山地果茶园轨道运输机的安装使用和维护

我国南方地区多属于山地丘陵地形,柑橘桃李等水果、茶大多种植在山地上,作业条件差,机械化水平低,其主要靠人力完成,劳动强度非常大。近些年,以山地果茶园生产资料和果茶品运输为突破口,使得这一薄弱环节迈出了令人欣喜的步伐。目前,国内外开发较多的果茶园运输机械,主要有单轨运输机、双轨运输机、履带式运输机和索道运送系统等。本文主要介绍单轨运输机,并以介绍汽油自走式单轨运输机为主。     

基于超高频RFID双天线双标签对照的果园单轨运输机定位

针对果园单轨运输机在轨位置精准感知的应用需求,该文基于超高频射频识别技术(radio frequency identification,RFID)接收信号强度数据进行了运输机定位试验研究。该研究通过分析RFID通信特征,设计了RFID双天线双标签对照的运输机定位方法,构建了能量传输定位模型和路径损耗定位模型;通过阅读器单天线试验,得到当前RFID设备的安装参数,确定了阅读器天线与轨道标签之间的最优垂直距离为20 cm,双标签之间的最优水平在轨距离为45 cm;通过双天线试验及数据分析,得到适用于试验环境的最优定位模型系数。试验结果表明,该研究提出的定位模型能够有效降低噪声干扰,减少定位误差。RFID设备在最优定位参数条件下,使用路径损耗定位模型得到的最小定位误差均值为1.0070 cm。该研究验证了基于超高频RFID对果园单轨运输机定位的可行性,提升了运输机运行安全性和可靠性。     

林果运输系统中作业舒适性与安全性的研究

针对目前单轨林果运输系统中存在的劳动作业方案不合理、劳动强度大、安全保障差等问题,利用虚拟样机技术建立人-物-车耦合模型,仿真作业环境。基于人机工程学理论,考虑人体生理尺寸及腰椎间盘受力等因素进行仿真分析。结果表明,在确定搬运作业方案时应根据运输距离和运输速度相应增减工作量;同时应正确选取单轨车支架高度以满足作业舒适性的需求;此外,仿真结果表明单轨车结构设计存在安全隐患。这些都将为单轨车的进一步改进设计及制定科学的运输作业方案提供依据。     

林用单轨运输车液压传动系统的设计研究

针对目前林用单轨运输车所采用的机械传动方式存在问题以及林业生产单位对其大载重量的要求,将原机械传动方式改进为液压传动方式。介绍了单轨运输车采用液压传动方式的特点,分析了该液压系统的工作原理。     

山地果园单轨运输机超声波避障系统的设计与试验

为避免山地果园单轨运输机运行时碰到前方穿越的移动物体或轨道上的静止障碍物,提高运输机工作的安全性和稳定性,研制了山地果园单轨运输机超声波避障系统。该系统由核心微处理器、超声波探头及收发电路、电源模块、无线通信模块和按键等组成。以规则物块、不规则小石块等作为轨道上的障碍物,以树枝、侧枝较多的盆栽柑橘树作为轨道旁的非障碍物,将超声波探头安装在3个不同位置,使运输机工作在慢、中、快3个不同的速度,测试了避障系统的工作性能。试验结果表明,在一定条件下,避障系统能识别轨道上的障碍物和轨道旁的非障碍物。该研究提升了单轨运输机在轨道上无人驾驶运行的安全性和可靠性。     

森林生态型单轨运输车支撑机构的振动性能分析

“森林生态型单轨运输车（简称单轨车）”,是由黑龙江省森林工程与环境研究所引进韩国先进技术进行建造的国内第一套林用单轨运输设备,轨道全长400m。该设备主要用于森林资源保护、森林生态环境监测、森林及湿地生态旅游观光、森林防火、开展科学考察及货物运输等工作。     

山地果园电动单轨运输机控制装置的设计

【目的】研制一种山地果园电动单轨运输机的控制装置,以提高单轨运输机的智能性和安全性,实现其自动控制。【方法】基于单片机、直流电动机、无线通信模块等设计蓄电池驱动的山地果园单轨运输机的控制装置,通过模拟山地果园地形,分别对控制装置的行驶速度调节、制动性能及系统功耗进行测试。【结果】电动山地果园单轨运输机的控制装置由单片机、供电单元、直流电动机、直流电动机驱动模块、制动模块、行驶速度调节模块、无线通信模块、手动控制按键及限位停车模块组成。模拟测试结果表明:单轨运输机的行驶速度可实现0.1~0.6m/s内的加减速调节控制;单轨运输机的行驶速度随着装载质量的增加而逐渐变小;当单轨运输机在39°坡下坡行驶时,通过测速电路控制电磁式失电制动器,能有效解决单轨运输机行驶速度超出安全速度的问题。经连续1个月的实际测试,限位停车控制模块能够实现单轨运输机的及时停车,其可靠性达100%,手动按键及无线遥控均能实现单轨运输机的有效控制,无线遥控最大可靠距离为450m,控制装置响应时间约为2s。【结论】所设计的控制装置运行稳定可靠,能满足单轨运输机智能性、安全性和自制性的预期设计要求。     

自走式山地果园遥控单轨运输机的设计与改进

为克服山地果园遥控单轨运输机的诸多缺陷,对原机进行优化设计。改进时取消了原机复杂的遥控装置,利用四杆-杠杆、撞块联动离合刹车机构,使运输机在轨道上能够任意自动停车和可靠制动,实现无人驾驶。用风冷汽油机替换原柴油机,增大马力、减小整机质量和外形尺寸。重新设计的防侧倒T形夹紧轮,可减小运输机的转弯半径,去掉原辅助轨道,降低轨道高度和安装难度,节约轨道建设成本约40%。检测试验结果表明,改进后的山地果园遥控单轨运输机可以实现爬坡角度达40°,上坡负载质量为500kg,下坡负载质量为1 000kg,最小转弯半径小于4m,工作可靠,运行平稳,操作简单,适合山地运输。     

山地单轨电动遥控运输机设计与试验

针对汽油机为动力的单轨运输机及时停止控制和执行结构复杂,需要额外增加电控系统的问题,结合直流电机作为驱动力易于控制、结构紧凑、无污染的特点,设计一种适合在山地运行的单轨电动遥控运输机。通过对运输机和拖车组成的运输整机进行最大爬坡角度的受力分析,获得满足运输机爬坡需要的最小牵引力;设计和制作运输机驱动机构、传动装置等关键部件,并对直流无刷电动机、蓄电池、限速和失电制动电机等进行选型,设计制作以蓄电池为动力、无刷直流电动机驱动的山地单轨电动遥控运输机。所设计制作的运输机可以搭载250 kg负载,设计额定行驶速度为0.6 m/s,使用时根据实际运行需要,速度可在0～0.6 m/s之间调节,设计制作的运输机技术指标达到了设计要求。在运输机自身功率消耗条件下：水平和下坡运行时,速度对整机功率消耗影响较大,装载质量对功率消耗影响很小;上坡运行时,速度和装载质量对整机功率消耗影响都较大。根据不同工况对电机进行调速,可实现高效运行的同时解决满载大角度爬坡时蓄电池输出电流过大的问题。