高地隙折腰式水田多功能动力底盘设计与试验

王金武，唐 汉，沈红光，白海超，那明君（东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030）

高地隙折腰式水田多功能动力底盘设计与试验

王金武，唐 汉，沈红光，白海超，那明君
（东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030）

针对目前水田农用底盘通用性差、转弯半径大、离地间隙低、田间行驶及爬坡越埂稳定性差等问题，结合东北地区水稻种植模式和农艺要求，该文设计了一种高地隙折腰式水田多功能动力底盘，阐述分析了底盘整体结构、传动系统与工作原理。在静态弯曲和扭转工况下进行了有限元分析，得到了满载量化状态下车架载荷分布和薄弱部位，有限元分析表明：在满载弯曲工况下，车架所受最大应力发生在平衡装置摇摆轴处为130.70 MPa，最大位移发生在后车架发动机安装梁处为1.56 mm；在满载扭转工况下，车架所受最大应力发生在右后悬架与纵梁连接处为255.44 MPa，最大位移发生在车架左纵梁与后横梁连接处为9.44 mm，为后续开展车架薄弱区域的改进与轻量化设计提供重要依据。在此基础上，对动力底盘的转向性能、行驶性能和越埂性能进行了理论分析，并以行驶速度、最小转弯半径、最大爬坡角和最大越埂高度为试验指标，进行了田间性能试验。试验结果表明：多功能动力底盘田间道路行驶速度范围为1～14 km/h，水田行驶速度范围为1～6 km/h，水田行驶最小转弯半径为3 200 mm，最大爬坡角为56º，最大越埂高度为533 mm，整机工作性能满足田间管理作业要求，提高了水田综合作业的高效性和适用性，实现动力底盘的一机多用。该研究可为水田田间管理作业的有效实施提供综合应用平台和技术支撑。

农业机械；设计；试验；水田；动力底盘；高地隙；折腰转向

0 引 言

水稻是中国主要粮食作物，其种植生产规模对粮食生产安全具有重要意义[1-3]。水田高效田间管理是水稻高产稳产的重要保证，同时有利于标准化农田建设。目前，中国水田综合机械化程度较低[4]，尤其是田间管理作业方面，仍以人工劳力为主，其作业质量差、周期长，重复劳动强度大，一定程度上限制了水稻规模化、标准化种植发展。

水田田间机械化管理是通过农业机具完成从插秧或直播过程至收获前的秧苗运输、除草施肥、植保喷药等系列作业的技术。近些年，随着水稻种植规模的不断发展，国内主产区对其田间管理综合作业机具的需求日渐迫切，国内农机科技人员也研制多种相关配套作业机具，主要通过与拖拉机悬挂连接，在实际水田转弯、越埂及爬坡等过程中，整体仍存在操作劳动强度大、变速范围小及配套农具少等问题，且缺少可适用于多种作业环节的承载机具[5-7]。国内外部分高校及科研院所重点对高地隙底盘驱动技术及机具进行相关研究[8-10]，多通过对插秧机底盘或四轮拖拉机进行改制，采用前轮转向形式，转弯半径大，倒退转弯过程中易造成作物碾压损伤，且离地间隙低，重心位置高，田间行驶及爬坡越埂稳定性较差，无法完全适用于各种田间管理作业。

针对上述问题，结合东北地区水稻种植模式和农艺要求，综合考虑作业效率、行走稳定性及普遍适用性等因素，为解决水稻生产及田间管理存在的实际问题，提高水稻全程机械化生产发展水平，本文重点展开了对高地隙折腰式水田多功能动力底盘的设计与试验研究。

1 高地隙折腰式动力底盘整体设计

1.1 设计目标

水田作业环境较为复杂多样，亟需田间管理作业的高通过性、高机动性通用动力机械，满足病虫害防治喷药、施肥等工作部件的配套要求，保证作业过程中高地隙、轮陷小、顺利越埂、减小伤苗和转弯半径小等要求，实现田间管理的一机多用[11]。本研究的设计目标是为水田田间实施各种作业提供综合应用平台，底盘可挂接不同农业机具完成运秧、施肥、除草及植保等多种作业。即：1）可顺利通过高为500 mm的田埂或坡地，实现机具在路面至水田或水田田间的无阻碍行驶作业；2）作业行驶范围广（1～14 km/h），满足各工况下平稳变速作业，实现机具田间作业与道路运输的快速转换；3）四轮驱动，稳定性好，爬坡越埂角度≥30°，抗翻倾性能强；4）水田转向灵活，转弯半径小，结合东北地区水田中小地块实际需求及实地调研考察，机具转弯半径≤3 500 mm；5）可配置运秧货箱、施肥喷药等作业部件，完成各类田间管理作业。

1.2 整体结构和工作原理

如图1所示，高地隙折腰式水田多功能动力底盘主要由发动机6、前后车架15、7、车架平衡装置14、车桥18、组合式变速箱9、折腰转向系统（液压油箱1、转向油缸2、液压油泵10、摇摆轴11、全液压转向机构17）、前后行走轮13、8及相关配件等组成。底盘采用液压与机械结合的传动方式，结合东北地区多种水田种植模式与农艺要求[12-13]，即常规水稻种植行距为300 mm，宽窄行种植行距为200 mm+400 mm，植保时期水稻植株高度为400～500 mm，设计配置底盘离地间隙、轮距及轴距等相关结构参数，提高机具利用率同时减少对植株机械损伤。为适应田间运秧、施肥和植保等频繁越埂作业，应具有良好行驶稳定性和抗翻倾性，底盘机架采用铰接方式将前后两段车架连接，并配置车架平衡装置，实现折腰转向功用，其转弯半径小，转向灵活。行走系统为四轮驱动，综合考虑底盘刮擦、碾压稻苗，具有足够行走附着性能，下陷深度不宜超过硬地层等因素[14-15]，选取橡胶凸齿窄胎体轮胎，其直径为1 200 mm，胎体宽为70 mm，提高整机的越壕沟能力和越垂直障碍能力。

图1 高地隙折腰式水田多功能动力底盘Fig.1 High clearance roll-waist multifunctional power chassis for paddy field

多功能动力底盘配有液压输出系统及动力输出系统，以实现病虫害防治喷药、施肥等各类田间管理作业。安装运秧货架可完成水稻秧苗田间运输；安装单圆盘撒肥装置可完成水田施肥作业，动力由配套液压系统提供，通过液压马达驱动圆盘撒肥装置将颗粒肥料离心抛洒[16-17]；安装喷药装置可完成水田植保作业，由动力输出轴和液压系统提供动力，药液流经分配阀，一部分回流到药箱进行调压和搅拌，另一部分由喷头喷出，液压系统控制喷雾桁架的升降展开[18]。具体技术参数如表1所示。

表1 多功能动力底盘技术参数Table 1 Technical parameters of multifunctional power chassis

2 传动系统设计

传动系统采用传统常规原则设计[13]，发动机分3路动力输出，分别驱动液压输出系统、动力输出系统和前后行走轮，动力输出路线如图2所示。发动机动力通过带传动和离合器传至液压输出系统和组合式变速箱，由液压输出系统驱动底盘折腰转向、悬挂农具升降及桁架展开等；由组合式变速箱输出动力分2路，即一路通过动力输出轴连接外置农业机具实施水田作业，另一路经变速箱及中央传动的变速变扭后传递至前后差速器和减速器，将动力等量分配给左右半轴驱动行走轮运动，实现四轮行走驱动。

传动系统总传动比等于各部分传动比的乘积，主要由发动机转速、行驶速度及驱动行走轮直径决定。为充分利用发动机功率，对各挡位传动比进行合理分配，即

图2 总体传动系统示意图Fig.2 Schematic diagram of overall transmission system

为合理配置挡位数目及传动比，同时满足变速箱结构简单紧凑、工作性能稳定等要求，选取ST6+2型组合式变速箱为动力底盘传动核心，通过挡位较多的主变速箱和仅分高低挡的副变速箱串联实现挡位变化[19]，其主变速箱配有3个前进挡和1个倒挡，副变速箱配有高、低挡2个挡位，组合后总计8个挡位。根据各级传动装置作业要求，对各组传动比进行合理分配，其各级传动比为

式中di为发动机与离合器带传动比；bi为主变速箱传动比；gi为副变速箱传动比；hi为中央传动比；zi为行走轮终端传动比。

通过各级传动比关系，分别确定中央传动比、行走轮终端传动比和主、副变速箱传动比，在满足各类工作要求时，应适当加大行走轮终端传动比[20-22]，减小主、副变速箱传动比，缩小其结构尺寸，实现变速箱轻量化设计，具体传动比分配如表2所示。

表2 各级传动比分配方案Table 2 Distribution scheme of transmission ratio at all levels

3 车架结构设计与有限元分析

3.1 车架结构设计

车架作为多功能动力底盘的关键部件之一，占底盘整体质量的较大比例，其质量分布及动静态载荷特性直接影响整体转向、越埂和田间通过性。结合铰接式和边梁式车架特点[23-24]，设计车架整体为折腰铰接式，前后车架由4根纵梁、10根横梁和10根竖梁以焊接方式刚性连接，并通过铰接装置将2部分组合，车架总长为3 200 mm，宽为800 mm，其中前车架长为820 mm，后车架长为2 000 mm，如图3所示。纵梁分别贯穿于前后车架，对其强度要求较高，选用截面为80 mm×40 mm×4 mm（长×宽×厚）的45号钢成型方管制造。其中车架平衡装置配置安装在前车架下方，主要通过摇摆轴以铰接形式与前车架横梁挂接，调节越埂作业时车架总体平衡[25]，选用截面为40 mm×40 mm× 4 mm（长×宽×厚）的45号钢成型方管制造。摇摆轴将前车架所承受载荷传递至前车桥，所需较大的抗弯强度，选用直径为30 mm的Q235低碳钢实心轴。在车架各结构完成必要功能前提下，运用有限元软件对其整体刚度及强度进行模拟分析，以保证其具有承受多种工况下冲击载荷的能力。

3.2 车架有限元分析

在此基础上，利用三维建模软件Creo Parametric 2.0建立车架参数化几何模型，并导入至有限元分析软件ANSYS Workbench 14.0。为提高仿真运行速度及精度，对车架几何模型进行简化处理，忽略部分安装孔及凸台，将倒角、圆角简化为直角，并不考虑焊接工艺对车架材料组织特性影响。设定车架材料为45号钢，弹性模量为210 GPa，屈服强度为355 MPa，泊松比为0.3，密度为7 850 kg/m3。采用ANSYS MESH模块进行网格划分[26]，通过Sizing 尺寸控制网格质量，根据实体模型大小和网格规模，在结构较简单实体区域，网格划分较稀疏（网格平均尺寸为0.743 mm），在装配结合区域，划分网格密度较大（网格平均尺寸为0.266 mm），整个模型共划分22 879个实体单元，节点数为45 507个。

图3 多功能动力底盘车架总体结构图Fig.3 Overall structure diagram of carframe of multifunctional chassis with power train

由于水田作业环境的多样性与复杂性，对车架整体刚度及强度要求较高，为检验其在满载静态状态下实用性能（即匀速时车架弯曲和悬空时车架扭转2种工况），添加动力底盘配置部件及承载等全部载荷，车架自身质量通过定义重力加速度施加，发动机、变速箱、液压油箱等部件根据其在底盘实际位置以集中载荷形式施加相应节点，货箱承载质量以均布载荷形式施加于左右纵梁[27]，模拟所需载荷类型与加载形式如表3所示。

表3 有限元分析中载荷类型与加载形式Table 3 Load type and apply form in finite element analysis

对匀速行驶过程中车架满载状态下的结构强度及刚度进行校核，模拟其应力分布和变形情况，选取满载弯曲载荷系数为2.5[28]。在满载弯曲工况下，应力分布如图4a所示，其整体所受应力较小且多在35 MPa以内，在施加载荷的位置应力稍大，但远小于材料的屈服极限强度355 MPa。车架所受最大应力发生在平衡装置摇摆轴处为130.70 MPa。在满载情况下车架各处的应力皆小于许用应力142 MPa（355/2.5），因而车架设计满足力学性能要求。位移分布如图4b所示，后车架前端区域与铰接装置发生位移较大，最大位移发生在后车架发动机安装梁处为1.56 mm，主要由于后车架前端承受货箱载荷的同时仍需支撑发动机等部件质量，此区域承受质量大于车架其他区域。由于左右纵梁相同区域变形量相等说明车架具有较好的载荷配比。

图4 满载工况下车架等效应力与轴向位移分布图Fig.4 Distribution diagram of equivalent stress and axial displacement of carframe in full load condition

动力底盘在田间作业或行走时，由于路面凹凸不平常导致轮胎无法同时着地致使车架受力不对称，形成对车架的扭矩作用，选取满载扭转载荷系数为1.3[29]。结合水田运输路面实际状态，设定分析各行走轮悬空扭转工况下应力及变形情况，可知在承载质量800 kg，右后轮悬空时所受应力及变形最大，即在满载扭转工况下，应力分布如图4c所示，车架所受最大应力发生在右后悬架与纵梁连接处为255.44 MPa，主要由于右后悬架自由度被完全约束且与纵梁刚性焊接连接，车架发生扭转时该区域抗扭刚度阻碍抗扭变形而导致应力集中。车架整体所受应力基本保持在40 MPa以下，远小于许用应力273 MPa（355/1.3），设计符合强度要求。位移分布如图4d所示，最大位移发生在车架左纵梁与后横梁连接处为1.62 mm。

基于有限元分析模拟结果，得到了在满载工况下车架载荷分布和薄弱部位。在后续研究中应根据优化设计理论[30-31]重点开展车架薄弱区域的改进与轻量化设计研究工作，即以质量最轻为优化目标，车架结构中各梁截面尺寸为设计变量，车架固有频率、材料属性、结构位移量及应变值为状态变量。

4 底盘性能分析

4.1 转向性能分析

图5为多功能动力底盘在水平地面上稳定转向示意图，转向时通过转向油缸的伸缩运动使前后车架发生偏转，前车架绕转向铰接点转过一定角度，而后行走架整体并未发生偏转，前后行走轮的轴线交汇于一点，两侧车轮各轴上转动平面始终保持平行。

图5 多功能动力底盘折腰转向原理图Fig.5 Schematic diagram of articulated steering of multifunctional power chassis

由几何分析可知，前行走轮外侧车轮最小转弯半径为

动力底盘整体转弯半径与转向铰接点配置比例方位有关，即k<0.5时，R1>R2，动力底盘整体最小转弯半径为前行走轮外侧车轮最小转弯半径R1；k=0.5时，R1=R2，动力底盘整体最小转弯半径为前行走轮外侧车轮最小转弯半径R1或后行走轮外侧车轮最小转弯半径R2；k>0.5时，R1

4.2 稳定性能分析

本研究重点对动力底盘纵向极限翻倾状态进行分析，当动力底盘行驶或停止在纵向坡地时，抵抗沿纵向前后翻倾或滑移的能力，选取极限翻倾角进行评价[33]。当动力底盘匀速在上坡行驶时，由于上坡速度较小，可忽略空气阻力，其近似于静止停放在坡道上，如图6a所示，忽略轮胎弹性变形，建立其力学平衡方程

图6 多功能动力底盘纵向极限翻倾状态分析Fig.6 Analysis of longitudinal limit tilting state of multifunctional power chassis

当动力底盘处于上坡极限翻倾临界状态时，土壤对前行走轮切向反作用力FT1=0，此时由式（7）分析可知，动力底盘纵向极限翻倾角与重心位置有关，上坡过程中当重力线位于后轮着地点前时，多功能底盘即避免向后翻倾。同理下坡极限翻倾临界状态分析如图6b所示，此时动力底盘下坡极限翻倾角为

通过上述分析可知，动力底盘重心越低，稳定性越好，抗翻倾能力越强，在保证高地隙的前提下尽量降低底盘重心，同时合理配置底盘重心位置，运用有限元分析软件ANSYS Workbench 14.0对动力底盘重心位置进行测定，得到动力底盘后轴至重心距离B为1 150 mm，动力底盘重心至地面垂直高度h为848 mm，将上述参数代入式（7）和（8）中，可得其上下坡极限翻倾角αlim和limα′分别为53.6°和49.8°。

4.3 越埂性能分析

田间作业时动力底盘须翻越田埂，开展各项水田管理作业，越埂性能是评价底盘通过性的重要指标，当底盘越埂时其作业速度较低，可简化为静力学问题进行研究[34]，重点对前后行走轮越埂状态分析，以推导出动力底盘结构参数与越埂性能关系。对前行走轮越埂状态进行力学分析，如图7a所示，忽略轮胎弹性变形，建立其力学平衡方程

根据水田土壤实际作业状态，选取土壤附着系数Ψ为0.5，将动力底盘相关结构参数代入式（12）中，可得前行走轮越埂高度S1为543 mm。

图7 多功能动力底盘前后行走轮越埂状态分析Fig.7 Analysis of climbing ridge state of front and rear wheels of multifunctional power chassis

在此基础上，对后行走轮越埂状态进行分析，如图7b所示，建立其力学平衡方程

其中sinβ=S2L

将动力底盘相关结构参数代入式（14）中，可得后行走轮越埂高度S2为596 mm。分析可知，动力底盘前轴至重心距离A与动力底盘轴距L比值较小时，后行走轮越埂能力优于前行走轮。在实际作业过程中综合前后行走轮越埂能力，以前行走轮越埂高度作为整机越埂能力指标[35]，在实际生产过程中水田田埂高度一般为250～300 mm，水田与田地坡高为400～500 mm，因此所设计的动力底盘可满足水田越埂要求。

5 田间性能试验

为检验所设计的水田多功能动力底盘作业性能，研究机具各项技术参数可靠性，结合理论分析与仿真模拟进行样机底盘的试制，并配置货箱及承载质量800 kg。于2016年5月—6月插秧时期在黑龙江省绥化市庆安县稻田试验基地进行田间性能试验，如图8所示。水田环境为黑壤土泥脚深度150 mm，水层深度40 mm，环境温度19～22 ℃。测试工具为机械秒表（0～15 min，精度±0.1s）、钢卷尺（0～10 m，精度±1 mm）、钢板尺（0～300 mm，精度±1 mm），角度仪（0～360º，精度±0.1º）、SL-TYA型土壤坚实度测试仪（精度±0.1 kPa）、TZS-5X型土壤水分测试仪（精度±0.1%）和铁锹等。

图8 田间试验Fig.8 Field experiment

按照GB/T5667-2008《农业机械生产试验方法》[36]对多功能动力底盘样机行驶速度、转弯半径及越埂坡度3项指标进行检测，其具体测试方法如下。

1）行驶速度：为满足底盘样机完成田间作业与道路运输不同要求，分别选取长度大于100 m水田和平坦路面，将作业区域划分为启动调整区、有效试验区及停止缓冲区，前后启动区和停止区分别为5 m，在油门全开工况下测量各个挡位通过测试区所需时间，检验样机行驶速度范围。

2）转弯半径：在水田环境内底盘样机以最低前进挡平稳行驶，转向盘处于左转或右转的极限位置时保持不变，待平稳行驶360º后驶出测试区，在垂直方向利用钢卷尺测量地面所留车辙轨迹圆半径，当左右转向误差小于100 mm即认定其平均值为有效数据。

3）越埂坡度：结合实际环境对水田与田间道路、各田埂间埂坡角度、高度及坚实度进行测量（埂坡角度为20º～60º），使底盘样机以最低前进挡行驶平稳翻越田埂，同时观察底盘滑移及翻倾现象，保证安全作业。

在各工况条件下对每项指标进行重复3次检测，人工处理取平均值，以评价机具作业性能，相关数据结果如表4所示。

表4 行驶速度、转弯半径、最大越埂角及越埂高度试验结果Table 4 Experimental results of driving speed, turning radius, maximum climbing ridge angle and climbing ridge height

田间试验结果表明，所设计的多功能动力底盘在田间道路行驶速度范围为1～14 km/h，水田行驶速度范围为1～6 km/h，水田行驶最小离地间隙560 mm，可满足田间道路行驶及水田田间的各类作业要求。测定其水田行驶最小转弯半径为3 200 mm，适于中小地块水田作业要求（小于要求半径3 500 mm），验证了折腰转向应用于动力底盘的可能性和优越性，且与理论分析的转弯半径3 043 mm近似，产生误差的原因可能主要由于理论分析忽略水田土壤下陷及滑移问题，造成实际测定大于理论最小转弯半径。在此试验区域内样机作业最大爬坡角为56º，最大越埂高度为533 mm，且随越埂坡度及高度增加，样机滑移现象逐渐明显，行驶效率较低，无法保证安全有效行驶作业。由于水田作业环境复杂多样，地表高低起伏，土壤物理及机械性能不同，在实际过程中田埂及坡地高度动态变化，所测试性能指标而非定值，根据不同作业条件将产生一定变化，但皆满足水田田间管理技术要求。

6 结 论

1）结合东北地区水稻种植模式和农艺要求，研究设计了一种高地隙折腰式水田多功能动力底盘，阐述分析了底盘整体结构、传动系统与工作原理。整机工作速度1～14 km/h，最小离地间隙560 mm，满足作业过程中高地隙、顺利越埂、转弯半径小和操作灵活等要求，为水田管理作业的实施提供了综合应用平台，同时避免了水田作业机械配套不同底盘结构而带来的设计与制造方面的浪费。

2）在静态弯曲和扭转工况下进行了有限元分析，得到了满载量化状态下车架载荷分布和薄弱部位，有限元分析表明：在满载弯曲工况下，车架所受最大应力发生在平衡装置摇摆轴处为130.70 MPa，最大位移发生在后车架发动机安装梁处为1.56 mm；在满载扭转工况下，车架所受最大应力发生在右后悬架与纵梁连接处为255.44 MPa，最大位移发生在车架左纵梁与后横梁连接处为9.44 mm，为后续以优化设计理论为方法开展车架薄弱区域的改进与轻量化设计提供重要依据。

3）对动力底盘的转向性能、行驶性能和越埂性能进行了理论分析，以行驶速度、最小转弯半径、最大爬坡角和最大越埂高度为试验指标，进行了田间性能试验。试验结果表明：多功能动力底盘田间道路行驶速度范围为1～14 km/h，水田行驶速度范围为1～6 km/h，水田行驶最小转弯半径为3 200 mm，最大爬坡角为56º，最大越埂高度为533 mm，与各项技术指标要求（行驶速度范围为1～14 km/h，最小转弯半径小于3 500 mm，最大爬坡角大于30º，最大越埂高度大于500 mm），整机工作性能满足水田田间管理作业要求。

高地隙折腰式水田多功能动力底盘的设计研究可提高水田综合作业的高效性和适用性，减轻作业劳动强度，为水田田间管理作业的创新研究和优化提供技术参考，促进中国水稻全程生产规模化、集约化发展。

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Design and experiment of high clearance roll-waist multifunctional power chassis for paddy field

Wang Jinwu, Tang Han, Shen Hongguang, Bai Haichao, Na Mingjun
(College of Engineering, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China)

Rice is the most important crop in China, which has the largest plant area, the highest per area yieldand the most total output. The production scale of rice has important significance to the development of grain production safety. The field management of paddy field is important guarantee for rice growth and the construction of standardized farmland. At present, some regions in China are still in manual labor to manage paddy field, and the comprehensive mechanization has low level, poor quality, long operation period, and high labor intensity. Some Chinese scientific research institutes and agricultural machinery enterprises have focused on high clearance chassis technology, and developed a variety of related supporting work equipment. Most equipment are improved through transplanter chassis or four-wheel tractor, which have low ground clearance, high center of gravity, low working efficiency, and large turning radius, and cannot meet the requirements for paddy field management operations. In this case, a high-clearance roll-waist multifunctional power chassis for paddy field was designed, in view of meeting the agronomic requirements of rice planting in the northeast region of China. The overall structure, transmission scheme and working principle of the multifunctional chassis with power train were illustrated and analyzed. The three-dimensional model was used for its parametric modeling, and the model was imported to FEA (finite element analysis) software ANSYS Workbench 14.0 to analyze the carframe. Different experimental conditions were simulated to calculate stress and deformation of the frame, and the stress of the main deformed part was measured, which provided the basis for the weak area improvement and lightweight design of the following frame. The finite element analysis results showed that: Under the full load bending condition, the maximum stress experienced was 130.7 MPa at the roll of the balance device, and the maximum displacement was 1.56 mm at the rear carframe; under the full load condition, the maximum stress occurring was 255.44 MPa at the junction of the right rear suspension and the stringer, and the maximum displacement was 9.44 mm at the junction of the left and right beams of the carframe. On the basis, the steering performance, running performance and climbing ridge performance of the multifunctional chassis with power train were analyzed theoretically. The field performance experiment was carried out with the driving speed, the minimum turning radius, the maximum climbing ridge angle and height as response indices. The test results showed that: The driving speed in field road was 1-14 km/h, the driving speed in paddy field was 1-6 km/h, the minimum turning radius was 3 200 mm, and the maximum climbing angle and height were 56ºand 533 mm, respectively. The high clearance articulated multifunctional chassis with power train can meet the requirements for paddy field management operations, which has the characteristics of high ground clearance, small turning radius and flexible operation. The research results in this paper can provide the comprehensive application basis and technical support for the effective implementation of paddy field management.

agricultural machinery; design; experiment; paddy field; chassis with power train; high clearance; roll-waist

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.16.005

S219.8

A

1002-6819(2017)-16-0032-09

王金武，唐 汉，沈红光，白海超，那明君. 高地隙折腰式水田多功能动力底盘设计与试验[J]. 农业工程学报，2017，33(16)：32-40.

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.16.005 http://www.tcsae.org

Wang Jinwu, Tang Han, Shen Hongguang, Bai Haichao, Na Mingjun. Design and experiment of high clearance roll-waist multifunctional power chassis for paddy field[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(16): 32-40. (in Chinese with English abstract)

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.16.005 http://www.tcsae.org

2017-01-25

2017-07-20

现代农业产业技术体系建设专项资金资助（CARS-01）；国家重点研发计划项目（2017YFD0701305）

王金武，男，黑龙江庆安人，教授，博士生导师，主要从事田间机械和机械可靠性领域研究。哈尔滨 东北农业大学工程学院，150030。Email：jinwuw@163.com