多功能果园作业平台安全性研究进展
发布时间：2021-03-27 00:56
多功能果园作业平台主要应用于梨、苹果等容易因碰撞造成表皮损伤的鲜果采摘,同时兼有果品运输、枝干修剪及疏花疏果等运载平台功能,可显著提高果农工作效率和降低劳动强度。近年来,随着我国果园轻简化管理技术的推广应用,多功能果园作业平台设备快速发展,因平台上作业属于半高空和高空作业,其安全性备受关注。基于多功能果园作业平台的通过性、升降机构、自动调平技术及防侧翻4个方面的研究进展,介绍了履带式及轮式行走装置的优缺点及在国内外的具体应用,套缸式、剪叉式、曲臂式及链式升降机构应用场景,自动调平技术的研究进展及在果园应用中的调平水平、平台侧翻评价指标,以及利用该指标进行侧翻预警和主动防侧控制的方法,并提出多功能果园作业平台农机农艺融合、导航技术及智能机械手等多技术融合方向发展趋势,以期为提高作业平台的技术水平及安全性提供参考。
【文章来源】：农业工程. 2020,10(12)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
链式Fig.6Chaintype
肿爸茫?髯缘挠湃钡?如表1所示［9］。20世纪中叶，欧美地区便开始在果园中使用高空作业平台参与果园采摘工作，开始了果园作业平台的研究工作［14］。在西欧等国家，果园规划得当，建设规模大，地面平整度和通过性好，研制的果园作业平台自动化程度高、机型多样，适合对平地果园进行大规模作业，采用的行走机构以轮式底盘为主。日本的山地和丘陵面积约占其国土总面积的71%，果园类型以丘陵地形居多，所以行间设置相比欧美平原果园要小，因此日本开发的果园机械结构尺寸较小，如图1所示，为了提高稳定性和驱动力通常采用履带式行走机构［9］。日本四国农业试验场研制的履带式自走采摘车采用枢轴式摆动悬挂机构，底盘轮距较宽、重心低、坡地驱动力强、作业稳定性好。日本筑水农机公司研制的BP和BY系列小型果园运输管理机械均釆用履带式行走机构，在坡地作业环境中，接地比压小，滚动摩阻小，通过性能比轮式行走机构好［15］。图1日本小型果园作业平台Fig.1SmallworkplatforminJapaneseorchard我国对果园作业平台研制的时间较晚，且当时果园多集中在丘陵山区，果园面积小，多采用履带底盘。2007年，新疆机械研究院研制的牧神LG-1型多功能果园作业机如图2所示。其行走机构采用履带式底盘，汽油机为该平台的动力源，为行走装置及空气压缩机提供动力;而空气压缩机则为行走装置、举行表1履带式和轮式行走装置特点Tab.1Featuresofcrawlerandwheeledwalkingdevices行走方式优点缺点履带式支撑面积大，接地比压小，通过性良好，滚动阻力小，越野性能好;转弯半径小，可实现原地转向;不易打滑，附着性能好;越沟、越障
刘理民等:多功能果园作业平台安全性研究进展机构、气动剪及其他工作装置提供动力;整个平台的最大举升高度1.5m，该作业机的出现标志着我国由单一的果园釆摘机械进入了多功能作业机械的时代［16］。图2LG-1型多功能果园作业机Fig.2LG-1multifunctionalorchardworkplatform2012年，孙振杰［17］研制了全液压驱动的履带式多功能果园作业平台，能够实现单人操作并进行作业，可在距离地面0.7～2.0m范围内升降，最大升程1.32m，最大爬坡角度14.97°。2014年，刘大为等［18］针对我国当时的果园类型，研制了一款小型履带自走式剪叉作业平台，其爬坡角度可达15°，作业高度可达1.2m。近年来，随着我国农业从业人口的减少，农村土地开始集中流转，大型果园初显端倪，大型轮式果园作业平台将越来越有市场［19］。2升降机构目前，市场上的果园作业平台具有水果采摘、树枝修剪及疏花疏果等多种功能，但最为基本的功能为水果采摘。为方便灵活地采摘果树不同高度上的水果，需要将果园作业平台的作业台调整至合适位置，而调平过程的平稳性及安全性关系着作业人员的生命安全［20］。目前，市场上的作业台升降主要以垂直升降机构为主，每一种升降机构都有各自的优点和适用环境［21］。其中应用较多的有4种升降机构，分别为套缸式(图3)、剪叉式(图4)、曲臂式(图5)及链式(图6)升降机构。套缸式升降机构为多级液压执行元件，可实现直立向上运动，在工作过程中平稳，不易晃动;但成本高，适合较高的乔木式果园采摘及森林防护工作［22］。剪叉式升降机构构造相对简单，维修方便，工作时相对平稳，可确保其稳
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于差动制动的车道偏离辅助控制[J]. 吴乙万,黄智,刘李盼. 中国机械工程. 2013(21)
[2]我国农业人口老龄化对现代农业的影响及对策[J]. 杨长福,张黎. 农业现代化研究. 2013(05)
[3]果园采摘平台行走机构的研究现状及发展趋势[J]. 刘大为,谢方平,李旭,王小龙. 农机化研究. 2013(02)
[4]铰接车辆侧倾过程动态仿真[J]. 田晋跃,贾会星. 农业机械学报. 2006(07)
本文编号：3102567
【文章来源】：农业工程. 2020,10(12)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
链式Fig.6Chaintype
肿爸茫?髯缘挠湃钡?如表1所示［9］。20世纪中叶，欧美地区便开始在果园中使用高空作业平台参与果园采摘工作，开始了果园作业平台的研究工作［14］。在西欧等国家，果园规划得当，建设规模大，地面平整度和通过性好，研制的果园作业平台自动化程度高、机型多样，适合对平地果园进行大规模作业，采用的行走机构以轮式底盘为主。日本的山地和丘陵面积约占其国土总面积的71%，果园类型以丘陵地形居多，所以行间设置相比欧美平原果园要小，因此日本开发的果园机械结构尺寸较小，如图1所示，为了提高稳定性和驱动力通常采用履带式行走机构［9］。日本四国农业试验场研制的履带式自走采摘车采用枢轴式摆动悬挂机构，底盘轮距较宽、重心低、坡地驱动力强、作业稳定性好。日本筑水农机公司研制的BP和BY系列小型果园运输管理机械均釆用履带式行走机构，在坡地作业环境中，接地比压小，滚动摩阻小，通过性能比轮式行走机构好［15］。图1日本小型果园作业平台Fig.1SmallworkplatforminJapaneseorchard我国对果园作业平台研制的时间较晚，且当时果园多集中在丘陵山区，果园面积小，多采用履带底盘。2007年，新疆机械研究院研制的牧神LG-1型多功能果园作业机如图2所示。其行走机构采用履带式底盘，汽油机为该平台的动力源，为行走装置及空气压缩机提供动力;而空气压缩机则为行走装置、举行表1履带式和轮式行走装置特点Tab.1Featuresofcrawlerandwheeledwalkingdevices行走方式优点缺点履带式支撑面积大，接地比压小，通过性良好，滚动阻力小，越野性能好;转弯半径小，可实现原地转向;不易打滑，附着性能好;越沟、越障
刘理民等:多功能果园作业平台安全性研究进展机构、气动剪及其他工作装置提供动力;整个平台的最大举升高度1.5m，该作业机的出现标志着我国由单一的果园釆摘机械进入了多功能作业机械的时代［16］。图2LG-1型多功能果园作业机Fig.2LG-1multifunctionalorchardworkplatform2012年，孙振杰［17］研制了全液压驱动的履带式多功能果园作业平台，能够实现单人操作并进行作业，可在距离地面0.7～2.0m范围内升降，最大升程1.32m，最大爬坡角度14.97°。2014年，刘大为等［18］针对我国当时的果园类型，研制了一款小型履带自走式剪叉作业平台，其爬坡角度可达15°，作业高度可达1.2m。近年来，随着我国农业从业人口的减少，农村土地开始集中流转，大型果园初显端倪，大型轮式果园作业平台将越来越有市场［19］。2升降机构目前，市场上的果园作业平台具有水果采摘、树枝修剪及疏花疏果等多种功能，但最为基本的功能为水果采摘。为方便灵活地采摘果树不同高度上的水果，需要将果园作业平台的作业台调整至合适位置，而调平过程的平稳性及安全性关系着作业人员的生命安全［20］。目前，市场上的作业台升降主要以垂直升降机构为主，每一种升降机构都有各自的优点和适用环境［21］。其中应用较多的有4种升降机构，分别为套缸式(图3)、剪叉式(图4)、曲臂式(图5)及链式(图6)升降机构。套缸式升降机构为多级液压执行元件，可实现直立向上运动，在工作过程中平稳，不易晃动;但成本高，适合较高的乔木式果园采摘及森林防护工作［22］。剪叉式升降机构构造相对简单，维修方便，工作时相对平稳，可确保其稳
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于差动制动的车道偏离辅助控制[J]. 吴乙万,黄智,刘李盼. 中国机械工程. 2013(21)
[2]我国农业人口老龄化对现代农业的影响及对策[J]. 杨长福,张黎. 农业现代化研究. 2013(05)
[3]果园采摘平台行走机构的研究现状及发展趋势[J]. 刘大为,谢方平,李旭,王小龙. 农机化研究. 2013(02)
[4]铰接车辆侧倾过程动态仿真[J]. 田晋跃,贾会星. 农业机械学报. 2006(07)
本文编号：3102567
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