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果园作业平台是适合现代新型果园的重要机型,其举升高度、伸展宽度、外形尺寸等调节机构和结构参数,是决定机具能否适应新型果园生产环节的关键因素。本文依据新型矮砧密植果园栽植模式,从人机工程学角度对果园作业平台关键结构和参数进行人机工程设计优化,力求作业平台结构合理、操作便捷、安全性好。 根据现代新型矮砧密植栽植模式、工作环境、针对不同地区矮砧密植果树栽植情况的调研结果及果园生产环节的园艺要求,确定了新型果园对自走式果园作业平台的基本要求,基于人机工程理论和成人人体尺寸,在AIP软件中创建了不同百分位成人人体模型,并基于人体模型对平台最大举升高度、平台最大伸展宽度、平台面积、护栏高度、平台登梯和操纵装置高度及显示面板进行了人机工程设计,设计过程中,兼顾了功能修正量和心理修正量,达到了法规要求的90%满足度,进而确定了果园作业平台的总体结构方案。根据确定的自走式果园作业平台的总体设计方案,利用AIP软件建立了自走式果园作业平台1∶1的参数化数字样机模型,通过运动耦合结构分析和模拟计算,确保作业平台升降剪叉机构不存在安全系数低于1.5的薄弱部位,依据分析结果,调整矩管规格及材料,定型了剪叉机构关键结构即剪叉臂等零部件的规格和材料;通过模拟载人平台的实际工作环境,结合受力分析,根据典型悬臂梁的分析结果,确定了载人平台左右两侧伸缩平台的支撑结构规格及材料,得到了理论最大伸展尺寸;基于自走式果园作业平台的稳定性理论分析,对不同负载及不同升降高度的整机进行运动仿真,确定了自走式果园作业平台在坡道横向行驶、匀速低速直线上坡和匀速低速直线下坡行驶时的临界倾翻角,依据仿真结果,分析了整机稳定性。 基于优化改进后的整机结构,完成了自走式果园作业平台三维数字样机模型,确保整机无装配干涉后,基于三维模型生成二维工程图,进行样机试制。通过路面和果园性能试验结果表明:果园作业平台结构紧凑、重心较低、操纵装置位置方便、液压驱动行进平稳;果园中作业整机外形轮廓通过性好、剪叉升降和平台侧伸位置满足果园作业要求,整机人机工程结构设计和优化达到预期目标。