發(fā)布時間：2021-06-24 09:24

　　目前的林業(yè)裝備底盤在面對灌叢、障礙、陷坑、陡坡、高山角等困難立地時存在一定的局限性,高通過性穩(wěn)定性底盤的研發(fā)有助于解決林業(yè)裝備困難立地的作業(yè)問題。本文提出了一種新的六輪鉸接擺臂林用底盤結(jié)構(gòu),該底盤具有更大的調(diào)整范圍,保障底盤能夠更平穩(wěn)的通過障礙,主要研究工作和創(chuàng)新點如下:1.結(jié)合林業(yè)機械底盤和鉸接移動機器人的特點提出了一種新的六輪鉸接擺臂底盤結(jié)構(gòu),沿用林業(yè)機械底盤的鉸接轉(zhuǎn)向形式,首次使用四桿擺臂機構(gòu)與門式擺臂橋串聯(lián)的方式來作為底盤擺臂,基于遺傳算法優(yōu)化了擺臂參數(shù)和液壓油缸的安裝位置與行程,采用有限元法進行了擺臂校核,完成了底盤設(shè)計,并按照10:1的尺寸比例研制了試驗樣機。2.底盤輪廓通過能力分析:采用G-K算法計算底盤自由度,運用旋量理論進行底盤的運動學(xué)建模得到輪心坐標,根據(jù)運動學(xué)模型得到底盤的坡度調(diào)平能力為側(cè)坡調(diào)平28.7°,縱坡調(diào)平22°,最小通過半徑為3088 mm�；谟邢薅畏▽υ囼灅訖C底盤進行柔性輪心坐標修正,結(jié)合試驗樣機數(shù)據(jù),驗證底盤運動學(xué)的正確性。通過對比證明該底盤具有良好的輪廓通過性。3.底盤的越障動態(tài)特性分析:基于一定的假設(shè)條件,采用拉格朗日方程對底盤進行了越障動力學(xué)... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：115 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

(a)2009-2018全國造林完成情況(b)2009-2018全國林業(yè)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值及增長速度Fig.1.1(a)ForestationofChinafrom2009to2018

一種六輪鉸接擺臂林用底盤的設(shè)計及其通過性研究2圖1.2(a)2009-2018全國木材及主要(b)2009-2018林業(yè)系統(tǒng)在崗職工林產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量年平均工資與增長速度Fig.1.2(a)2009-2018QualityofwoodandmainforestproductsinChina(b)2009-2018Annualaveragewageandgrowthrateofondutystaffinforestrysystem我國的三大林區(qū)（東北林區(qū)、西南林區(qū)、南方林區(qū)）地形十分復(fù)雜。包括大興安嶺、小興安嶺及長白山在內(nèi)的東北林區(qū)，是我國最大林區(qū)，山環(huán)水繞，綿延幾千里，林區(qū)的地形特點以山地、丘陵為主；西南林區(qū)主要包括四川、云南、西藏三省交界處的橫斷山區(qū)，以及西藏東南部的喜馬拉雅山南坡等地區(qū)，地勢險峻，為山地地形；秦嶺、淮河以南，云貴高原以東的廣大地區(qū)，屬于我國第三個大林區(qū)——南方林區(qū)（東南林區(qū)），是我國熱帶和亞熱帶的森林寶庫，以山地、丘陵地形為主。我國林區(qū)主要的地形特點是山地和丘陵，三大林區(qū)山地的平均坡度10°~25°，局部地段形成36°~45°的陡坡，樹木間距一般在1.5m~2m左右，路面崎嶇不平，因此，實現(xiàn)林區(qū)作業(yè)機械化需首先解決裝備的“上山入林”問題，即裝備的底盤問題。解決裝備底盤問題是大力發(fā)展森林工程裝備的基礎(chǔ)，裝備底盤的好壞直接制約著裝備的未來發(fā)展。1.2國內(nèi)外林業(yè)機械底盤的研究進展1.2.1國內(nèi)林業(yè)機械底盤技術(shù)發(fā)展歷程我國林地存在很多的非結(jié)構(gòu)路面，包括：起伏、垂直障礙、溝壑以及斜坡等。林地的復(fù)雜性對于林業(yè)裝備底盤的要求較高，林業(yè)機械底盤需要具備較高的通過性（郭世懷等，2013；沈嶸楓等，2009；沈嶸楓等，2009）和穩(wěn)定性（孫治博等，2012；王猛猛等，2009；王猛猛，2010；蘇永濤等，2014；李志瓏，2018；李志瓏，2019）。1955-1960年，北京林業(yè)大學(xué)顧正平教授赴前蘇聯(lián)列寧格勒林學(xué)院機械系（現(xiàn)彼?

有效地應(yīng)對地面的凹凸，保持車體的穩(wěn)定，適用于南方人工林地起伏較小的路面行駛與作業(yè)（魏占國等，2010；魏占國，2011）。針對更小株距的林地作業(yè)，研究所同時完成了試用于我國林區(qū)的小轉(zhuǎn)彎半徑底盤的研制（內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)彎半徑小于1.8m）。2012年，研究所完成了第二代輪式采育機虛擬樣機的設(shè)計，該設(shè)計旨在減少采育機對林區(qū)路面的破壞以及提高采育機作業(yè)穩(wěn)定性，第二代輪式采育機縮短了外形尺寸，優(yōu)化了底盤車架結(jié)構(gòu)，降低了整車的重心設(shè)計并優(yōu)化了新型的采育機底盤（孫治博等，2012；孫治博等，2012；孫治博等，2013）。圖1.3多功能林木聯(lián)合采育機圖1.4履帶式采育機Fig.1.3Multi-functionForestryHarvesterFig.1.4TrackerHarvester2010年11月，徐州工程機械科技股份有限公司為適合復(fù)雜地形作業(yè)研發(fā)了ET110型步履式挖掘機（今日工程機械，2011）。采用全輪驅(qū)動、全輪轉(zhuǎn)向、輪腿復(fù)合的結(jié)構(gòu)。爬坡能力為45°，可以在最大35°的斜坡上作業(yè)。目前，該設(shè)備已經(jīng)不在官網(wǎng)產(chǎn)品名單中。2012年，北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)與環(huán)境特種裝備研究所與中國福馬集團共同研發(fā)了國內(nèi)第一臺履帶式林木聯(lián)合采育機，并于廣東雷州進行了采育機林區(qū)進行采育機作業(yè)試驗，采育機履帶底盤越障試驗（韓東濤，2016）。隨后，徐工開發(fā)了XE210F履帶底盤伐木機。國機常林研發(fā)了630A挖掘裝載機，采用普通輪橋式底盤，加裝了輔助支撐結(jié)構(gòu)，能夠獲得更好的穩(wěn)定性，具備30°的爬坡能力。

【參考文獻】：
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碩士論文
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[9]基于林相改造的桉樹人工林空間結(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)研究[D]. 朱英娟.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
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