近日，機械與電子工程學院宋月鵬教授團隊在《AGRICULTURE-BASEL》在線發表了題為“ Analysis of Operating Conditions for Vibration of a Self-Propelled Monorail Branch Chipper ”的研究論文。宋月鵬教授為該論文的通訊作者，研究生公彥晨為該文章的第一作者。
丘陵山區果品產業是鄉村振興、建設農村農業現代化重要組成部分，果樹管理過程中的剪枝與枝條疏除作業會產生大量生物質資源，由于地形條件及設備作業穩定性差等因素限制，這些生物質資源不能得到有效利用。因此，亟需研制一種適用于丘陵果園遠程遙控自走式枝條粉碎還田的設備，并確保其穩定作業。
目前，丘陵山區果園輸運系統一般采用絞輪式遠程遙控單軌牽引車，橫向尺寸小，對地面壓迫小，受軟質路面影響??；較履帶式作業機械適應能力強，受坑洼路面影響??；較雙軌牽引車占地面積小，布置更加靈活，但是功能比較單一，因此，團隊基于遠程遙控單軌輸運系統，開發了一套丘陵山區果園枝條粉碎機。
圖1. 自走式單軌枝條粉碎機的總體結構
研究表明，自走式單軌枝條粉碎機穩定作業與軌道的節數有密切關系，計算機數值模擬仿真結果分析顯示，在支撐桿底部剛性固定條件下，軌道系統固有頻率與軌道節數相關，隨軌道節數增加，各階固有頻率降低，其中1-4節降低較為明顯，當達到一定數量時，振型變化趨于平緩。對于小于4節的遠端短軌分支，應增加側向枝桿數量以降低運行及作業振動性。
研制了遠程遙控單軌自走式枝條粉碎機樣機，并根據模態分析結果進行果園內軌道搭建，進行田間作業時的實際振動水平測試。振動測試結果表明，行走保護架處的振動幅度最大，最大值出現于沿橫軌左右方向，最大值為21.5 m/s2。根據試驗結果，應增加側向輔助支撐桿以進一步實現穩定作業。
基于計算機數值虛擬仿真與田間試驗相結合，研制出適用于丘陵山區果園遠程遙控自走式單軌枝條粉碎機并進行了田間試驗，同時探究了其穩定作業機制。據悉，該套設備已在青島市嶗山區北宅街道下葛場村建立了示范應用基地，使用效果良好。研究成果對提升丘陵山區農作物生物質資源利用，提高土壤有機質肥力，促進農業生產提質增效及綠色發展至關重要。
本研究受十三五國家重點研發計劃、山東省自然科學基金項目、山東省現代農業產業技術體系創新團隊專項—果品創新團隊專項資金的支持。
文章鏈接：https://doi.org/10.3390/agriculture13010101
編 輯：萬 千
審 核：賈 波
