统以及液压升降系统,并且通过对行走驱动系统参数的计算以及动力底盘的性能试验,验证该动力底盘的动力性能。     

果园作业升降平台设计与剪叉分析

利用Autodesk Inventor三维软件设计了一款轮式果园作业升降平台,其针对新式果园(即果园)采用矮砧密植种植模式,株行距2m×4m,树高3.5~4m,枝展1.5m左右。此种果园将园艺与农机结合,易于机械化作业的实现。剪叉是升降动作的主体,其稳定性是着重考虑的因素之一,剪叉的静力学性能直接影响安全性,同时剪叉固有频率与工作频率相近会对稳定性有不利影响,因而进行了静力学强度校核与模态分析。结果显示:剪叉臂静力学强度符合要求,剪叉机构的固有频率从19.686~58.965Hz逐渐变大,后期发动机选用时应当参考此结果。     

高地隙果园动力底盘的设计

近年来,我国各地果树种植业发展迅猛。面对果农年龄结构老化和劳动力不足的现实情况,针对果树苗圃以及新型矮砧密植果园栽培模式和管理作业要求,研制了一种高地隙果园动力底盘,解决了传统拖拉机作业过程中伤苗以及挂接配套农具之后机身长度过长、通过性降低和转向不灵活等问题。通过以悬挂旋耕机为例进行计算分析,验证本动力底盘悬挂配套果园管理作业及果树苗圃作业机具之后的动力性能。     

基于虚拟样机的果园升降平台仿真分析

果园升降平台经过半个多世纪的发展,自动化程度日渐提高,但在坡地作业实现平台的自动调平依旧是一大难题。为提高平台作业性能,在Pro/E中建立了果园升降平台三维模型,并导入ADAMS中,通过添加约束和驱动,利用虚拟样机模型测试升降油缸的受力并优化升降油缸的安装位置,分析了作业平台运动过程偏移角的变化。同时,利用AMESim对升降平台液压系统进行仿真,分析自动调平系统的可行性,为果园升降平台的设计提供了理论支持。     

多功能果园田间管理机设计与试验

针对现有果园机械化水平较低、缺少集成式设备问题,依据果园农艺要求设计了一种多功能果园田间管理机。该机器为自走履带式有级变速,装配有大块有机肥宽深开沟器、粉状与粒状无机肥开沟施肥回填一体装置等,以完成果园的开沟和施肥等多环节的机械作业。通过快换装置实现开沟和施肥等功能的简便拆卸更换,以保障多功能管理机作业的可操作性和可靠性。经过田间试验,测知管理机能够完成35cm宽、0～40cm深的开沟,施肥深度可达到35cm,作业速度为350～2 000m/h,机身高度90cm,长度270cm。由于机型矮小,转弯半径最小1.8m,行走灵活,因此既可用于现代宽行矮砧密植果园,又可用于传统乔化果园。     

自走式果园多工位收获装备设计与试验

为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题,结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求,本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理,然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式,对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明,所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度,苹果采收损伤率为4.67％,装箱均布系数为1.475,装箱速度为72.9个/min,能够满足果园采收作业要求。     

果园仿形喷杆施药装置设计与动力学仿真

针对矮砧密植果园山地梯田台面果树外侧冠层常规喷药药液不易穿透等着药难问题,对仿树形果园施药装置进行参数化设计、动力学建模与仿真,并结合场地样机试验,探究药液喷杆作业的稳定性与可靠性。仿真结果表明:果园仿树形喷杆施药装置依树形结构进行喷杆位置参数实时调整,展开状态与果树冠层包络线吻合;药液喷杆折叠状态时的最大应力为3.324MPa,最大变形为0.038m;展开状态时最大应力为6.994MPa,最大变形为0.118m,结构强度满足工作要求。试验结果表明:升降架与喷杆组液压缸伸出时间分别为36s和32s,在误差允许范围内,整个机构升降展开过程流畅,行驶过程结构稳定性良好,满足设计要求。     

山地果园灌溉施肥轻简技术模式研究

果园滴灌系统是矮化中间砧密植栽培苹果园水肥管理中一项重要技术要求。为此,针对山地果园的滴灌系统构成、工作原理、布置和地块规格设计,以及农机作业便捷等方面分析了山地果园灌溉施肥轻简化作业技术模式。结果表明:应用滴灌系统及时、定量进行水肥补给,促进了幼龄果树的枝条发育,节约了水资源,具有较高的综合效益。     

特色林果业作业平台设计与试验

为实现果园机械化管理生产,产业的提质增效,促进现代林果业的健康可持续发展,结合新疆兵团的实际情况,研制开发适用于特色林果业的采摘升降作业平台。对果园机具的整机结构和关键部件进行计算设计、优化选型,通过实地测试,确定行走、转弯、爬坡、升降、采摘等各项性能参数指标。测试结果表明:相对于人工作业,升降平台机械作业采摘效率提高50.31%,采摘量提高41 kg/h,集采摘、运输、修剪等各种功能于一体,同时又降低生产成本、保障作业人员的人身安全、减轻工作强度和提高劳动舒适性。     

超短低矮型果园管理机的设计与田间试验

针对现有果园管理机在乔化密植果园作业时，存在机型过高、无法进入树冠下作业、配套农机单元后整机过长地头转弯困难，以及因地势起伏、动力不足、开沟深度、施肥均匀性难以保持稳定和人机无法分离等问题，设计了一种超短低矮型果园管理机，集成遥控技术，可实现远程操作。通过对其传动方式和履带行走系统张紧装置的优化，可实现整机轻量化和小型化。田间试验表明，研制的超短低矮型果园管理机整机高度680mm,长度1950mm,开沟深度稳定性97.8%,排肥一致性变异系数1.9%,达到设计参数值，可满足乔化密植果园作业要求。     

新型落地红枣收获机的设计

为解决南疆矮化密植枣园红枣收获难题,针对矮化密植种植模式下的枣园特点,设计出基于清扫方式和气吸方式相结合的新型落地红枣收获机。介绍了整机结构和工作原理,并对关键部件进行了设计,确定了各关键部件的基本结构和具体型号。同时,分析了红枣清扫聚拢过程,得出清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系,并通过田间试验验证了清扫辊刷转速、机具前进速度与清扫辊刷清扫效果之间的关系。该机整体尺寸小,适应性强,作业效率高,适用于南疆矮化密植种植模式的枣园进行红枣收获作业。     

矮砧集约果园全程机械化——以北京市大兴区榆垡镇梨园为例

以大兴区榆垡镇梨园为例，介绍了适用于矮砧集约果园配套的全过程机械，为果园规模种植提供了必要的技术支撑，给农机推广部门在矮砧集约果园机械的推广方向提供了参考依据。      

一种三角履带式果园动力底盘的设计与研究

针对南方丘陵地区在水果生产中存在劳动强度较大、现有机械设备较少及人工作业效率较低等现象,以及已有机械在丘陵地区果园作业时存在通过性不强、稳定性不好等问题,设计并制造了一种三角履带式果园动力底盘,该底盘外形尺寸小、制造成本低、行走操作简单、稳定性好,能够适应南方丘陵地区果园作业环境。对底盘进行了模拟实际工作环境条件下的平地性能、爬坡性能、转弯半径、跨越壕沟、跨越垂直障碍物测试试验,各项指标均满足设计要求。结果表明:底盘的行驶速度为0.22~0.36m/s,最大爬坡角度为15°,转弯半径为750~1 340 mm,最大跨越壕沟宽度为5 0 0 mm,最高跨越垂直障碍物高度为5 2 8 mm,满足实际工作要求。     

宽幅指盘搂草翻晒机设计与试验

针对国内已研发生产的搂草机机型小、作业速度慢和结构性能差的现状,设计开发了宽幅指盘搂草机,该机适用于农作物秸秆和牧草的搂集、翻晒和并垄作业。该文对宽幅指盘搂草机的总体结构、搂草指盘、搂草指盘调节机构、集草宽度调节机构以及液压控制系统进行了设计并对整机进行了性能试验。试验结果表明:该机结构设计合理,其搂幅8.5 m,漏搂率1.5%,花叶损失率2.6%,生产率12.5 hm2/h,各项性能指标都达到了设计要求。      

多功能全液压果园作业平台的设计与试验

为解决果园作业的机械化程度低和人工劳动强度大的问题,设计了一种多功能全液压果园作业平台。该平台采用全液压四轮驱动,双轮和四轮2种转向模式增强了行走能力、减小了转弯半径,适宜于复杂地形;采用了剪叉式升降机构和可展开式工作台,满足了不同高度和不同株距果树的果实采摘、果枝修剪的需求。同时,设计了调平机构实现平台坡地作业时工作台始终处于水平状态,且前、后两端安装果箱升降装置,便于装卸与运输。对样机进行性能试验,结果表明:其最大负载下行走速度为1.94m/s,最小转弯半径为3m,最大举升高度为2.4 3 m,最大作业宽幅为3 m,调平最大误差1.5°,采摘效率为0.4 2 hm2/h,满足果园作业使用要求。     

山地果园遥控单轨运输机设计

为解决山地果园运输困难的问题,设计了一种山地果园遥控单轨运输机。该单轨运输机由链轮链条机构实现驱动;单轨依地形铺设,适应了复杂地形的运输需要;机架装有防脱轨防侧倒装置,防止运行时单轨运输机脱轨和侧倒。以人工驾驶单轨运输机为研究对象,设计了一套遥控驾驶系统,实现单轨运输机的遥控驾驶。试验表明,该单轨运输机上坡可载重300kg,爬坡角度不大于38°,下坡载重1000 kg,转弯半径不小于4 ,其控制系统遥控距离可达300 ,工作可靠,适合山地果园作业。     

梳齿带自走式杭白菊收获机设计与试验

针对目前杭白菊机械采收漏采率高、破损率高、含杂率高,采收机械工作效率低、行走动力不足、通过性差、收集不便等问题,结合杭白菊的种植模式及采摘要求,设计了一款梳齿带自走式杭白菊收获机。该收获机主要由梳齿带采摘部件、毛刷组件、升降装置、行走装置、收集装置和液压系统组成,采用链传动带动梳齿排循环转动的方式,利用多排梳齿的梳刷作用实现对杭白菊的连续采收,可通过液压系统调节采摘部件的运转速度和工作高度。通过运动力学分析,确定了传送带、旋转梳齿排等关键部件的结构参数。基于此,搭建了试验样机,并以收获机行驶速度、采摘部件工作转速、梳齿与毛刷间的最小距离为试验因素,以杭白菊采摘率、损伤率和含杂率为试验指标,在田间进行了三因素三水平正交试验,获得了收获机最佳工作参数。当行驶速度为0.1m/s、采摘部件工作转速为60r/min、梳齿与毛刷间的最小距离为60mm时,采摘效果最好,采摘率为83.1%,破损率为15.8%,含杂率为17.9%。所设计的梳齿带自走式杭白菊收获机运行稳定,满足杭白菊采摘的农艺要求。     

随行自走式果园割草机的设计与试验研究

针对北方山地中小型矮砧密植苹果园生草制管理中所面临的果园地形复杂及割草作业量大等问题,设计开发了随行自走式果园割草机。该机采用双离合结构,能够实现机具行走与割草作业分别控制。手动控制行走离合可以实现操作人员随行,降低了劳动强度。该机设计割幅为60cm,割茬高度可在5~10cm范围内调节,正常工作速度为3~5km/h。田间试验结果表明:该型割草机工作性能良好,单位区域内杂草撕裂率0.47%,漏割率1.50%,杂草碎段区域平均长度79.39mm,碎草性能较好,工作效率可达0.5hm2/h。该机结构设计合理,割草作业质量能够满足农艺要求,为我国中小型果园生草制管理作业提供了技术支持。     

高地隙植保机辅助驾驶系统设计与试验

针对高地隙植保机作业时驾驶员视野较差导致压苗伤苗的问题,提出了一种辅助驾驶方法。以某高地隙植保机为研究对象,设计了一套人机辅助驾驶系统。首先详细阐述了辅助驾驶系统的液压系统设计方案,在此基础上进行了转向系统结构改进;其次基于预瞄算法和二自由度车辆转向模型,进行转向系统前轮转角控制研究;最后基于Lab VIEW软件创建了辅助驾驶控制系统。在0. 5 m/s的速度条件下,分别在水泥路面和玉米田间环境下进行了试验,试验结果表明,水泥路面条件下,辅助驾驶系统直线路径跟踪偏差均值为5. 2 cm、标准差为3. 4 cm;玉米田间行驶条件下,辅助驾驶系统的跟踪偏差均值为6. 8 cm、标准差为4. 8 cm;设计的辅助驾驶系统在宽行种植作物中具有良好的实用性。