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我国是苹果种植大国,苹果栽种面积位于世界前列。长期以来,乔砧稀植一直是被广泛采用的栽种模式,但随着世界范围内的种植模式改革,我国的新型果园大多采用矮砧密植的种植模式,此模式有利于机械化作业的实现。在果园种植过程中,摘果套袋等环节需要人工较多,因此应当研究适用于新型果园的果园作业升降平台。平台在作业过程中的某些工况下会面临倾覆的危险,因此有必要进行抗倾覆稳定性分析。同时作业平台还会面临刮风天气外出作业的情况,这种工况有可能加剧作业平台倾覆的危险,因此要进行空气动力学分析。最终生产样机并进行试验与试用。 本着园艺与农业机械相匹配的原则,查阅了相关资料了解园艺参数并以此作为基础确定了果园作业平台参数。应用AIP软件进行三维建模,设计部分包括果园作业升降平台的工作台、剪叉组、车架等机构,零部件设计完成后进行装配,设计出了一款轮式果园作业升降平台。设计的作业升降平台尺寸适用于矮砧密植果园,工作台面积较大,结构尺寸较为紧凑。 设计完成后,利用AIP软件的iProperty功能对零部件进行材料信息添加,软件可进行零部件质量计算与重心寻址。利用力矩法进行了无风状态的抗倾覆稳定性分析,结果显示当作业平台以侧边为危险倾覆边倾侧角度大于等于29.2°时将发生倾翻;当以横向倾覆边为危险边倾侧角度大于等于31.1°时将发生倾翻。这一数据可作为作业人员作业时的参考,可在一定程度上增强使用的安全性。 在农业机械装备中,风阻并未作为常被考虑的条件,但对于作业平台这种有倾覆危险的机器,并且需要在有风天气至山区丘陵地区外出作业,有必要考虑风场的作用。利用ICEM CFD软件作为前处理软件,利用Fluent软件作为计算与后处理软件,根据残差历史曲线认为得到了数学模型收敛合理的结果,后可得到了作业平台在向前行走受到侧面的6级风时的风阻,其受到风的压力为365.56N,受到的风的摩擦力约为0.85N,受到的风阻总和为366.4N。 经过前期的三维模型设计与理论分析,与河北中农博远农业装备有限公司合作,完成了样机试制与试验试用,得到了适合新型果园应用的轮式果园作业升降平台。