果園作業(yè)平臺人機工程結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化.pdf

1、果園作業(yè)平臺是適合現(xiàn)代新型果園的重要機型，其舉升高度、伸展寬度、外形尺寸等調(diào)節(jié)機構(gòu)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，是決定機具能否適應新型果園生產(chǎn)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵因素。本文依據(jù)新型矮砧密植果園栽植模式，從人機工程學角度對果園作業(yè)平臺關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和參數(shù)進行人機工程設(shè)計優(yōu)化，力求作業(yè)平臺結(jié)構(gòu)合理、操作便捷、安全性好。
　　根據(jù)現(xiàn)代新型矮砧密植栽植模式、工作環(huán)境、針對不同地區(qū)矮砧密植果樹栽植情況的調(diào)研結(jié)果及果園生產(chǎn)環(huán)節(jié)的園藝要求，確定了新型果園對自走式果園作業(yè)平臺的基

2、本要求，基于人機工程理論和成人人體尺寸，在AIP軟件中創(chuàng)建了不同百分位成人人體模型，并基于人體模型對平臺最大舉升高度、平臺最大伸展寬度、平臺面積、護欄高度、平臺登梯和操縱裝置高度及顯示面板進行了人機工程設(shè)計，設(shè)計過程中，兼顧了功能修正量和心理修正量，達到了法規(guī)要求的90％滿足度，進而確定了果園作業(yè)平臺的總體結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)確定的自走式果園作業(yè)平臺的總體設(shè)計方案，利用AIP軟件建立了自走式果園作業(yè)平臺1∶1的參數(shù)化數(shù)字樣機模型，通過運動耦合

3、結(jié)構(gòu)分析和模擬計算，確保作業(yè)平臺升降剪叉機構(gòu)不存在安全系數(shù)低于1.5的薄弱部位，依據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整矩管規(guī)格及材料，定型了剪叉機構(gòu)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)即剪叉臂等零部件的規(guī)格和材料;通過模擬載人平臺的實際工作環(huán)境，結(jié)合受力分析，根據(jù)典型懸臂梁的分析結(jié)果，確定了載人平臺左右兩側(cè)伸縮平臺的支撐結(jié)構(gòu)規(guī)格及材料，得到了理論最大伸展尺寸;基于自走式果園作業(yè)平臺的穩(wěn)定性理論分析，對不同負載及不同升降高度的整機進行運動仿真，確定了自走式果園作業(yè)平臺在坡道橫向行駛、勻

4、速低速直線上坡和勻速低速直線下坡行駛時的臨界傾翻角，依據(jù)仿真結(jié)果，分析了整機穩(wěn)定性。
　　基于優(yōu)化改進后的整機結(jié)構(gòu)，完成了自走式果園作業(yè)平臺三維數(shù)字樣機模型，確保整機無裝配干涉后，基于三維模型生成二維工程圖，進行樣機試制。通過路面和果園性能試驗結(jié)果表明:果園作業(yè)平臺結(jié)構(gòu)緊湊、重心較低、操縱裝置位置方便、液壓驅(qū)動行進平穩(wěn);果園中作業(yè)整機外形輪廓通過性好、剪叉升降和平臺側(cè)伸位置滿足果園作業(yè)要求，整機人機工程結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化達到預期目標。