果园履带式多功能作业机的研制

　　摘要:针对我国果园多分布于丘陵山地等复杂地形和果园作业机具的配套率低的现状，研制了一种果园履带式多功能作业机。为了实现弥雾机、割草机和开沟机等作业装置的快速更换，在作业机后部设计了由液压油缸与挂接板组成的悬挂装置，提高了主机的配套率。在作业机的后方，采用液压马达带动双万向联轴器为作业装置提供动力，实现弥雾、割草和开沟等多种作业。为满足驱动行走与辅助装置工作的要求，设计了相应的液压传动系统。试验表明:该作业车最大爬坡度为28°，横向作业坡度为12°，喷雾作业效率为1．2hm2/h，除草作业效率为0．6hm2/h，开沟作业速度为2．8km/h，开沟深度与宽度为300mm×300mm。

　　关键词:液压;履带式;果园;作业机

　　引言

　　我国是世界第一大水果生产国和消费国，林果业是农民增收致富的一条重要渠道。但是，我国果园主要分布在丘陵山地，地形复杂多变，现有的轮式作业机械抗倾翻能力差，转弯半径大，难以适应丘陵山地等复杂地形［1－3］。果园管理中的植保、开沟施肥和除草作业具有劳动量大和季节性强的特点，随着劳动力成本的不断升高，果园管理机械化的需求也越来越迫切［4］。近几年出现的微耕机等小型机具主导了丘陵山地农机的发展方向［5］，但微耕机作业效率不高，难以适应规模化种植的需求。新疆机械研究院研制了一种手扶式履带多功能果园作业机，但其植保作业还是依靠果农手持喷杆作业，无法实现开沟施肥和除草的机械化作业［6］。与此同时，我国果农的购买能力不强，如何提高主机的配套率也是亟待解决的问题之一。因此，研制一种适合丘陵山区果园植保、开沟施肥和除草作业的果园多功能作业机对于提高我国果园管理的机械化水平具有重要的意义。

　　1整机结构与工作原理

　　1．1主机结构设计

　　该履带式果园多功能作业机行走与工作部件均采用液压系统进行驱动，主要由车架、动力系统、履带行走机构、悬挂装置和控制装置组成，拆去座椅的整机结构如图1所示。

　　1．2工作原理

　　为提高操作性能和驱动力，作业机采用液压系统进行驱动，液压系统原理如图2所示。

　　2主要零部件设计

　　2．1行走驱动液压系统的设计

　　履带车辆行驶在松软地面时，由于土壤压实和流动而造成较大的能量损失，所以需要较大的驱动力［8－9］。车辆转向和爬坡时的驱动力矩和功率较大，根据设计参数选取两者的最大值作为行走系统的最大驱动力矩和功率。

　　2．2作业装置传动系统设计

　　目前与拖拉机配套的果园作业机械已经比较成熟，根据果园作业的要求，选取市场上常见的背负式风送喷雾机、开沟机和双圆盘割草肥田机，3种作业装置性能参数如表2所示。

　　3试验

　　为了验证多功能作业车的各项性能，在山东农业大学南校区进行了试验。本次试验悬挂了割草机、弥雾机和开沟机3种不同附具，开沟与割草试验如图4所示。

　　4结论

　　1)针对轮式拖拉机难以适应丘陵山地复杂地形作业的问题，设计了一款果园履带式多功能作业机。通过对整机结构的优化配置，使得该机具有较大的爬坡能力，且具有重心低和抗倾覆能力强的特点，特别适合丘陵山地复杂地形条件下的果园管理作业。

　　2)为提高机具的配套率，实现多种作业装置的挂接，设计了由挂接板、挂接耳、挂接销、螺栓和机具提升液压缸组成的悬挂系统，具有简单可靠的优点。

　　3)为了减小机器的体积，提高操作性能和驱动力，本机行走与工作部件均采用液压系统进行驱动。针对该机型设计了相应液压系统，确定了关键零部件的型号，以满足驱动、机构调整与作业装置工作的要求。

　　参考文献:

　　［1］张小明．我国丘陵山地农业机械化的现状与发展［C］//农业部南京农业机械化研究所．全国丘陵山地农机化技术发展高层论坛论文集，南京:农业部南京农业机械化研究所，2011:4．

　　［2］白钰，潘冠廷，刘志杰，等．山地履带拖拉机纵向坡地越障性能仿真分析及试验验证［J］．安徽农业大学学报，2017，44(3):536－540．

　　［3］潘冠廷．山地履带拖拉机坡地转向动态稳定性理论研究［D］．杨凌:西北农林科技大学，2015．

　　［4］朱余清，洪添胜，吴伟斌，等．山地果园自走式履带运输车抗侧翻设计与仿真［J］．农业机械学报，2012，43(S1):19－23．

《果园履带式多功能作业机的研制》

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