荷兰的温室内作业车主要是电动轨道作业车,依靠地面上的加温管作为行走的轨道,主要组成包括原动部分、传动部分、工作部分、液压系统和控制系统,底盘是整个系统的主要部件,底盘上具有两套行走轮,一套是针对混凝土地面上进行转向、换行等,另一套轮则是针对在轨道上行走而独特设计的,可以在轨道上平稳的进行前进后退动作,速度也可以人工调节。底盘上连接的是举升系统,主要采用剪叉液压升降的方式,液压的精度较高,随时调控,承压较大,抬升高度可以满足采摘工作需要,而且合理利用了空间。举升系统是为了把工作平台通过液压举升的方式平缓的升起,使操作人员站在工作平台内安全的进行作业,工作平台的设计也非常人性化,不仅具有防护栏,而且操作面板固定在平台上,更方便工作人员进行操作。
荷兰温室电动轨道作业车
荷兰温室电动轨道作业车技术规格
EasyTrack 是一种带有电动方向盘的充气轮胎作业车,相比机械转向而言,这种电动转向可以减轻操作工人的负担。相比较电动轨道作业车采用的液压升降模式,手推作业车采用的是货架结构,这种结构更加简单,维护方便,大大降低成本。工作平台宽敞,围栏和平台形成一个保护单元,从而保证操作工人的安全,还可以通过简单的调整将平台固定在需要的高度,连接牢固。EasyTrack 非常容易操作,无论是在平坦的土壤上还是在混凝土路面上,都可以借助可转向的充气轮胎车轮轻松移动手推车。
荷兰温室 EasyTrack 作业车
荷兰温室 EasyTrack 作业车技术规格
还有一种与EasyTrack类似,只不过是底盘下的行驶轮的形式改变了,它的行走轮结构和电动轨道作业车类似,但是又不完全相同,电动轨道作业车使用的是两组轮系机构,一组为四个万向轮,另一组为四个仿形轨道轮。这种作业车将上述两种结合,底盘只有两个万向轮,通过安装的高度不同,使得作业车可以满足同时在轨道和混凝土地面上行走,而且作业平台使用的是这种可以手动调节高度的作业平台,平台的两端都可以进入,上下两个平台都有控制脚踏板,可以满足两人同时在轨道上从事高度不同的作业。
荷兰温室简便式作业车
西班牙模式与荷兰不同,设施投入相对较低,作业车设计也不同,但是原理、功能上相似。作业车带有可拆卸平台系统,可通过支架的间隙进入平台内部,更安全、更舒适、更高效、市场上独一无二,其独特的设计使其能够在高处执行日常工作任务,获得机器的最大稳定性和控制,因为其大直径车轮保证在任何类型的地形上工作,包括沙质土壤,但行距较宽,降低了种植密度。作业车的整体采用钢型材设计和制造,在使用时更坚固、轻便。转向设计也非常特别,可以在操作平台上进行转向工作。此外,该作业车还具有后轮驱动和制动器,可以手动解锁和移动,不需要爬上爬下来操作。
西班牙温室作业车
西班牙温室作业车技术规格
意大利温室内作业车则将大直径充气轮胎和液压举升系统相结合,也是方便在土壤地面或者是沙地上行走。俄罗斯由于气候天气条件比较寒冷,温室大多还是和荷兰的一样,所以大多也是这种电动轨道作业车。韩国工业技术评估研究所(KITECH)也是为了解决韩国农民老龄化的问题,减少体力劳动,研发了可以连接到无线网路的自动化温室作业车。
意大利温室简便式作业车
俄罗斯温室电动轨道作业车
韩国温室电动轨道作业车
目前国内的温室作业车,除了玻璃连栋温室采用的和荷兰一样的电动轨道作业车,日光温室和连栋冷棚中缺乏很多机械化的作业车,2016年北京京鹏环球科技股份有限公司的卓杰强等设计了一款无轨电动采摘车,该设备主要由行走转移底盘、液压升降机构、工作平台、液压举升及控制部分等构成,大体与荷兰的类似,也是电驱动,以蓄电池为动力源,液压马达驱动,刹车制动器制动,无轨道电动采摘车不仅解决了温室作业通道狭窄的难题,而且可用于高架作物的整枝、授粉等农事作业。劳动效率高、体积小、振动和噪音低,可以实现无轨道采摘作业,试验证明相对人工作业,效率可提高6~7倍,适合大规模推广。
北京京鹏温室电动轨道作业车结构图
2017年沈阳农业大学工程学院的田素博等人设计的温室多功能轨道作业车由行走系统、动力系统、升降系统、载人工作台和控制系统等组成。它以铅锌蓄电池为能源,通过电机带动链轮从而驱动行走轮前进或者后退,升降系统由液压站和剪叉机构组成,液压站为液压缸泵油,驱动剪叉升降机构实现工作台的上升下降。为了方便作业车在温室内进行换行作业,他们为作业车设计了两套行走轮,称为“横向行走轮”和“纵向行走轮”。相比较国外的作业车,他们设计的温室多功能轨道作业车的外形尺寸更加小巧,一定程度上降低了温室作业车的重心,使作业车在工作时更加安全稳定。
沈阳农业大学温室电动轨道作业车结构图
2011年中国农业大学徐丽明等研发的温室多功能作业车则根据温室蔬菜种植的特点,设计四个可以自主驱动的行走轮,利用单片机技术实现对作业车进行控制。作业车可以安装不同的农机具,实现耕种、起垄、铺膜、秧苗移栽、喷药、收获等。针对的主要温室作物为生菜、芹菜、韭菜、小油菜等较低矮作物。该机构最重要的设计是车轮系和减速系统,车轮可以实现空间上360°的转向,减少在温室中低头转向的空间,实现前后左右的移动和各个方向的平动。
中国农业大学温室电动轨道作业车结构图
投入高 产出少
目前国内大部分连栋温室采用的是荷兰进口的电动轨道作业车,不仅进口设备成本太高,而且国内蔬菜价格和产量难以和荷兰相比较,设施蔬菜的生产难以实现高收益。
机械化程度低
针对日光温室、塑料大棚等,由于温室设施结构和种植模式等因素,限制了作业设备的作业条件,进而影响了设施种植装备的机械化发展水平。农业农村部提出到2025年设施种植机械化水平总体达到50%以上,这就需要推进农机农艺融合,加快设施装备与设施专用品种和绿色高效栽培技术集成配套,完善技术装备和社会化服务体系,推动设施种植机械化全程全面高质高效发展。
不适合国内设施生产
作业车都是根据欧洲人体征特点来设计的,直接引进国内使用存在体积大、质量重等问题,而国内温室中操作人员多为妇女,相对比较吃力,如果放在日光温室当中使用,不仅相对配置要好,成本高。
农机农艺融合
推广适宜不同地区的标准化温室设施结构与建造的标准,明确满足作业车作业条件的空间结构、出入口、内部通道等方面尺度,提出符合需要和安全生产的规范。加快老旧种植设施的宜机化改造,依照作业车通行和室内作业条件,优化种植空间布局,创新宜机化种植模式,满足设备运转、通行作业需求。根据种植模式优化设计作业车,从而满足中国温室生产需求。
低成本 易操作
随着人口老龄化和人工费用的加剧,很多人也开始接受“以机换人”,设备高效、简单实用,成本低,易操作,同时免除高空摘果的危险性,具有更良好的市场前景和应用价值。
自动化 智能化
加快信息化和机械化融合,降低生产成本,提升设施种植机械化、自动化、智能化水平。不断加大科技攻关力度,重点突破设施种植装备专用传感器、自动作业、精准作业和智能运维管理等关键技术装备,通过研制嫁接、授粉、巡检、采收等农业机器人等,实现信息在线感知、精细生产管控、高效运维管理。
引用信息
郑刚.温室作业车发展现状及展望[J].农业工程技术,2021,41(28):54-58.
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