果園履帶自走式疏花機的設計與試驗

摘 要：【目的】研究設計果園疏花作業主要參數可調裝置，并采用軟件優化參數，為果園機械疏花管理裝備研發與優化提供參考。【方法】采用機械設計、理論受力分析、液壓分析、疏花性能試驗、數據分析優化相結合的方法。采集不同參數組合下的疏除率，運用DESIGN EXPERT響應曲面法分析各因素對疏除率影響效應，并優化回歸模型的參數。【結果】疏花機整機尺寸為（2.2×1.7×3.5）m，疏花軸長1 m，疏花臂長度及2個疏花臂支撐架長度分別為1.8、1.5和1.5 m。疏花臂3個液壓缸最大受力分別為980、1 450和3 600 N，并對液壓系統中計算關鍵參數、設計和選型，滿足疏花農藝要求?！窘Y論】最優參數值組合為履帶自走疏花機行進速度2.6～3.4 km/h、膠條轉速 350～400 r/min、膠條間距為 5cm時效果最佳，疏除率為35%～40％；各試驗因子對疏花的影響效應依次為膠條轉速﹥膠條間距﹥行進速度，該機適用于的現代化標準果園。

關鍵詞：果園管理；疏花裝置；履帶自走式；疏花臂；液壓系統；疏花優化

中圖分類號：S233.3 文獻標志碼：A 文章編號：1001-4330（2024）10-2514-13

收稿日期（Received）：2023-11-02

基金項目：新疆生產建設兵團農業領域重點科技攻關項目（2018AB016）；新疆生產建設兵團重大科技項目（2021AA0050302）；國家重點研發計劃項目（2017YFD0701402）；新疆生產建設兵團科技創新人才計劃（2020CB031）

作者簡介：周艷（1970－），女，四川大竹人，研究員，博士，碩士生導師，研究方向為農業機械化，（E-mail） zhouyan683886@sina.com

通訊作者：何磊（1985－），男，河南周口人，研究員，博士，碩士生導師，研究方向為農業機械化，（E-mail） 123893162@qq.com

0 引 言

【研究意義】我國果園種植產業快速發展^［1］，區域布局越發優化，優勢產業越發突出，產業效益越發明顯^［2］，已成為推動農業結構調整、各區域經濟發展的重要產業^［3］。在各類水果中，以蘋果、香蕉、柑橘、梨、葡萄為主要種植及生產品種^［4］，同年蘋果園面積占比18%^［5］，蘋果產量為4 139.0×10⁴ t為全國水果種類產量最多^［6］。【前人研究進展】Martin-Gorriz B等^［7］設計了一種輕巧、操作簡單的手持式樹冠振動疏花器，該機在減少了大量作業時間，同時也將成本節約了88%，疏除率達到25%；Mcclure K A等^［8］研發了一種利用噴霧進行疏花作業機器，可以有效減少花朵數，顯著降低坐果率，疏除率可達60%以上；有設計研發一種通過拖拉機車載梳棒式疏花振動樹冠裝置，疏除率在40%以上^［9］。Assirelli A^［10］系列設計了一種車載柔性疏花裝置，該機利用離心力使塑料條擊打樹冠進行疏花，疏除率達到65%以上；楊洲等^［11］設計研發了一種手持式機械柔性疏花器，該機通過手動調節高度和角度可以實現不同樹形的疏除作業；李群^［12］研發了一種懸掛式電動柔性疏花裝置，該機可以滿足仿形作業要求，疏除率在50%以上；研發了一種針對矮密蘋果栽培模式和主干形密植桃樹栽培模式的疏花裝置，疏除率達到30%～50%，疏花效果滿足農藝要求^［13］；雷曉輝 ^［14］設計研發了一種自主研發的三節臂機載式疏花裝置，可降低梨樹的絕對坐果率?！颈狙芯壳腥朦c】不同地區果樹培育模式和農藝技術具有差異性^［15］，傳統人工作業方式越發不適應現代化果園管理，已經成為制約我國果園可持續發展的障礙^［16］，疏花疏果階段用工量大，人工費用高^［17］?，F有的機械化疏花不適用于大規模作業，而針對于規?；芄麍@使用的果園疏花裝置少之甚少。需研究設計果園疏花作業主要參數可調裝置?！緮M解決的關鍵問題】采用機械設計、理論受力分析、液壓分析、疏花性能試驗、數據分析優化相結合的方法。研究設計果園疏花作業主要參數可調裝置，并采用軟件優化參數，為果園機械疏花管理裝備研發與優化提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 履帶自走式疏花機

該機由動力裝置、傳動系統、工作部件、回轉部件、行走裝置、操縱部件、液壓系統、電氣控制系統和其他輔助設備等組成，履帶行走裝置由驅動輪、履帶板、滾輪、拖帶輪、負重輪及扭桿等六部分構成。

團隊于2021年通過對新疆生產建設兵團第五師81團新疆眾致恒創農林科技有限責任公司和山東煙臺市棲霞市蘋果現代矮砧集約栽培關鍵技術集成示范基地、阿拉爾市、阿克蘇市和霍爾果斯市等地，針對蜜脆蘋果、芯心海棠和西梅等品種果園調研。果樹樹齡4～10 a，行距4 m 、 株距 2 m、 果樹平均高度2.5～3.5 m、樹干高0.85～1 m、樹冠冠徑1.9～2.4 m。圖1

根據果園種植模式（行間距、株距以及果樹生長）結合整機穩定性，確定疏花機整機尺寸（長×寬×高）（2.2×1.7×3.5）m，此時疏花機可在果園環境下前進、后退以及掉頭等正常行駛；果樹冠徑1.9～2.4 m，根據單側樹枝花朵生長在距離樹干0.3 m范圍內，疏花軸長度取1 m，疏花軸可以完全覆蓋待作業樹枝，滿足果樹疏花作業農藝要求。

由于果樹種類繁多，高低有別，傳統的疏花支撐軸作業高度單一，局限性大，應用范圍小，疏花作業效果差。因此，該機支撐軸采用高度可調的疏花臂；標準園果樹高度為3.5～4 m，所以確定疏花臂及支撐架長度分別為1.8、1.5和1.5 mm，疏花臂作業高度范圍0.9～4 m。該機在克服傳統疏花支撐軸局限性大等問題的前提下，滿足果樹的疏花作業要求。表1

1.1.1.1 結構與工作原理

履帶自走式式疏花裝置由傳動機構、連桿機構、液壓缸、機架、液壓馬達、導向滑軌、轉動軸、膠條、液壓及控制系統組成^［18］。

1.1.1.2 整機結構

該機包括行走裝置和疏花裝置，行走裝置與疏花裝置連接部件可拆卸；行走裝置由柴油發動機提供動力，通過后面箱體操縱桿對整機行進速度、行進方向、液壓輸出控制，并且前端設有底部連接塊分別與疏花支撐架、液壓缸鉸連接；疏花機構包括疏花臂3、支撐架9、10，支撐架10的下部與履帶自走式底盤13鉸接，同時支撐架10與液壓缸12鉸接。支撐架包括底部連接部件、兩個液壓缸連接部件、頂部連接部件；支撐架9的端部設有前L型連接架、后端設有鉸連接部件、中端設有液壓缸連接部件。前L型連接架支撐架連接架均位于支撐架9的內側，前L型連接架的端部固設有疏花臂3安裝部件。3個疏花軸分別與疏花臂3固定連接。圖2

1.1.1.3 工作原理

疏花裝置與履帶自走式底盤連接成一體，作業時履帶自走式底盤移動到待作業果樹位置；通過調整機箱上操縱桿將液壓動力傳送至相銜接的3個液壓缸以及3個液壓馬達，控制3個液壓缸伸縮位移量實現疏花臂位置調整，達到整個疏花軸作業高度；隨后液壓系統將液壓動能傳輸至液壓馬達，馬達在轉動時帶動轉軸旋轉，固定在疏花軸上的膠條，隨著轉軸轉動，擊打樹枝上的果樹花朵。隨著轉速增加，膠條上的擊打力大于花朵的最大承受力，花朵在膠條的作用下被打掉，通過調整液壓馬達的轉速、不同的膠條間隔以及不同的膠條組數，整機行進速度等參數，從而達到不同的疏除效果。圖3

1.1.1.4 關鍵部件設計

疏花裝置的液壓馬達14，通過加裝換向閥以實現疏花軸的正反轉，若不加換向閥僅可實現單方向轉動，換向閥的作用是通過切換A，B進油口，調整進油的連接口，來實現馬達的順時針、逆時針方向旋轉。液壓馬達的正反轉實現轉動軸上膠條雙向轉動，滿足疏花作業要求。

疏花轉軸6上均勻設有連接孔，處于相同高度有四個對稱布置連接孔，孔內均可裝卸膠條，孔徑為5 mm（膠條直徑與轉軸固定部分連接孔的直徑為5 mm，實現膠條的固定，滿足工作作業過程中支撐固定需求，防止工作過程中膠條脫掉）。疏花膠條為擊打部分，可選直徑3、4和5 mm不等，轉軸四面有膠條安裝孔，可以選擇一面、兩面、三面、四面對稱安裝或者呈90^°安裝等。

導向滑軌5可以實現疏花軸的運動軌跡的控制，使運動軌跡可調整，方便控制，加強疏花軸在路面不平的情況下保持預定的位置，起到固定的作用；同時可承受疏花作業時的沖擊力。圖4

1.1.2 試驗地概述

試驗果園為3～5棵蘋果樹，果園果樹為主干形密植栽培模式，行間距為4 m，株距為2 m，樹高2.5 m，單側樹枝長0.85～1 m，最低樹枝離地0.6～0.9 m，最高樹枝離地2.1～2.4 m。圖5

1.1.3 儀器與設備

試驗所采用的儀器和設備：履帶自走式疏花機、轉速儀、卷尺、皮尺、艾普數顯推拉力記測力計、計算器、記號筆、標簽機、進口藍色耐磨MC901尼龍板、黑白色GF30+PA66尼龍棒、ABS賽鋼板POM棒等。

1.2 方 法

1.2.1 疏花臂受力

機架伸降機構是該機重要組成部分，在果園疏花作業過程中，由液壓系統完成對整個機架工作高低位置的調整 ^［19］。

1.2.1.1 受力分析

在果園作業過程中疏花臂支撐轉動軸，調整疏花作業高度，以及支撐軸上液壓馬達帶動膠條旋轉擊打掉果樹樹枝多余的花朵^［19］，在工作狀態下負載與果樹枝條對支架的阻力較小，因此只需考慮該裝置在極限位置時的運動簡圖，對疏花部件整個機架進行分析。圖6

不計摩擦分析：當支撐1桿擺動，當液壓缸推桿AB擺到極限位置時，液壓缸的壓力最大。求∑_MA（F ）=0，可求出支撐反力F₁。當Φ=45°時液壓缸的推力和壓力最大，G₁=0.25×3.14×（外徑2-內徑2）×L×鋼鐵比重7.8。圖7

F₁=tan a×G₁=980 N.（1）

同理對疏花臂支撐2的受力分析：

根據平移框架受力簡圖以及力學分析的平衡方程可求∑ME（F）=0，重心越遠（X值越大），F₂越大，即油缸壓力越大，也可以把E點約束反力求出。圖8

∑ME（F）=G₂×L_X-F₁′cosα×L_BE+F_AY×L_AE=0.（2）

計算可得：F₂=1 450 N。

同理對疏花臂3的受力分析：

液壓缸推動疏花臂3擺動，當疏花臂3擺到極限位置時，油缸壓力最大。根據平移框架受力簡圖以及力學分析的平衡方程可求：

∑MJ（F）=G₃×12L_EJ-F₂×L_EY′+L_EJ×L_gj=0.（3）

計算可得F₃=3 600 N。

1.2.1.2 分析結果

疏花臂支撐及疏花臂分別受力為980、1 450和3 600 N，由于疏花裝置在果園作業過程中地勢相對較為平坦，疏花作業時疏花臂支撐1受到轉軸旋轉時的少許震動沖擊，沖擊阻力較小，選取疏花臂中受力最大的疏花臂3進行各個零件的選型^［20］。

1.2.2 液壓系統的設計與選型

果園疏花機液壓控制系統由液壓泵、液壓缸、集成塊（或閥組合）液壓閥、液壓電機和液壓油箱等組成，液壓驅動設備質量小，可傳遞較大的力工作范圍大，工作效率高；液壓系統與電控系統結合工作，操作簡單，控制便捷；液壓系統中設有溢流閥保護系統，可靠性高，安全性高 ^［21］。

1.2.2.1 液壓缸的設計

采用雙作用活塞桿液壓缸，分別在缸體的上部和下部設有進油口，活塞桿油缸外缸頂端和低端通過鉸連接安裝在U型連接塊上。

（1）計算負載力

該雙作用液壓缸的負載力：

F_ty=F_tz+F_tf+F_tg.（4）

式中，F_ty：額定速度作業過程中滿載時液壓缸的總阻力；

F_tz：雙作用液壓缸受到的載荷（N）；

F_tf：摩擦力（N）；

F_tg：慣性力（N）。

摩擦系數取0.15，由摩擦力

F_tf=6 030 N×0.15=904.5 N.（5）

F_tg=ma=603 N.（6）

液壓缸3總負載。

F_tf=6 030 N+904.5 N+603 N=7 537.5 N.（7）

選取的公稱壓力：F_tf=10 MPa。

（2）損失量

油泵出口管路到油缸間管路的損失量0.9MPa，則實際壓壓力：

P=10-0.9=9.1 MPa.（8）

（3）確定液壓缸內徑

D=4Fπρη×10^-3（m）.（9）

式中， D：液壓缸內徑，mm;

F：工作負載，N；

P：公稱壓力，MPa；

η：工作效率，取0.95。

可得D=31.8 mm。

取液壓缸的內徑D為32 mm。

工作壓力選擇推薦速比值?=1.33，則：

d=D?-1?.（10）

求得活塞桿直徑d=15.9 mm。

所以取活塞桿直徑d=16 mm。

（4）確定導向套長度

導向套作用是支撐活塞桿 ^［22］。

H_th≥L20+D2.（11）

式中，L：液壓缸最大工作行程，L=70 mm；

D：液壓缸內徑，D=32 mm。

代入公式可得，H_th≥19.5 mm。最小導向長度為20 mm。

1.2.2.2 液壓泵的選型

確定液壓泵最大工作壓力，液壓泵的公稱壓力與選擇的液壓缸的公稱壓力相等，為10MPa。

液壓泵工作的最大壓力為：P_th

P_P=P_th+∑ΔP.（12）

式中，P_P：液壓泵的最大工作壓力，MPa；

P_th：液壓缸的公稱壓力，MPa；

∑ΔP：液壓泵出口到入口過程的管路損失，∑ΔP=0.5 MPa。

P_P =10+0.5=10.5 MPa.（13）

選型號PV2R2-53的葉片泵，泵的最高使用壓力21 MPa，排量52.5 mL/r，配4級電機，轉速1 480 r/min。

（1）確定流量

設備里面包括有多個液壓缸同時工作時，系統內輸出流量q_h為K_h∑qv。

q_h≥K_h×∑qv.（14）

式中，K_h：液壓系統泄露修正系數。取1.1～1.3；

∑qv：全部裝置一起工作時液壓缸的總流量，L/min。

知活塞桿工作行程S=700 mm，橫移一次時間為7s，可知最大行程的速度V_h=100 mm/s。

qv=π4D_th2×V_h.（15）

可得qv=156 160 mm³/s.

∑qv=2qv=312 320 mm³/s.

代入上式可得：

q_h≥K_h×∑qv=343 552 mm³/s=20.61 L/min.（16）

（2）液壓電機的選型

由機械設計手冊得知電機功率：

P_P=P_P×q_hn_b.（17）

式中，P_P：液壓泵最大工作壓力（Pa）；

q_h：液壓泵的輸出流量（L/s）；

n_b：泵體總效率，由手冊得知齒泵0.6～0.7。

代入式中可得P_P=10 KW。

1.2.2.3 液壓馬達選型

選葉片馬達：型號為YM額定壓力為6 MPa。表2

1.2.2.4 液壓系統原理

驅動裝置包括液壓油箱、液壓缸、液壓馬達、電機、液壓控制閥、密封圈等部件，由于液壓傳動技術有前述諸多優勢，更適合作為疏花設備的作業位置調整裝備。表2，圖9

開始作業時，液壓系統中各個模塊開始工作，疏花臂上的三個液壓馬達帶動轉動軸以及軸上的膠條旋轉擊打樹枝上花朵進行疏除工作；溢流閥5主要是通過計算作業環境和工作負載下，設定液壓系統的最高壓力^［23］；

可調節流量控制閥進行工作調整液壓油的流量大?。蝗凰耐〒Q向閥處于左或者右導通狀態，液壓油液流入換向閥之后經過分流集成閥分流到待工作的液壓缸任何一側，推動液壓缸活塞桿運動，當疏花臂運動到極限位置時，換向閥切換到中間位置。液壓泵卸荷，液壓缸的活塞桿停止伸出或者伸縮；

液壓油液流入換向閥之后經過分流集成閥分流到液壓馬達時，控制三個馬達；液壓系統中的幾個子回路并聯，在疏花裝置作業時泵承受的壓力小，可以同時動作也可以單個動作，當均不動作時壓力升高，到壓力繼電器的動作壓力時，電磁閥6通電，溢流閥溢流泵卸荷，馬達正反轉均可調速，如需調整馬達轉速通過手把控制開口控制流量調速，此時并聯回路子回路壓力相等，動作回路的各流量和等于泵的流量。

1.3 數據處理

（1）測試履帶行進速度、膠條轉速和膠條間隔三因素組合下的疏除率，試驗分為17個測試點，其中包含12個分析因子，5個零點估計誤差，每個測驗區長4 m，寬1.5 m。

（2）試驗前，在各測試區內任意選定6個樣本采集點，采集尺寸為2 m，由試驗人員采集作業前以及履帶自走式疏花機作業后的蘋果花朵數，記錄相應的數值。

（3）試驗結束后，整理任意6個測試點記錄疏除數值，整理計算由以下公式，得出疏除率C。

C=1-ba×100%.（18）

式中，C：疏除率；

a：疏花裝置作業前的蘋果花朵數；

b：疏花裝置作業后的蘋果花朵數。

2 結果與分析

2.1 試驗設計與結果

研究表明，將疏除率C作為響應值，選取定行進速度X₁、轉軸上膠條轉速X₂、膠條間隔X₃為影響因子，開展響應面試驗研究。作業前首先將履帶自走式疏花機進行靜止試車，保證各個機構平穩正常運轉；通過轉速儀對轉動軸進行轉速測試，確保試驗控制系統在預設位置達到預定目標，保證試驗正常進行。圖10

在果園隨機選取17個長為4 m代表性測試點，且將17個測試點分為2組重復試驗，分別為試驗數據和驗證試驗數據，每組在3個影響因子不同參數下進行的17次疏花作業。對疏花測試前和測試后作業的果樹進行標記，且對樹枝花朵分別計數與記錄。表3

計算17組其中6組隨機測試點試驗前后所測的果樹花朵數，并根據上面公式計算得到疏花裝置分別在隨機6組的疏除率。2.2 試驗數據與結果

研究表明，整理數據A組是當行進速度2 km/h、膠條轉速為200～300 r/min、膠條間距為3 cm時的數據。表4

B組是當前進速度3 km/h、膠條轉速為300～400 r/min、膠條間隔為4 cm時的數據。表5

C組是當前進速度4 km/h、膠條轉速為300～400 r/min、膠條間距為4 cm時的數據。表6

D組是當前進速度4 km/h、膠條轉速為300～400 r/min、膠條間距為5 cm時的數據。表7

E組是當前進速度3 km/h、膠條轉速為300～400 r/min、膠條間隔為5 cm時的數據。表8

F組是當前進速度3 km/h、膠條轉速為350～400 r/min、膠條間距為5 cm時的數據。表9

2.3 試驗設計方案及響應值

研究表明，果實坐果量均勻分布在枝條上，農藝疏除率為30%～50％，且疏除率為35%～40%時機械化疏花作業為最理想情況。表10

計算6組測試點前后所測的蘋果花朵數值，并將試驗前后所測數值計算得出各組的疏除率，進而確定當前進速度2.6～3.4 km/h、膠條轉速 350～400 r/min、膠條間距為 5 mm，為最優疏除作業參數，疏除率為40%～45％。

2.4 回歸模型建立與顯著性檢驗

研究表明，建立疏除率對前進速度、膠條轉速、膠條間隔三個自變量的響應曲面回歸模型，參數優化前的回歸方程（18）所示，對回歸方程進行方差分析。表11

Y₁=4.8+4.50X₁+8.36×10^-2X₂+0X₃-1X₁X₂-0X₁X₃-1X₂X₃-6.58X²₁+12.89X²₂-0.26X²₃. （19）

響應面模型中的疏除率 Y₁模型 Plt; 0.000 1，表明回歸模型高度顯著。失擬項 P（P=0.671 6）gt; 0.05，表明回歸方程擬合程度高；其決定系數 R²為0.902 9， 此數據模型可解釋 90%以上的評價指標。該疏花裝置的工作參數可由此模型來優化。

各參數對回歸方程的影響作用可以通過 P值大小反應，Plt;0.01 表明參數對模型影響極顯著，Plt;0.05 表明參數對模型影響顯著。疏除率模型Y₁中有3個回歸項影響極顯著（Plt;0.01），為X₁、X₂、X²₂；1個回歸項對模型影響顯著（P﹤0.05），為X²₁；模型中有5個回歸項影響不顯著（P﹥0.05），分別為X₃、X₁X₂、X₁X₃、X₂X₃、X²₃，除去回歸項模型中不顯著的回歸項，并在Design-Expert對模型優化。分析優化后的模型，優化后的模型方程如下所示。根據模型Y₁的P值（P﹤0.000 1）與模型Y₁的失擬項P值（P=0.127 1），模型可靠。

Y₁=46.67+12.60X₁+8.36×10^-2X₂- 1.8×10^-2X²₁-4.30×10^-2X²₂.（20）

利用Design-Expert 軟件繪制3D-surface 響應面圖，前進速度、膠條轉速、膠條間距對疏除率Y₁的影響。圖11

3個因子影響效應依次為膠條轉速﹥膠條間隔﹥行進速度，即膠條轉速越大疏除率越高；膠條間隔越大，擊打花朵量減少，疏除率降低；前進速度快可以防止果樹樹枝在膠條反復擊打下受損影響果樹生長，前進速度不能過高和過低。過高時，膠條擊打樹枝上花朵時間短無法完成疏花作業。過低時，膠條反復擊打樹枝造成果樹受損，且擊落花朵數量多從而造成疏除率過高。

對影響因子進行優化得出因素最優組合為：履帶自走式疏花機行進速度2.6～3.4 km/h、轉軸膠條轉速 350～400 r/min、膠條間距為 5 mm，果樹疏花疏除率預測值為 35%～40%。

隨機選擇3個測試點，進行重復試驗，具體參數為履帶自走式疏花機前進速度2.6～3.4 km/h、轉軸膠條轉速 350～400 r/min、膠條間距為 5 cm。表12

3次試驗驗值分別為34%～38％、36%～42％和35%～40％，平均值為35.33%～40％，上述得理論優化值為35%～40％相對誤差均小于 4%，因此參數優化模型可靠。

可得疏花裝置在進行疏花作業時，采用優化參數組合，即履帶自走式疏花機行進速度2.6～3.4 km/h、膠條轉速 350～400 r/min、膠條間距為 5 cm時，疏除率為35%～40％。表12

3 討 論

設計的履帶自走式疏花機，采用爬坡性能強，穩定性高，動力足的履帶式行走裝置與前期本團隊研制的牽引式疏花機^［24］相比，在疏除率保持一致的情況下，機具的爬坡性和穩定性有了顯著提升，提高了疏花工作效率；李君等^［12］在柔性疏花器設計與試驗中表明，機械柔性疏花方式下，膠條轉速和膠條間距均對疏花時間、疏花率有顯著影響，膠條轉速越大、膠條間距越小，疏花時間越短，疏花率越高，與研究結果等同；當機具行走速度為0.55 m/s，疏花臂轉速在200～300 r/min時，疏除率為20%左右，與雷曉輝等^［14］設計的三節臂式疏花機與本設計在行走方式和控制方式存在不同；汪強等^［13］設計的矮密疏花裝置在桃園田間的試驗，區別在于本設計具有高度可調性。袁常偉^［25］在桃樹疏花機設計與性能試驗中研究表明，當疏花軸轉速在360～400 r/min、 機具前進速度2 km/h時，疏花效率最高，與試驗研究結果接近。

4 結 論

4.1 設計了一種履帶自走式疏花機，確定了關鍵部件的結構和尺寸；根據疏花作業需要，對疏花裝置的液壓系統進行設計與選型。

4.2 各試驗因子對疏花的影響效應依次為膠條轉速﹥膠條間距﹥行進速度。優化分析各影響因子間的最優組合參數為履帶自走式疏花機前進速度2.6～3.4 km/h、轉軸膠條轉速 350～400 r/min、膠條間距為 5cm時效率最高，疏除率為35%～40％。

4.3 履帶自走式疏花機可一次完成果園行間單側不同樹高、不同樹齡、不同角度的果樹疏花作業，對于大面積種植標準果園的疏花作業有良好的推廣應用前景。

參考文獻（References）

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Design and experiment of self-propelled track flower-thinning machine in orchards

ZHOU Yan¹ ，HE Lei¹， SONG Long¹，PAN Yunfei²， WANG Qiang²， SONG Zhenshuai²，

（1. Institute of Mechanical Equipment， Xinjiang Academy of Agricultural Reclamation， Shihezi Xinjiang 832000， China; 2.Shihezi University， Shihezi Xinjiang 832003， China）

Abstract：【Objective】 In view of the problems such as high manual operation intensity， heavy workload and short time of flower farming in orchard thinning management， the main parameters of orchard thinning operation are studied and designed， and software is used to optimize the parameters to provide reference for the development and optimization of orchard mechanical thinning management equipment.【Methods】 Mechanical design， theoretical force analysis， hydraulic analysis， flower thinning performance test， data analysis and optimisation of the combination of methods. 【Results】 The overall size of the flower thinning machine was （2.2×1.7×3.5） m， the length of the flower thinning shaft was 1 m， the length of the flower thinning arm support bracket and the flower thinning arm was 1.8， 1.5 and 1.5 m， the maximum force of the three hydraulic cylinders of the flower thinning arm was 980， 1，450， 3，600 N， and the key parameters in the hydraulic system were calculated， designed and selected. Through the field test verification， the agronomic requirements of thinning were met， the thinning rate under different combinations of parameters was collected， the effect of each factor on the thinning rate was analyzed by design expert， and the parameters of the regression model were optimized.【Conclusion】 The optimal combination of parameter values for tracked self-propelled flower thinning machine travelling speed is 2.6-3.4 km/h， the speed of the rubber strip is 350-400 r/min， the spacing of the rubber strip for the best results of 5 cm， the thinning rate of 35%-40%; the impact of the test factors on the thinning of flowers is in the following order： the speed of the rubber strip﹥the spacing of the rubber strip﹥the speed of the machine suitable for the modern standards of orchards .

Key words：orchard management; flower thinning device; tracked self-propelled; flower thinning arm; hydraulic system; flower thinning optimization

Fund projects：Key Scientific and Technological Research Projects in Agriculture of XPCC （2018AB016）; Major Science and Technology Project of XPCC （2021AA0050302）; National Key Ramp;D Program Project （2017YFD0701402）; Science and Technology Innovation Talent Program Project of XPCC （2020CB031）

Correspondence author：HE Lei （1985-）， male， from Zhoukou， Henan， researcher， Ph.D.， research direction： agricultural mechanization， （E-mail）123893162@qq.com