Smart Agriculture ›› 2024, Vol. 6 ›› Issue (3): 1-16.doi: 10.12133/j.smartag.SA202312015
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牟孝栋1,2, 杨福增1,2(), 段罗佳1,2, 刘志杰1,2, 宋卓颖1,2, 李宗霖1,2, 管寿青3
收稿日期:
2023-12-18
出版日期:
2024-05-30
基金项目:
作者简介:
通信作者:
MU Xiaodong1,2, YANG Fuzeng1,2(), DUAN Luojia1,2, LIU Zhijie1,2, SONG Zhuoying1,2, LI Zonglin1,2, GUAN Shouqing3
Received:
2023-12-18
Online:
2024-05-30
Foundation items:
National Key R&D Program Project(2022YFD2001300); National Major Agricultural Special Project(NK2022160103)
About author:
Corresponding author:
摘要:
[目的/意义] 丘陵山区的机械化、智能化是未来农机行业研究和发展的热点。中国丘陵山区耕地面积占比超过50%,且面临坡陡路窄、地块碎小、地形地貌复杂等多种环境因素制约,各生产环节存在“无机可用,无好机用”的现实问题,并且缺乏适合丘陵山区大坡度农机装备研发的理论支撑。[进展] 综述了国内外丘陵山地拖拉机调平及防翻系统的研究现状。其中拖拉机车身调平技术平行四杆与液压差高式结构简单,折腰扭腰式更适合连续起伏的崎岖路面,重心可调与全向调平式坡地牵引性与适应性均较好;驾驶室及座椅调平技术基于角度传感器自适应控制,关键在于缓解驾驶疲劳提高舒适度;车身与农具姿态协同控制技术大都采用PID控制技术实现协同控制,但缺乏作业效果反馈机制;拖拉机防翻保护装置与预警技术在防翻保护架的基础上,通过环境模拟感知提前预判翻车危险信号并及时反馈。[结论/展望]未来丘陵山地拖拉机调平、防翻预警及无人化、自动化技术的发展方向:1)结构优化、灵敏度高、稳定性好的山地拖拉机调平系统研究;2)坡地适应性好的农机具仿形系统研究;3)环境感知、自动干涉的防翻预警技术研究;4)农机精准导航技术、智能化监测技术和农机作业远程调度与管理技术研究;5)坡地纵向稳定性理论研究。以期为研发符合中国丘陵山地复杂作业环境的高可靠性、高安全性山地拖拉机提供借鉴参考。
中图分类号:
牟孝栋, 杨福增, 段罗佳, 刘志杰, 宋卓颖, 李宗霖, 管寿青. 丘陵山地拖拉机调平与防翻关键技术研究现状与发展趋势[J]. 智慧农业(中英文), 2024, 6(3): 1-16.
MU Xiaodong, YANG Fuzeng, DUAN Luojia, LIU Zhijie, SONG Zhuoying, LI Zonglin, GUAN Shouqing. Research Advances and Development Trend of Mountainous Tractor Leveling and Anti-Rollover System[J]. Smart Agriculture, 2024, 6(3): 1-16.
表1
五种类型拖拉机调平机构对比
调平机构 | 优点 | 缺点 | 适合应用场景 |
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液压差高式 | 1. 等高线作业效果好 2. 结构原理简单 3. 坡地适应性好 | 1. 上坡稳定性差 2. 地面附着性较差 | 1. 坡面起伏较缓 2. 坡地等高线作业 |
平行四杆式 | 1. 结构简单 2. 故障率低 | 调平自由度有限 | 1. 坡面起伏较缓 2. 坡地等高线作业 |
重心可调式 | 1. 牵引效率高 2. 上坡稳定性好 3. 坡地适应性好 | 1. 结构较复杂 2. 需要多层车架 | 1. 上、下陡坡作业 2. 坡面起伏较陡 |
折腰扭腰式 | 1. 对崎岖地面适应性好 2. 转弯半径小 3. 灵活性好 4. 结构紧凑 | 1. 不适合大坡度作业 2. 价格昂贵 3. 结构复杂 4. 对驾驶人员水平要求较高 | 1. 坡面崎岖不平 2. 碎小地块 3. 坡面起伏较缓 |
全向调平式 | 1. 牵引效率高 2. 上坡稳定性好 3. 坡地适应性好 | 1. 价格昂贵 2. 维修保养复杂 | 1. 上、下陡坡作业 2. 坡面起伏较陡 3. 坡面崎岖不平 |
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