[發(fā)明專利]一種果園高位作業(yè)平臺調(diào)平裝置

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• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112551451A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康峰;任淑航;鄧慧;梅昆鵬;海涌杰;王亞雄
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B66F11/04
• 分類號: B66F11/04;B66F17/00;G05B11/42;G05B13/04;A01D46/20
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本發(fā)明涉及一種具有智能調(diào)平系統(tǒng)的果園高位作業(yè)平臺調(diào)平裝置，包括底盤、剪叉式升降架、電動控制系統(tǒng)和設(shè)置于剪叉式升降架上方的作業(yè)平臺。所述底盤為平行四邊形輪腿結(jié)構(gòu)，用于實現(xiàn)支撐車身的功能及通過平行四邊形內(nèi)電動推桿的伸縮實現(xiàn)輪腿的伸縮來實現(xiàn)車身縱向調(diào)平功能；位于底盤上方的剪叉式升降結(jié)構(gòu)用于支撐作業(yè)平臺及實現(xiàn)作業(yè)平臺的升降功能，同時剪叉式升降架通過鉸鏈與底盤相連，通過電動推桿的伸縮使升降架饒鉸鏈旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)作業(yè)平臺的左右調(diào)平。本發(fā)明能夠解決現(xiàn)有果園作業(yè)中無法實現(xiàn)作業(yè)平臺保持水平的困難，根據(jù)坡度自動實現(xiàn)調(diào)平，保證作業(yè)人員在作業(yè)過程中保持穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種果園高位作業(yè)平臺調(diào)平裝置及其控制方法。

背景技術(shù)

目前我國已有果園果實采摘、果樹修剪等移動作業(yè)平臺，但是不具備平臺調(diào)平功能，無法適應(yīng)丘陵山區(qū)作業(yè)需求。隨著我國人口的老齡化、農(nóng)村勞動力的驟減以及人力成本的大幅上升，在單調(diào)、繁重而且存在一定危險性的果實采摘作業(yè)上迫切需要高效、通用而且成本較低的作業(yè)技術(shù)。研制開發(fā)輕便、可自動調(diào)平的果園采摘機械，對我國林果業(yè)的發(fā)展具有極為重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明通過吸收借鑒國外(意大利等)陡丘陵地區(qū)先進(jìn)果園機械調(diào)平機構(gòu)，研究其運轉(zhuǎn)機理并進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，提供一種適應(yīng)中國陡丘陵地區(qū)機械化果實采收的調(diào)平裝置，彌補國內(nèi)當(dāng)下陡丘陵(超過15度)林果采收機械化的空白，為實現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)機械現(xiàn)代化貢獻(xiàn)力量。

技術(shù)方案：一種果園高位作業(yè)平臺調(diào)平裝置，其特征在于：所述裝置包括剪叉式升降機構(gòu)，平行四邊形輪腿式底盤，四輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，以及調(diào)平平臺，控制臺等，可通過底盤和作業(yè)平臺實現(xiàn)作業(yè)平臺的雙軸調(diào)平。通過角度傳感器將測得的X軸(車身橫向)和Y軸(車身縱向)方向的角度信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的調(diào)平指令從而實現(xiàn)雙軸的自動調(diào)平控制，適應(yīng)丘陵地區(qū)果園的作業(yè)。

進(jìn)一步地，所述裝置的雙軸調(diào)平，其特征在于：利用平行四邊形機構(gòu)及電動推桿實現(xiàn)8-15度的平臺俯仰調(diào)平，側(cè)向調(diào)平則在平臺底部中間位置安裝一個大鉸鏈，在底盤一側(cè)安裝電動推桿來實現(xiàn)，考慮到側(cè)向角度太大容易造成側(cè)向傾翻的問題，將側(cè)向調(diào)平角度控制在7-8度。

進(jìn)一步地，所述裝置的四輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，其特征在于：通過同時控制分別安裝在前后車橋一側(cè)的電動推桿實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，減小轉(zhuǎn)彎半徑，以適應(yīng)果園田頭較為狹窄的轉(zhuǎn)向空間。

進(jìn)一步地，所述裝置的自動調(diào)平控制，其特征在于：坡地作業(yè)時，在各機構(gòu)的協(xié)同配合下，自動選擇實現(xiàn)調(diào)平的最優(yōu)解，在減小工作臺面傾斜角度的同時改善平臺質(zhì)量在縱向上的偏移情況，提高平臺穩(wěn)定性和抗傾覆性。采用最大側(cè)傾穩(wěn)定角和橫向載荷轉(zhuǎn)移率即值作為作業(yè)平臺傾翻穩(wěn)定性評價指標(biāo)，利用ADAMS軟件對多種工況下作業(yè)平臺虛擬樣機的整機穩(wěn)定性和操作臺搭乘人員的舒適性進(jìn)行仿真分析，獲得多種工況下作業(yè)平臺穩(wěn)定性指標(biāo)值變化情況以及操作臺搭乘人員及物品的位移速度、加速度等運動參數(shù)，仿真結(jié)果與理論計算誤差在5°以內(nèi)，表明該機構(gòu)可以在較復(fù)雜路面條件下實現(xiàn)調(diào)平功能，滿足調(diào)平裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計及功能要求。

進(jìn)一步地，所述雙軸角度傳感器四邊與平臺軸線平行。

該控制系統(tǒng)對平臺的調(diào)平方法使用追逐最高點調(diào)平法。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明針對陡丘陵地區(qū)的果園采收提供了具有車身縱向和橫向調(diào)平的果園高位作業(yè)平臺調(diào)平裝置，保證了作業(yè)人員的安全和穩(wěn)定性，能夠幫助陡丘陵地區(qū)的果園采收實現(xiàn)機械化作業(yè)，提高工作效率和安全性。同時該設(shè)備操作簡易、成本低，便于普及和利用。輪腿式行走裝置集中了腿式行走系統(tǒng)和輪式行走系統(tǒng)的優(yōu)點，適合在復(fù)雜路面下以多種行進(jìn)方式完成機動任務(wù)，相較于履帶式行走機構(gòu)更為靈活。電動作業(yè)裝置綠色環(huán)保，并能夠大大降低噪音，符合綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為本發(fā)明的控制原理圖

圖3為果園高位作業(yè)平臺底盤基本結(jié)構(gòu)側(cè)視圖