Research status and trend of key technologies of standardized orchard multi-functional operation platform

doi:10.12398/j.issn.2096-7217.2024.01.004

Abstract

Abstract:

China is a major producer and consumer of fruits， with output and area consistently ranking first in the world. However， China's orchards have long faced complex environments， with traditional manual operations facing high costs， labor shortages， and low efficiency. With the establishment of standardized and large-scale orchards， traditional models are no longer suitable for the development of modern orchards. The multi-functional operation technology platform integrates the functions of picking， ditching， fertilization， spray， transportation， etc.， effectively improves the efficiency of orchard operations， saves costs， and becomes the key tool for the efficient development of modern forestry and fruit industry. This article introduces the structural composition and working principle of a multifunctional homework platform， mainly introducing the two key parts of the lifting structure and chassis system， and provide an overview of the development trends of standardized orchard operation platforms at home and abroad， from simple mobile platforms to scalable platforms， followed by a series of improvements such as navigation and automatic leveling systems. By comparing the characteristics and advantages of different types of orchard operation platforms， clarify the shortcomings of domestic multi-functional operation platforms， and summarize and analyze the main research focus of multifunctional operation platforms at home and abroad， focusing on automatic leveling technology In terms of general chassis technology， navigation obstacle avoidance technology， lifting technology， chassis passability technology， power system coordination and management technology， and system quality improvement technology， this paper explores the bottlenecks faced by the development of multifunctional work platforms in China， such as insufficient intelligence and informatization， and relatively lagging policy support. Finally， suggestions are proposed to address the development gap between China's homework platforms and foreign homework platforms， such as promoting standardization and standardization of orchard planting， and developing towards intelligence and informatization， in order to provide development ideas for high-quality mechanized operations in China's orchards.

Key words: sorchard operation platform, automatic leveling, general chassis, navigation obstacle avoidance, chassis passability, power system coordination management

CLC Number:

S432

LIU Yang, LIU Yuyang, CHEN Jiangchun, LI Jingbin, LIN Xiaowei, LIN Guangzhao. Research status and trend of key technologies of standardized orchard multi-functional operation platform[J]. Journal of Intelligent Agricultural Mechanization, 2024, 5(1): 31-39.

Figures/Tables 17

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参数	数值
平台离地最大距离/mm	2 500
最大举升高度/mm	1 500
最大举升重量/kg	300
举升时间/s	8~10
平台面积/(mm×mm)	1 200×1 200

参数	数值
平台离地最大距离/mm	2 500
最大举升高度/mm	1 500
最大举升重量/kg	300
举升时间/s	8~10
平台面积/(mm×mm)	1 200×1 200

	国外	国内
导航技术	成熟度高、全天候高精度工作，定位精准，抗干扰能力强，扫描距离远、速度快定位精度可达±1 cm	目前依靠北斗导航技术，技术相对成熟，仅在个别地区信号易丢失
调平技术	实时性好，多传感器互补，反馈迅速，误差小	多传感器方案不成熟，难以协调
升降技术	提升高度达且提升过程平稳，最大工作高度可达7 800 mm	升降作业单一，坡地能力不足，作业范围小
底盘系统	以履带式为主，独立悬挂，越障能力好、通过性强，最大行走速度可达15 km/h	具有一定的越障能力，但易引起车身倾斜、抖动，最大行走速度一般为4 km/h
图像识别技术	抗干扰能力强，数据处理能力强，能快速收集、处理大量数据	一般不具备图像识别技术
智能控制系统	实现人机交互作业，可以实时反馈及其工作状态机故障诊断	人工操作为主，只能实现简易智能控制操作

	国外	国内
导航技术	成熟度高、全天候高精度工作，定位精准，抗干扰能力强，扫描距离远、速度快定位精度可达±1 cm	目前依靠北斗导航技术，技术相对成熟，仅在个别地区信号易丢失
调平技术	实时性好，多传感器互补，反馈迅速，误差小	多传感器方案不成熟，难以协调
升降技术	提升高度达且提升过程平稳，最大工作高度可达7 800 mm	升降作业单一，坡地能力不足，作业范围小
底盘系统	以履带式为主，独立悬挂，越障能力好、通过性强，最大行走速度可达15 km/h	具有一定的越障能力，但易引起车身倾斜、抖动，最大行走速度一般为4 km/h
图像识别技术	抗干扰能力强，数据处理能力强，能快速收集、处理大量数据	一般不具备图像识别技术
智能控制系统	实现人机交互作业，可以实时反馈及其工作状态机故障诊断	人工操作为主，只能实现简易智能控制操作