电动果园管理机底盘设计开题报告

1. 研究目的与意义

中国作为全球水果产量和销量第一大国，中国地域辽阔，有着寒、温、热三种气候带，水果资源丰富，种类众多，是全世界最大的果树起源地。果树栽培历史悠久，园林技艺源远流长，素有世界“园林之母”的美誉。自改革开放以来，在国家农业优扶政策支持、科技进步以及市场经济发展的背景下，中国水果种植、销售快速发展，产地、产量、流通渠道得到全面的提升，同时，水果的质量和产业化水平也在不断发展和提高。水果种植总面积和总产量一直稳居全球第一，加之人口基数大，带来了数千亿的水果零售市场，所以中国还是全球水果第一消费大国。水果产业是劳动密集型和技术密集型相结合的产业，目前，在种植规模、品种资源、成本价格等方面已成为中国继粮食、蔬菜之后的第三大农业种植产业，是国内外市场前景广阔且具有较强国际竞争力的优势农业产业，也是许多地方经济发展的亮点和农民致富的支柱产业之一。如图二所示，随着国内外市场的扩大和农业结构的不断调整，中国水果生产将继续保持稳步发展的势头。中国水果种植面积与产量整体呈波动增长态势，2019年开始，种植面积已超过1200万公顷、产量已接近2.8亿吨。但是增速已出现放缓趋势，而国内耕地资源匮乏的总体局面不会改变，因此，依靠大规模扩大水果种植面积以期大幅度提高水果生产总量是不现实的，必须把握不同水果生产布局变迁的规律，严格按照水果优势产区的区域规划，合理优化水果生产布局和配置生产资源。

2. 课题关键问题和重难点

我国目前的农业发展还相对来说比较落后，尤其在果园作业方面，机械化程度较低，通常果园作业包括除草、喷雾、碎枝、采摘以及搬运等，作业种类繁多且作业空间有限且环境复杂，对作业机械的动力要求较高。但我们国家现有底盘在动力及通过性等方面无法满足果园作业各种工况要求的问题。

国产果园升降作业机械起步晚，相对于国外先进机械，还存在着噪声大、人机结合性较差、功能单一和缺少电子监控设备等缺点，稳定性和安全性还有待进一步提高。同时，国产果园升降作业机械普遍体积较大，机具笨重且操作不便，不适合果园狭小地块的行走、转向和升降作业，各方面性能还需进一步提高完善。

主要解决的关键问题及难点：1）如何采用电机驱动代替传统的汽油机和柴油机，并采用蓄电池组进行供电；2）如何采用无差速器型传动方案，左、右两侧的驱动电机驱动减速机带动驱动轮转动，改善机动性。

3. 国内外研究现状（文献综述）

1.国外研究现状

20世纪初期，欧美等西方发达国家就开始研究高空升降作业车，发展到现在已经形成较成熟的系列产品。20世纪60年代，美国开始将高空作业平台投入到果园生产中，用来完成果实采摘、树枝修剪等工作。20世纪中期，由液压操控的升降作业平台在美国研制成功，在果园生产中充当采摘机具，快速提高采摘作业功效。英国genie公司生产了gr12、gr15和gr20型电动升降平台；n.p.seymour公司研发了windegger picking platforms产品；澳大利亚crendon公司则成功研制出可用于采摘芒果和鳄梨的squirrel型升降平台作业车，该机具可以进行上升、下降、前进、后退和旋转等多种操作。

美国和澳大利亚地域辽阔，因此相关产品大多为轮式行走作业平台车，适合于大规模果园种植面积。而日本和韩国等中小国家，则为小型果园管理机具，多采用枢轴式摆动悬挂机构及电视摄像机和无线电控制组合。采摘车轮距宽，重心低，行走稳定，爬坡能力强，车轮装有正反转机构，回转能力好。行走机构多选用履带式，以适用于其山地丘陵崎岖不平的狭小地块。日本筑水公司研发的bp40型系列小型果园运输、管理机具，采用履带式行走机构，接地比压小，摩擦力小，通过性能较好，与地面接触面积大，牵引附着性好，越野机动性、爬坡和越障碍能力均优于轮式车辆。

4. 研究方案

1.研究内容

（1）对电动果园管理机底盘进行分析，研究底盘组成与运动原理；

（2）建立双电机驱动模型，并进行参数分析；

5. 工作计划