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履带式多功能果园作业平台的设计与研究
摘要
随着水果产业的不断发展，作业效率和密集度的要求越来越高，目前果园作业平台已成为现代果园实现高效、高品质生产的重要工具。本文提出了一种履带式多功能果园作业平台的设计方案，对其结构、动力传动、控制系统等方面进行了详细的研究和分析。并且，通过结构优化和功能扩展，使该平台具有更好的适用性、可靠性和经济性，从而满足果园上各种作业需求。
关键词：履带式平台，果园作业，动力传动，控制系统，结构优化
一、引言
水果产业在国民经济中的地位和作用日益重要，果园作业、果实采摘、果品分类和包装等环节对于提高生产质量、保证产品安全和提高经济效益都具有重要的作用。然而，由于果园内的地形复杂，采摘、捡拾、固定枝干、修剪、喷洒农药等作业相对繁琐，人工操作成为了制约产能提高和产品质量的主要因素之一。为了满足果园的这些作业需求，现代果园中广泛应用作业平台，如梯形或螺旋式升降平台、小型人工升降车、单轮推式作业平台等。
面对果园内多种不同作业需求，本文提出了一种基于履带式多功能作业平台的设计方案，主要包括底盘、工作平台、动力传动和控制系统等核心模块。其设计目的是提高果园作业效率、减少人工操作、满足各种不同作业需求和适用于复杂地形条件，以进一步优化果园生产管理质量。
二、履带式多功能果园作业平台的结构设计
（一）底盘设计
履带式底盘是作业平台的核心组成部分，其设计必须满足平台在复杂地形环境下的稳定性和协调性等要求。因此，本设计采用了双履带式的底盘结构，以实现良好的稳定性和灵活性。底盘由车架、行走系统和减震系统等模块组成。
车架：车架是底盘的基础结构，采用钢材焊接而成，具有良好的刚性和强度。车架与履带组件通过减震系统连接，以减轻车体震动，进一步提高稳定性。
行走系统：行走系统由两组与履带轮组对应的驱动轮和支撑轮进行构成。通过行走驱动装置转动驱动轮的时候，再由它们对履带轮实施动力扭矩，从而实现车体前进和控制方向，轮距和轨距通过优化设计在相当程度上解决了地形不平整的输运状态。
减震系统：平台减震系统采用四点式悬挂,防止作业过程被不平稳的道路质量的干扰。综合考虑各种因素，采用弹簧减震系统。
（二）工作平台设计
工作平台是平台中结构最重要的部分，工作平台组件包括平台、扶手、支撑框架和操作台等模块。平台利用方便，支持上下升降，能适应不同高度种植香蕉、草莓、芒果、橙子等水果园作业需求。其整个设计使得果园作业从容不迫地实现，提高了生产效率。
（三）动力传动系统设计
本设计选用电动器械作为动力发动机，吸附能力更好、适应性更广阔，同时也更加环保。在动力传递方面，通过管路件和油泵实现操作机械的启动和正转、反转，提供操作所需的动力。同时，选择先进的无极调速技术，切实保证了平台的力量输出和耐久性，能够适应不同复杂的岩石和地形的作业状态。整机功率小，噪声低，可配备备用电源或实施救援。
（四）控制系统设计
控制系统包括核心控制器、遥控器、人机交互界面等。核心控制器采用现代PLC控制技术和可编程控制器作为中央控制单元，实现平台的稳定性和可靠性。遥控器不仅可以进行指令发送，而且也可以实时监控工作状态、操作提示和作业进度等。人机交互界面则能让操作者查看平台状态、摇臂运动和遥控摇臂的显示效果。
三、结构优化方案
针对履带式多功能果园作业平台结构中存在的问题，例如不便于操作、重量过大、机动性不佳、稳定性差等，本文提出了针对性的结构优化方案进行改进和升级：
（一）模块化设计
为了方便平台的更换维修和维护，该结构采用模块化设计，各个部分彼此独立可拆卸，不易出现一部分出现问题就要全部报废的问题。
（二）轻量化设计
在传统的履带式平台车架体积上不断的追求强度往往造成重量过大，但我们在强度达到不影响使用目的的同时，根据材料特性和架构结构，在预算和力学均衡的基础上，优化了车架的质量。
（三）全球定位系统应用
全球定位系统是一种利用人造卫星实现空间定位的技术，其应用范围广泛，对于履带式多功能果园作业平台，其可实现车体的精确定位和运行轨迹的记录，有利于提高作业效率和减少误差。
四、综合分析
履带式多功能果园作业平台的设计及优化，在技术上解决了多种复杂车辆结构的创新问题，具有多种应用价值和广阔发展前景。
该平台的特点在于：具有良好的稳定性、可操作性和协调性；动力传递效率高，环保性能好；控制系统灵活，易于操作和监测；结构优化方案实现了车身轻量化，提高了平台的适用性和经济性。
在今后的果园作业应用过程中，履带式多功能作业平台将得到广泛应用。