果园多功能遥控作业平台的研制与试验

摘要

近年来，随着果园种植模式的转变和劳动力成本的增加，对果园作业机械的需求越来越高。由于我国地形复杂，丘陵山地较多，市面上出现的一些果园作业机械很难满足作业要求。在果园生产环节，果实的采摘运输占整个果园生产环节的一半以上，占用大量的劳动力，造成生产成本增加，果民生产积极性下降。因此，为降低劳动成本，提高果品品质，增加果民收入，研究开发一种安全可靠、轻便高效且适应果园作业环境的果园多功能遥控作业平台是十分必要的。 本文在分析国内外果园作业平台的研究现状和当前国内果园农艺现状，设计一种果园多功能遥控作业平台，并对该作业平台进行理论分析和优化设计。本文具体的研究内容如下： （1）本文在分析了国内外果园作业平台的发展现状，总结国内果园作业平台的发展趋势和查阅相关文献的基础上，根据我国果园的种植模式和农艺要求，确定了果园多功能遥控作业平台的整机结构，采用履带式行走底盘，整机采用全液压驱动，通过遥控手柄实现果园作业平台运动姿态的调整。 （2）确定果园多功能遥控作业平台的整机方案和工作原理，对其关键零部件进行设计与选型，包括行走系统、动力系统、机架、调平机构、升降机构和液压系统等，运用Solidworks simulation对机架进行可靠性分析，确定机架最大应力为21.37 MPa，最大位移为0.43 mm，满足设计要求；运用ADAMS对调平机构和升降机构进行优化设计；运用AMESim对液压调平系统进行建模仿真与动载分析，仿真分析结果均满足实际作业要求。 （3）果园多功能遥控作业平台控制系统的设计，包括上位机控制系统和下位机控制系统，上位机控制系统采用MCGS组态软件，通过无线通信对下位机控制系统发送指令，实现果园作业平台前进、后退、转向、升降以及调平等功能，同时，下位机控制系统将作业平台运动姿态角等相关信息上传给上位机控制系统，实现人机交互。 （4）根据可靠性分析和优化设计确定总体方案，加工实体样机，对样机进行性能测试研究。试验结果表明，作业平台直线行走偏移量最大为34.56 cm，相对于测量距离为1.2%，转弯半径为139.6 cm，在预定载荷和工作范围内调平精度在2°以内，满足设计要求。

目录

声明

1 引言

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3研究内容、方法和技术路线

2 果园多功能遥控作业平台整机方案与工作原理

2.1 整机方案设计与布局

2.2 整机工作原理

3 果园多功能遥控作业平台关键部件设计与分析

3.1 动力装置设计与选型

3.2 履带式行走系统设计与分析

3.3 机架设计与有限元分析

3.4 调平机构设计与仿真分析

3.5 升降机构设计与仿真分析

3.6 液压系统设计与仿真分析

4 果园作业平台控制系统设计

4.1 控制系统总体设计

4.2 控制系统硬件设计与选型

4.3 控制系统软件设计与实现

5样机的试制与试验

5.1 果园作业平台样机试制

5.2 果园作业平台性能试验

6 总结与建议

6.1 总结

6.2 创新点

6.3 建议

参考文献

致谢

研究生期间发表的论文及专利情况

附录