輪式果園作業(yè)升降平臺設計及安全穩(wěn)定性分析.pdf

1、我國是蘋果種植大國，蘋果栽種面積位于世界前列。長期以來，喬砧稀植一直是被廣泛采用的栽種模式，但隨著世界范圍內(nèi)的種植模式改革，我國的新型果園大多采用矮砧密植的種植模式，此模式有利于機械化作業(yè)的實現(xiàn)。在果園種植過程中，摘果套袋等環(huán)節(jié)需要人工較多，因此應當研究適用于新型果園的果園作業(yè)升降平臺。平臺在作業(yè)過程中的某些工況下會面臨傾覆的危險，因此有必要進行抗傾覆穩(wěn)定性分析。同時作業(yè)平臺還會面臨刮風天氣外出作業(yè)的情況，這種工況有可能加劇作業(yè)平臺傾覆

2、的危險，因此要進行空氣動力學分析。最終生產(chǎn)樣機并進行試驗與試用。
　　本著園藝與農(nóng)業(yè)機械相匹配的原則，查閱了相關資料了解園藝參數(shù)并以此作為基礎確定了果園作業(yè)平臺參數(shù)。應用AIP軟件進行三維建模，設計部分包括果園作業(yè)升降平臺的工作臺、剪叉組、車架等機構(gòu)，零部件設計完成后進行裝配，設計出了一款輪式果園作業(yè)升降平臺。設計的作業(yè)升降平臺尺寸適用于矮砧密植果園，工作臺面積較大，結(jié)構(gòu)尺寸較為緊湊。
　　設計完成后，利用AIP軟件的iPr

3、operty功能對零部件進行材料信息添加，軟件可進行零部件質(zhì)量計算與重心尋址。利用力矩法進行了無風狀態(tài)的抗傾覆穩(wěn)定性分析，結(jié)果顯示當作業(yè)平臺以側(cè)邊為危險傾覆邊傾側(cè)角度大于等于29.2°時將發(fā)生傾翻;當以橫向傾覆邊為危險邊傾側(cè)角度大于等于31.1°時將發(fā)生傾翻。這一數(shù)據(jù)可作為作業(yè)人員作業(yè)時的參考，可在一定程度上增強使用的安全性。
　　在農(nóng)業(yè)機械裝備中，風阻并未作為常被考慮的條件，但對于作業(yè)平臺這種有傾覆危險的機器，并且需要在有風天氣

4、至山區(qū)丘陵地區(qū)外出作業(yè)，有必要考慮風場的作用。利用ICEM CFD軟件作為前處理軟件，利用Fluent軟件作為計算與后處理軟件，根據(jù)殘差歷史曲線認為得到了數(shù)學模型收斂合理的結(jié)果，后可得到了作業(yè)平臺在向前行走受到側(cè)面的6級風時的風阻，其受到風的壓力為365.56N，受到的風的摩擦力約為0.85N，受到的風阻總和為366.4N。
　　經(jīng)過前期的三維模型設計與理論分析，與河北中農(nóng)博遠農(nóng)業(yè)裝備有限公司合作，完成了樣機試制與試驗試用，得到了