新疆酿酒葡萄主要采用篱架种植模式,树形大多为多主蔓扇形,葡萄行内每隔6~8 m设置立柱,用于捆绑3~5道金属丝构成架面支撑葡萄藤。由于葡萄生产主要作业环节中的扒藤上架、除草松土、埋藤等易造成立柱空间位置的移动,同一葡萄行的立柱倾斜方向和角度各异。酿酒葡萄收获机作业时,倾斜立柱易与酿酒葡萄收获机振动分离装置的肋条发生碰撞,影响机械化采收。因此本文研究设计了一套酿酒葡萄收获机的避障系统,为适合新疆酿酒葡萄种植模式的酿酒葡萄收获机研制提供了参考。1.分析酿酒葡萄收获机的空间结构和工作原理,可知立柱倾斜大于2°时易阻碍酿酒葡萄收获机振动分离装置作业;测定立柱倾斜角度、立柱顶部葡萄藤分布情况,可知46%的立柱倾斜角度大于2°,最大倾斜角可达11°,立柱被葡萄藤覆盖情况主要以裸露型和纵向遮挡型为主,分别占38%与34%;藤茎完全覆盖立柱最少,只占8%。通过以上避障需求分析,提出酿酒葡萄收获机避障系统的总体设计方案,并对系统各部分组成及功能进行了总体设计。2.设计了以角度传感器为主要传感器件的检测机构,确定了检测机构安装位置,分析得到检测机构检测出的偏转角度α、立柱与地面夹角θ的数学模型,并在此基础上提出避障策略。通过运动位移分析与负载分析,确定液压执行机构的液压原理图与执行元件参数。3.根据控制需求,完成了角度传感器、PLC、A/D转换模块的选型与PLC数据寄存器、辅助继电器的分配,设计了控制电路图,利用GX Developer和组态王编程软件,编写了A/D转换模块偏移、增益调整程序、PLC避障程序、液压执行控制程序,设计了上位机组态王输入变量界面、监控界面、历史数据查询界面。4.完成了避障系统试验台的搭建。以行走速度、第1道金属丝与立柱顶部之间葡萄藤茎覆盖情况为影响因素,对避障系统检测模块进行了性能测试,结果表明行走速度为1km/h时,检测精度可达93.18%;上部藤叶数对检测精度有影响,当立柱上部葡萄藤为部分遮挡型时对检测模块精度影响较小,立柱全部被葡萄藤覆盖对检测精度影响较大。并对避障系统集成进行试验验证,试验结果表明,避障系统可以达到避障需求。