多功能果园和温室作业车的设计

杨宝朔，李 斌，李 辉，谭长乐，周智侔

（华中农业大学 工学院，湖北 武汉 430070）

近年来，随着我国农业产业结构的不断优化调整，果园和温室的生产管理有了飞速发展，结构渐趋成熟，种植面积和产量稳步提升。但我国果园生产机械化的历史较短，受限于果树种植环境和管理模式，适用于南方丘陵山地果园等复杂环境的设备较少，而与温室管理作业机械相关的研究也不多。因此，研发一种适合丘陵山区作业的多功能果园和温室作业车对于提高果园和温室管理的机械化水平有着重要的意义。

1 整机方案设计

多功能果园和温室作业车的整机主要由行走机构、调平机构、回转机构、升降机构和工作台组成，并配有相应的液压与自动控制系统，其中机械部分的主要结构如图1所示。

图1 总体机械结构

主要技术指标如表1所示。

表1 多功能果园和温室作业车尺寸设计参数表

2 关键结构设计

（1）行走机构。行走机构采用小型履带式机构实现行走功能，其平稳性和通过性好，可以在坡地、土地和砂石地面行走，对地面的压强小，不会压实果园土壤，更有利于果树的生长，同时附着性能好、爬坡能力强、转弯半径小。

（2）调平机构。调平机构采用了基于万向轴原理设计的机构，如图2所示，能够实现相对行走机构做全向的大角度偏转，使安装在其上的其它机构能在工作时处于水平状态，并起承载作用。同时设置有陀螺仪，能够根据坡度变化实现自动调平，减轻操作负担。

图2 万向轴式调平机构

（3）回转机构。为实现工作台的360°精确平稳的回转，回转机构应当具有精确的传动系统，且重心较低，支承结构稳定。因此采用回转支承结构实现回转，由液压马达提供动力。

（4）升降机构。升降机构采用了两节折臂式结构，第二节臂为伸缩臂，如图3所示，以此扩大工作台的位置调节范围。

图3 折臂式升降机构

（5）工作台。工作台主要由护栏框架1、控制台2、收纳箱3三部分组成，如图4所示。操作者能够在工作台进行采收、修剪、喷药等多种果园和温室管理作业，并通过控制台实现工作台的空间位置调节。（6）支撑机构。考虑到避障性和对各种环境的适应性，支撑机构采用了四条蛙式支腿避免极端环境下的翻车。

图4 工作台部分

3 结语

根据国内外果园和温室作业存在的问题，设计了一种多功能果园和温室多功能作业车。该作业车集成了机械、液压和自动控制等众多技术，结构简单、操作简便、功能丰富，能够适应复杂的丘陵山区果园的地形；同时涵盖辅助采摘、运输、修剪、喷药等多种功能，有效解决果园和温室内作业范围广，劳动强度大、效率低、人工成本高等问题，具有良好的实用推广价值。

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