履带自走式果园采摘与修剪综合作业平台的设计与试验
发布时间：2021-06-06 16:56
果园种植业已成为我国农业产业发展的重要支柱之一,各大高校及企业虽已研制了众多的果园作业机械,但大部分果园机械存有功能单一、可靠性差、作业效率低等问题。目前绝大数果园采摘与修剪作业仍依靠梯子辅助人工完成,作业率低,高空作业危险性大;全自动采摘机器人成本高、技术实现难度大,因此研究和开发果园机械化作业平台,提高采摘与修剪作业效率是目前国内果园生产的必然选择。为此设计了一款履带自走式果园采摘与修剪综合作业平台,能同时完成采摘、输送、收集、装箱以及对果树枝条修剪的联合作业,本论文研究的主要内容包括以下:（1）作业机械设计方案的确定。分析对比国内外果园作业平台的研究发展和差异,提出现阶段国内果园多功能作业平台存在的发展问题。针对目前国内新型果园“矮砧宽行密植”种植模式,结合果园采摘的农艺要求,提出一款基于人工辅助采摘与修剪作业的“双侧、多工位可调式作业和水果柔性分级输送和收集”的设计方案。作业平台采用履带自走式底盘,果实从输送到装箱可完全实现自动化作业,能保证采摘人员的连续性采摘作业,降低了准备时间,极大的提高采摘作业效率,减少劳动强度。（2）作业平台关键部件的分析与优化。利用ANSYS Wor...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LG-1型履带自走式果园作业机
自走式作业平台底盘结构形式分为轮式和履带式两种（段洁利等，2012；郭民，2012），牵引式作业平台依靠大马力拖拉机作为牵引力，在单一的升降台上分辅助设备，结构简单，成本低，但转弯半径大（王亚龙，2017）。国内对果园自走式作业平台的研究已经有了一定的发展，2007 年由新疆机械发的国内第一台多功能果园作业机 LG-1 型（图 1-1）。该机采用履带式行走机机构和操纵方式均采用机械式，底盘重心低，整车体积较小，拐弯半径小，果过性较好（刘西宁，2009），由气动升降系统控制作业平台的升降，可以辅助工成 1.5 m 范围内的采摘、剪枝和喷洒农药等。但该机作业平台采用气动系统控重量有限、成本高、举升高度低，适用于矮小型果树的收获与修剪。2011 年，山东华兴机械公司研发设计出一款手扶式多功能升降工作台 STQ-30 1-2）。采用四轮驱动承载底盘，配备剪叉式升降作业平台（张忐忑，2014）。参台尺寸 1.3m×1.0m、起升高度 3.5m、结构质量 460kg。但该机工作台作业面积合多人连续采摘作业，效率低下且操作不方便。
履带自走式果园采摘与修剪综合作业平台的设计与试验机作业平台尺寸较小、举升高度有限，不能实现多人连续性采摘以及修剪作业并且无完成较高位置的采摘和剪枝作业。2013 年，刘大为等研制出一款履带式小型果园升降作业平台（图 1-4）。整机外形寸较小，采用剪叉式升降机构完成对载人工作台的升降，载人工作台既可以完成载人物要求，又可以实现采摘人员在同一位置的多角度作业，采用回转支撑对方位进行调节通过液压缸能够控制载人工作台调平。参数：平台最大升降高度为 1.2 m，平台上升度为 0.03m/s、下降速度 0.12m/s（刘大为，2013）。但该机工作台举升速度慢，导致业效率低；作业平台尺寸小，不适合多人连续性采摘及修剪作业。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大模数重载齿轮齿条接触强度分析[J]. 冯定,亢博文,施雷,彭太峰,向正新. 石油机械. 2018(08)
[2]履带自走式水果采摘作业平台的设计与试验[J]. 席远军,高旭宏,刘洪峰,王春吉,高鹏. 中国农机化学报. 2017(11)
[3]我国果园机械化生产现状与发展策略[J]. 赵映,肖宏儒,梅松,宋志禹,丁文芹,金月,韩余,夏先飞,杨光. 中国农业大学学报. 2017(06)
[4]果园升降平台自动调平控制系统设计与试验[J]. 樊桂菊,王永振,张晓辉,赵金英,宋月鹏. 农业工程学报. 2017(11)
[5]果园作业升降平台设计与剪叉分析[J]. 耿佳期,刘俊峰. 农机化研究. 2017(04)
[6]水果采摘机器人智能移动平台的设计与试验[J]. 董芒,顾宝兴,姬长英,张庆怡,查启明. 华南农业大学学报. 2016(04)
[7]江西果园管理机械化发展现状与发展趋势[J]. 黄杨生,徐媛,伍文锋,严诚. 南方农机. 2015(10)
[8]机器手采摘苹果抓取损伤机理有限元分析及验证[J]. 姬伟,李俊乐,杨俊,丁世宏,赵德安. 农业工程学报. 2015(05)
[9]我国果园机械的现状与发展趋势浅析[J]. 刘燕,胡进鑫,谭本垠,朱月秋. 农业开发与装备. 2014(06)
[10]我国果园机械化现状与发展思路[J]. 常有宏,吕晓兰,蔺经,薛新宇,王中华. 中国农机化学报. 2013(06)
硕士论文
[1]自走式多功能果园作业平台的设计与试验[D]. 杨传龙.山东农业大学 2018
[2]烟草夹持式智能打顶机的研制与试验[D]. 杨庆璐.山东农业大学 2018
[3]牵引式果园采摘作业平台设计与研究[D]. 王亚龙.西北农林科技大学 2017
[4]轮式果园作业平台液压系统设计及仿真分析[D]. 邹海兵.西北农林科技大学 2017
[5]3GP-170自走式果园作业平台液压系统研究及实践[D]. 刘仕元.燕山大学 2017
[6]果园多功能轮式作业平台设计与优化[D]. 程健.西北农林科技大学 2016
[7]履带式果园作业平台控制系统设计及优化[D]. 石家庆.西北农林科技大学 2015
[8]履带式果园作业平台动力学性能研究[D]. 梁琦.西北农林科技大学 2015
[9]苹果园生产机械化工艺研究与机械选型[D]. 曹文龙.河北农业大学 2014
[10]山地丘陵果园综合作业车设计[D]. 张忐忑.西南大学 2014
本文编号：3214785
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LG-1型履带自走式果园作业机
自走式作业平台底盘结构形式分为轮式和履带式两种（段洁利等，2012；郭民，2012），牵引式作业平台依靠大马力拖拉机作为牵引力，在单一的升降台上分辅助设备，结构简单，成本低，但转弯半径大（王亚龙，2017）。国内对果园自走式作业平台的研究已经有了一定的发展，2007 年由新疆机械发的国内第一台多功能果园作业机 LG-1 型（图 1-1）。该机采用履带式行走机机构和操纵方式均采用机械式，底盘重心低，整车体积较小，拐弯半径小，果过性较好（刘西宁，2009），由气动升降系统控制作业平台的升降，可以辅助工成 1.5 m 范围内的采摘、剪枝和喷洒农药等。但该机作业平台采用气动系统控重量有限、成本高、举升高度低，适用于矮小型果树的收获与修剪。2011 年，山东华兴机械公司研发设计出一款手扶式多功能升降工作台 STQ-30 1-2）。采用四轮驱动承载底盘，配备剪叉式升降作业平台（张忐忑，2014）。参台尺寸 1.3m×1.0m、起升高度 3.5m、结构质量 460kg。但该机工作台作业面积合多人连续采摘作业，效率低下且操作不方便。
履带自走式果园采摘与修剪综合作业平台的设计与试验机作业平台尺寸较小、举升高度有限，不能实现多人连续性采摘以及修剪作业并且无完成较高位置的采摘和剪枝作业。2013 年，刘大为等研制出一款履带式小型果园升降作业平台（图 1-4）。整机外形寸较小，采用剪叉式升降机构完成对载人工作台的升降，载人工作台既可以完成载人物要求，又可以实现采摘人员在同一位置的多角度作业，采用回转支撑对方位进行调节通过液压缸能够控制载人工作台调平。参数：平台最大升降高度为 1.2 m，平台上升度为 0.03m/s、下降速度 0.12m/s（刘大为，2013）。但该机工作台举升速度慢，导致业效率低；作业平台尺寸小，不适合多人连续性采摘及修剪作业。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大模数重载齿轮齿条接触强度分析[J]. 冯定,亢博文,施雷,彭太峰,向正新. 石油机械. 2018(08)
[2]履带自走式水果采摘作业平台的设计与试验[J]. 席远军,高旭宏,刘洪峰,王春吉,高鹏. 中国农机化学报. 2017(11)
[3]我国果园机械化生产现状与发展策略[J]. 赵映,肖宏儒,梅松,宋志禹,丁文芹,金月,韩余,夏先飞,杨光. 中国农业大学学报. 2017(06)
[4]果园升降平台自动调平控制系统设计与试验[J]. 樊桂菊,王永振,张晓辉,赵金英,宋月鹏. 农业工程学报. 2017(11)
[5]果园作业升降平台设计与剪叉分析[J]. 耿佳期,刘俊峰. 农机化研究. 2017(04)
[6]水果采摘机器人智能移动平台的设计与试验[J]. 董芒,顾宝兴,姬长英,张庆怡,查启明. 华南农业大学学报. 2016(04)
[7]江西果园管理机械化发展现状与发展趋势[J]. 黄杨生,徐媛,伍文锋,严诚. 南方农机. 2015(10)
[8]机器手采摘苹果抓取损伤机理有限元分析及验证[J]. 姬伟,李俊乐,杨俊,丁世宏,赵德安. 农业工程学报. 2015(05)
[9]我国果园机械的现状与发展趋势浅析[J]. 刘燕,胡进鑫,谭本垠,朱月秋. 农业开发与装备. 2014(06)
[10]我国果园机械化现状与发展思路[J]. 常有宏,吕晓兰,蔺经,薛新宇,王中华. 中国农机化学报. 2013(06)
硕士论文
[1]自走式多功能果园作业平台的设计与试验[D]. 杨传龙.山东农业大学 2018
[2]烟草夹持式智能打顶机的研制与试验[D]. 杨庆璐.山东农业大学 2018
[3]牵引式果园采摘作业平台设计与研究[D]. 王亚龙.西北农林科技大学 2017
[4]轮式果园作业平台液压系统设计及仿真分析[D]. 邹海兵.西北农林科技大学 2017
[5]3GP-170自走式果园作业平台液压系统研究及实践[D]. 刘仕元.燕山大学 2017
[6]果园多功能轮式作业平台设计与优化[D]. 程健.西北农林科技大学 2016
[7]履带式果园作业平台控制系统设计及优化[D]. 石家庆.西北农林科技大学 2015
[8]履带式果园作业平台动力学性能研究[D]. 梁琦.西北农林科技大学 2015
[9]苹果园生产机械化工艺研究与机械选型[D]. 曹文龙.河北农业大学 2014
[10]山地丘陵果园综合作业车设计[D]. 张忐忑.西南大学 2014
本文编号：3214785
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