多功能底盘技术研究方法可行性探索

程文浩 徐亚龙

【摘 要】我国的农业主要以人力劳动为主，适用的设施较少，机型适配性差、工作效率不高、自动化水平较低，导致出现人工的劳动强度大、效率低、人力负担大等问题。为了解决这种问题，我国对传统的农用动力拖拉机的应用技术进行研究，研究出一种前、中、后部都可以悬挂农机具、可以调节离地的间隙大小且属于履带式行驶系的多功能底盘。将这种多功能底盘应用在田间作业的过程中，可以满足国家农业现代化对新型的农业装备与技术的要求，以及对农业装备作业效率和精准度的要求，为信息技术等现代化技术应用在农业机械设施上排除了障碍。

【关键词】多功能底盘;研究方法;可行性

【中图分类号】S219 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）05-0027-02

0 引言

与我国传统农用拖拉机相配套的农机具一般为后悬挂，并且由机械输出轴进行动力输出，传统农机具尚且存在一些问题，需要广大技术人员的不懈努力。本文对农用多功能底盘技术及配套的部件的研究方法进行可行性探索，希望可以对多功能底盘的研究及其技术的应用提供一些帮助，促进多功能底盘技术的发展，降低农业劳作中人力劳动的强度，提升作业效率。

1 传统农机具普遍存在的问题

？譹？訛适用于传统动力拖拉机的配套农机具必须是一个单独的个体，与拖拉机的融合度较低。这让一些载重类部件无法安装于底盘的中上部，而只能将其安装到农机具上，造成拖拉机不够稳定的问题。？譺？訛传统的农用动力拖拉機动力输出的轴转速是固定不可变的，所以配套的农机具还需要一个变速箱进行设置，但是即使这样也很难做到无级变速的程度，这种拖拉机变速不够及时，缺乏灵活性。？譻？訛在拖拉机后部悬挂的农机具和拖拉机的转向轮距离较远，导致拖拉机转向的灵活性下降，这就会降低机械精度，工作的错误率加大。？譼？訛其无法进行多个部件的联合运作，无法实现多功能作业，功能单一，效率较为低下。？譽？訛传统农用拖拉机固定的离地间隙大小无法满足不同阶段的田间作业。？譾？訛传统的农用拖拉机一般都是用前轮进行转向，活动所需空间大，灵活性较低，不利于在面积较小的转角空间进行作业。

2 国内外农用拖拉机现状

国外有部分厂家生产双悬挂、双动力输出的拖拉机，但是还是很少会配置静液驱动的底盘，且这种底盘多用于专门车辆，例如美国CASE公司和丹麦Hardi公司生产的喷雾机使用的就是这种底盘。这种底盘技术已经很成熟，例如在喷雾机上使用了多点悬挂、静液压驱动等技术，让喷雾机的行驶、转向更加灵活精准，并且可以被智能操控。在这种应用了高地隙的多功能底盘的喷雾机上安装了定位和智能控制的技术，可以对作业过程和实时情况进行监控，根据不同情况实施变量的作业方式。以美国Hagie公司的自走式喷雾机为例，其配备的是300马力的发电机和名为“green star”的施药系统，可以进行精准的卫星定位，自主导航和变量作业，施药量可以根据实际情况进行变化。此外，丹麦Hardi公司生产的一种自走式施药机使用了双气流辅助式的喷雾技术，将这种技术应用在施药机中可以减少药物喷洒不当造成浪费，节省了药物，同时提高了作业效率。

我国缺乏这种兼容性高、现代化的多功能底盘，因此研发前、中、后部都可以悬挂农机具、以全方位动力输出作为输出方式的多功能底盘可以填补我国在这方面的技术和配套机具空缺，满足现阶段应用农业装备新技术对高性能的供电系统、悬挂系统及输出动力的方式的要求，给新型的农业装备技术例如定位技术、变量控制技术等的应用减少障碍。

3 简要解析与多功能底盘相配套的部件技术

（1）高速精量播种的关键部件及对作业情况的实时监控技术。这项技术可以促进不同的农作物播种方式、种植所适应的参数和种植机械化和农艺的适应。其主要对种子的特性和高速排种防损伤机理进行研究，同时还探索对出现的播种遗漏、机械阻塞等问题的检测和诊断技术，在作业效率得到大幅度提升的同时保证较高的作业质量;而对高速播种单体仿形技术的研究则有利于作物播种深度保持一致，进行精准的调节控制。

（2）精准施药和根据作业情况调整施药量、方式等技术。这一技术的研究主要将玉米等主粮及经济作物作为研究对象，探索喷洒的药物雾滴在作物生长的中期及后期冠层中的移动方向、渗透效果及沉积情况，以此来研究出防止雾滴漂移导致药物浪费的情况的优化的喷雾技术，以及使药物进行深度均匀的、沉淀的精准施药技术，研究可以根据作物的不同的生长阶段和生长环境进行反馈和改变的施药调节控制技术，开发可以进行变量混制药物、调节大幅宽喷杆、对作业质量进行监控和精准调节的技术。

（3）精准混肥、深入施肥的精准施肥技术。研究一种可以对排肥进行计量的装置，使用智能的控制操纵技术对其进行驱动，最终实现精准控制施肥、变量施肥的技术;探索通过气流的变化来进行固态肥的传输、防止肥料沉积结团、对肥料进行混合搅拌、均匀分配肥料使用的技术。

（4）精准耕耘，变量施肥。农田的耕耘具有精准度低、资源浪费、效果不强的缺点，针对这些情况，研究出低阻力脱附节能的作业技术，并且探索对农机具的作业环境、各机具之间的相互作用协作方式、农作物对作业信息的反馈等，使现在耕耘机具精准化程度低、资源浪费较多、效率较低的情况有所好转。

4 多功能底盘的研究方法

首先，将模块化、底盘整机的优化及轻量化技术作为着手点，分析现阶段市场缺失的是什么，在哪方面有空白，根据此定制设计目标，确定设计方案，通过优化结构布局、优化模块及系统、研究提高加工材料的质量、特性等、研究加工工艺技术等研究方法，建设出一个集成的设计平台，同时兼顾装备轻量化，最终形成完整、合适的整机设计方案。

其次，将这个设计方案作为研究的依据，根据方案实行研究计划。确定高低隙的多功能底盘和与其相匹配的配套农机具的各方面的参数和它们之间的匹配情况，并形成最终方案，在保证底盘和配套的农机具配合流畅、运行顺利的同时增加其耐久性。形成一个技术集成平台，将高地隙多功能底盘与动力输出技术、精准施药技术、精准混肥和深入施肥的技术及精准耕耘、变量施肥的技术进行集成;对精准施药、深入施肥、根据作业情况调整施肥深度和施肥量、对作业质量进行实时监控和反馈等模块和整机的智能控制系统、工作质量及效率监控系统进行集成。

最后，在方案实施、开发模块的过程中建成对各个组件进行测试的实验平台，并且形成真实且具有参考价值的合理的评测标准和评价方式，对整机的运行速率、移动灵活性、最大负重量、播种性能、耕耘性能、施肥及混肥性能等进行充分地测评，最终形成对整机的综合性能测试报告，对整机的性能有一个全方位的认识，为之后的改进提供依据和方向。

5 多功能底盘及与其融合的关键田间作业整机研究方法及其可行性

主要从4个方面进行研究，分别是模块化设计整机优化、底盘及与其配套的整机的结构参数和动力参数、整机的智能控制和作业监控功能。设计性能测试方案，研究出产品质量的控测方法。研究整机的模块化设计，对整机进行整体上的优化并明确最终的需求，由此确定设计目标。制订设计方案，明确定义，进行技术集成，形成一个整机设计集成平台，最后对整机进行轻量化处理，完成整机总体优化。

研究底盘和与其配套的部件整机的结构参数和动力参数及相互之间的匹配程度，这需要在整机设计方案的基础上，对底盘和部件整机的稳定性、持久性等进行分析，最终集成技术，完成整机与底盘流畅安全的协作运行。研究整机智能控制功能和作业监控功能，主要是对整机的控制方案进行设计，对人机交互页面进行易用性分析，将智能耕耘精准施肥模块、精准施药模块、作业质量的反馈与监控模块等进行集成，形成整机的智能作业系统和质量监控系统，使整机的智能控制和实时监测的目标得以实现。

对整机各方面的性能进行测验，形成测验方案并且研究产品质量的控制方法，形成合适的评价标准和评价方法。在测试平台上对整机的各个功能，例如行驶速度、牵引能力、转向灵活性、最大载重等进行测试，最终形成实验报告。

该研究方法对关键技术进行逐个研究，再将研究成果进行集成，并建立整机和与其配套的装置的仿真模型，分别模拟不同狀况下整机的工作状态，对整机的各项工作性能进行测试，在此基础上对整机进行优化;在完成对各功能的部件模块化设计和集成之后，使用测试平台对整机的各方面性能进行测试，得出实验报告，并据此进行改进。研究的过程中，应用了虚拟仿真技术、整机测验技术等多种技术方法，各个环节紧密联系，将研究层层推进，在研究计划、技术路线等方面证明了研究方法的可行性，为研究顺利进行提供了保证。

6 结语

对多功能底盘的研究可以促进农业装备的升级，提高作业效率和作业质量，可以填补我国在这方面的空缺。本文所介绍的对关键技术进行研究，最后进行集成和测试的方法在方案设计上证明了其可行性，有助于研究的顺利进行。

参 考 文 献

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