设施栽培用小型电动拖拉机结构及部件选配
设施栽培用小型电动拖拉机结构及部件选配
引言
高效设施农业是现代农业的显着标志， 是最有活力的农业新产业。 近几年， 我国设施栽培面
积逐年增加。 2012 年我国设施栽培面积为 1.45Mhm2 ， 其中钢架大棚占 63.5%[1] 。 我国设施
农业起步较晚， 机械化作业水平较低， 作业质量也较差， 除耕整地大多采用机械化外， 施
肥、 播种、 移栽等很多作业环节主要由人工完成。 由于我国目前温室棚型结构设计时未考虑
机械作业装备进温室的要求， 一些大中型自走式动力拖拉机难以在温室内实施， 故而相应的
配套机具也难以在温室内发挥其效用， 直接制约着设施栽培产业的规模发展。 因此， 开发一
种多功能小型化的高配套率温室用拖拉机显得很有必要。
1 电动拖拉机现状
1.1 国外现状
最早研究生产电动拖拉机的是德国的西门子公司， 其在上世纪初就推出了 36.8kW 电驱动乘坐
式拖拉机， 采用电缆线供电方式， 配带旋耕机具在田间作业。 但其工作效率受电缆长度的限
制， 并且还需配备升压装置[2] 。 从上世纪 70 年代开始， 研制的电动拖拉机都是选用电池电
源或小型发电机组作为动力源。 最早以电池组作为动力的电动拖拉机是由美国 GeneralElectric
公司 推出的 Elec-Trak 系列电动拖拉机[3] ， 功率从 5.9~11kW 不等， 主要用于草坪修剪作业。
直至上世纪 90 年代电力技术和电池技术有了很大的提高，电动力拖拉机的研究得到了许多国
家的追捧。 美国 Gorilla Vehicles 公司生产的 e-ATV 系列电动拖拉机 ，功率为 4.8kW 到
6.2kW ， 控制由智能控制器完成， 实现无级变速[4] 。 加拿 大 Electric Tractor 公司 的
ElectricOx 系列电动拖拉机采用独特设计的双电机/ 齿轮箱机构、 电子差速器等先进设备， 具
有制动能量再生功能， 除实现割草功能外， 可直接挂接铧式犁、 旋耕机、 扫雪机等。 2011
年日本井关农机株式会社推出适合园艺作业的小型电动拖拉机[5] ， 最大 功率约为 9.5kW ， 可
进行旋耕和除草作业。
1.2 国内现状
2007 年南京农业大学高辉松博士等最早开始从事电池组为动力的电动拖拉机研究， 提出了一
套电动拖拉机评价指标以及电驱动系统设计方法，对驱动系统进行了仿真研究[6] 。2012 年西
北农林科技大学杨福增教授团队研制出了一种微型遥控电动拖拉机[7] ， 并进行了整机试验，
对样机在某一犁耕工况下各档位的牵引效率也进行了试验研究。 2012 年中国一拖集团与美国
通用公司正式签订电动拖拉机项目合作协议，共同推动实现电动拖拉机关键技术的突破，拟
开发用于大田作业用的电动拖拉机原型机[8]。
综上所述国内对电动拖拉机已开始少量的研究，但仍处于起步阶段，这些电动拖拉机均是针对
露地作业而设计， 针对设施栽培用的小型自走式电动拖拉机方面的研究鲜有报道。
2 设施栽培用小型电动拖拉机结构及部件选配
2.1 整机结构
针对国内外研究现状， 结合温室结构特点， 农业部南京农业机械化研究所提出了一种温室 (钢
架大棚) 内用小型履带式电动拖拉机。 整机结构布局示意图如图 1 所示， 主要包括动力集成装
置、 转向制动装置、传动系统、 履带行走机构、 提升装置和座椅。 动力集成装置安装在底架
的前端， 主要包括能量管理控制器和锂电池组； 转向制动装置位于底架的中部， 主要包括左
操纵杆、右操纵杆、 制动踏板和加速踏板； 传动系统包括牵引电机、 牵引电机控制器、 变速
箱、 后驱动桥和档位操纵手柄； 履带行走机构传动连接在后驱动桥的两侧； 提升装置安装在
后驱动桥的上方， 处于底架尾部。
2.2 工作原理
摘要：
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设施栽培用小型电动拖拉机结构及部件选配引言高效设施农业是现代农业的显着标志，是最有活力的农业新产业。近几年，我国设施栽培面积逐年增加。2012年我国设施栽培面积为1.45Mhm2，其中钢架大棚占63.5%[1]。我国设施农业起步较晚，机械化作业水平较低，作业质量也较差，除耕整地大多采用机械化外，施肥、播种、移栽等很多作业环节主要由人工完成。由于我国目前温室棚型结构设计时未考虑机械作业装备进温室的要求，一些大中型自走式动力拖拉机难以在温室内实施，故而相应的配套机具也难以在温室内发挥其效用，直接制约着设施栽培产业的规模发展。因此，开发一种多功能小型化的高配套率温室用拖拉机显得很有必要。1电动拖拉机...
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