引用格式：缪友谊, 陈红, 陈小兵, 田皓予, 袁栋. 自走式果园多工位收获装备设计与试验[J]. 智慧农业(中英文), 2022, 4(3): 42-52.
MIAO Youyi, CHEN Hong, CHEN Xiaobing, TIAN Haoyu, YUAN Dong. Design and test of self-propelled orchard multi-station harvesting equipment[J]. Smart Agriculture, 2022, 4(3): 42-52.
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自走式果园多工位收获装备设计与试验
缪友谊1， 陈红2，3*， 陈小兵1， 田皓予2，3， 袁栋1
（1.农业农村部南京农业机械化研究所，江苏南京 210014；2.华中农业大学 工学院，湖北武汉 430070；3.农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，湖北武汉 430070）
摘要：为解决现代化果园水果收获过程中人工劳动强度大、作业效率低、配套机械匮乏等问题，结合果树矮砧宽行密植模式和农艺种植要求，本研究设计了一种自走式果园多工位收获装备。首先介绍了自走式果园多工位收获装备的整机结构和工作原理，然后根据“两侧、两高度、六工位”采摘作业模式，对履带自走式底盘、扩展作业平台、果实自动输送装箱及转运系统的关键部件进行了参数分析、计算与结构设计。田间试验结果表明，所设计的自走式果园多工位收获装备可同步于六工位人工采收速度，苹果采收损伤率为4.67％，装箱均布系数为1.475，装箱速度为72.9个/min，能够满足果园采收作业要求。
关键词：履带底盘；扩展作业平台；自动输送装箱；装箱均布系数；采收损伤率；转运系统
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文章图片
图1 传送带式果实收集方案
Fig.1 Conveyor-based fruit collection solution
图2 果箱固定式果实装箱方案
Fig. 2 Fixed fruit box packing solution
注：1. 履带底盘；2. 果箱后装卸机构；3. 长倾斜输送装置；4. 水平输送装置；5. 短倾斜输送装置；6. 垂直输送装置；7. 驾驶台；8. 果箱前装卸机构；9. 载人作业平台；10. 均布装置；11. 果箱；12. 果箱滑轨
图3 自走式果园多工位收获装备结构示意图
Fig. 3 Structure diagram of self-propelled orchard multi-station harvesting equipment
图4 果实收集、输送和装箱路径
Fig. 4 Fruit collection， transportation and packing path
注：1. C型钢；2. 导向槽；3. 平台钢板；4. 护栏；5. 导向轴承；6. 支撑轴承
图5 载人作业扩展工作平台结构示意图
Fig. 5 Structure diagram of expansion work platform for carrier operation
注：1.机架；2. 液压油缸；3. 连杆机构；4. 滑轨；5. 限位块
图6 果箱装卸机构结构示意图
Fig. 6 Structure diagram of fruit box loading and unloading mechanism
图7 果箱装卸机构受力分析图
Fig. 7 Force analysis diagram of fruit box loading and unloading mechanism
注：1. 水平转动装置；2. 气弹簧；3. 直流电机；4.输送带；5. 调整螺栓
图8 果实倾斜输送装置
Fig. 8 Tilt-conveying device of fruits
图9 倾斜输送装置气弹簧受力分析图
Fig. 9 Force analysis diagram of tilt-conveying device gas spring
注：1. 盖板；2. 深沟球轴承；3. 轴套；4. 紧定螺钉；5. 底盘；6. 深沟球轴承；7. 外筒；8. 转轴；9. 卡簧
图10 倾斜输送装置的旋转底座结构示意图
Fig. 10 Schematic diagram of the rotating base structure of tilt-conveying device
图11 果实水平输送装置
Fig. 11 Fruit horizontal conveying device
注：1. 步进电机；2. 进料滑道；3. 外罩；4.滚筒；5. 输送带；6. 伸缩板；7. 均布装置
图12 果实垂直输送装置
Fig. 12 Vertical conveying device of fruit
注：1. 电机；2. 轮辐盘；3. 轮辐支撑条；4. 均布叶片；5. 接近开关；6. 橡胶棒；7. 固定圆环
图13 果实均布装置结构示意图
Fig. 13 Schematic diagram of fruit uniform distribution device structure
注：1.固定圆环；2.轮辐盘；3.接近开关；4.橡胶棒
图14 果实装箱智能检测流程图
Fig. 14 Flow chart of intelligent detection of fruit packing
图15 自走式果园多工位收获装备苹果采收现场试验
Fig.15 Field experiment of apple harvesting with self-propelled orchard multi-station harvesting equipment
通讯作者简介
陈红 副教授
陈红，副教授，硕士生导师。主要研究领域为农产品加工装备及无损检测技术，重点在柑橘等水果的采后分级、包装、品质检测技术与装备、香菇等食用菌栽培装备等方向开展工作。曾主持和参与国家重点研发计划项目、公益性行业（农业）科研专项、“十二五”国家科技支撑计划、湖北省自然科学基金等课题的研究。发表学术论文40余篇，其中EI收录14篇，SCI收录2篇。获国家实用新型专利授权10多项，发明专利3项，参与成果鉴定2项。主编全国高等农林院校“十二五”规划教材1部，参编教材2部。
来源：《智慧农业（中英文）》2022年第3期
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