導(dǎo)語(yǔ)：山地林業(yè)軌道運(yùn)輸機(jī)應(yīng)用進(jìn)展一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1國(guó)外研究、應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)外山地運(yùn)輸機(jī)械研究起步較早，自動(dòng)化程度較高。早在19世紀(jì)末期，國(guó)外就嘗試進(jìn)行山地運(yùn)輸設(shè)備的研究，到20世紀(jì)90年代，國(guó)外林果運(yùn)輸機(jī)械進(jìn)入發(fā)展成熟期，以軌道運(yùn)輸車為代表的山地運(yùn)輸機(jī)械在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用。1.1日韓研究、應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀日本與韓國(guó)在工業(yè)上均屬于發(fā)達(dá)國(guó)家，且地形特點(diǎn)相似，具體表現(xiàn)為山地多、坡度大。而日本的山地運(yùn)輸機(jī)械研發(fā)與使用相對(duì)較早，經(jīng)濟(jì)水平與發(fā)展水平也高于韓國(guó)。1966年，日本一家名為Nikkari的企業(yè)研發(fā)出世界上第一臺(tái)用于陡坡的單軌運(yùn)輸機(jī)“MonoRack”。日本媒體將這臺(tái)設(shè)備稱為“劃時(shí)代的運(yùn)輸車”［2－3］。一般的運(yùn)輸機(jī)械適用于平地，在山地上使用非常不便，而軌道運(yùn)輸車不受地形影響，可以在地勢(shì)較陡的山坡使用，且對(duì)周圍自然資源破壞較少。該型軌道運(yùn)輸車在軌道的底面裝有齒條，與齒條嚙合的驅(qū)動(dòng)輪由軌道運(yùn)輸車上的發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶及鏈輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)在軌道上行走［4］。日本后來(lái)大力發(fā)展多用途單軌運(yùn)輸機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸、噴藥、施肥等作業(yè)［5］。驅(qū)動(dòng)形式升級(jí)為摩擦驅(qū)動(dòng)，通過(guò)橡膠輪與軌道的摩擦力驅(qū)動(dòng)單軌車運(yùn)行。目前“MonoRack”系列單軌運(yùn)輸車仍為世界一流水平，最大裝載為3000kg，最大運(yùn)行坡度為45°。1994年韓國(guó)大鉉株式會(huì)社MCK機(jī)械有限公司研發(fā)出森林單軌運(yùn)輸機(jī)，并因爬坡能力強(qiáng)，運(yùn)行安全平穩(wěn)，載重量大、安裝標(biāo)點(diǎn)隨坡就勢(shì)、拆卸方便并保護(hù)生態(tài)環(huán)境，廣泛應(yīng)用于果園、林業(yè)種子園、滑翔機(jī)訓(xùn)練場(chǎng)、大型公園、臨時(shí)運(yùn)輸物資方面。1.2歐美研究、應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀美國(guó)林果運(yùn)輸機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展水平較高，地形以平原為主，林場(chǎng)與果園采用大規(guī)模經(jīng)營(yíng)模式。林果運(yùn)輸常使用農(nóng)用搬運(yùn)車或拖拉機(jī)掛車機(jī)組，設(shè)備體積較大，而用于山地運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械使用較少。歐洲國(guó)家軌道運(yùn)輸技術(shù)主要來(lái)源于日本與韓國(guó)，以德國(guó)、意大利、奧地利為代表的歐洲國(guó)家，山地地形較多，林場(chǎng)與果園采用小規(guī)模的經(jīng)營(yíng)管理模式［6］。軌道運(yùn)輸機(jī)被廣泛用于葡萄園果實(shí)與物料運(yùn)輸、公園旅游觀光人員運(yùn)輸、山地管道維保、建設(shè)施工人員材料輸送等［7］。

2國(guó)內(nèi)研究、應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

2006年，黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所戰(zhàn)廷文等承擔(dān)了948項(xiàng)目“森林生態(tài)型單軌運(yùn)輸設(shè)備及關(guān)鍵技術(shù)的引進(jìn)”，首次從韓國(guó)(株)大林MONRAIL會(huì)社引進(jìn)了森林多功能單軌運(yùn)輸技術(shù)，2008年完成軌道安裝與調(diào)試。這臺(tái)設(shè)備主要用于運(yùn)輸觀光旅客到山頂，運(yùn)輸建筑材料及生態(tài)監(jiān)測(cè)人員、儀器進(jìn)行生態(tài)監(jiān)測(cè)［8］。開(kāi)啟了國(guó)內(nèi)單軌運(yùn)輸機(jī)在林業(yè)上的應(yīng)用研究。劉濱凡、王立海二人對(duì)森林生態(tài)型單軌車軌道嚙合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述［9］，之后他們通過(guò)理論力學(xué)的計(jì)算，驗(yàn)證了單軌車設(shè)計(jì)方案中穩(wěn)定性設(shè)計(jì)［10］。李琪等對(duì)單軌運(yùn)輸車支撐機(jī)構(gòu)的振動(dòng)性能進(jìn)行分析，得出采用最大工作轉(zhuǎn)速4000r/min時(shí)，軌道滿足振動(dòng)要求，不會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象［11］。曹軍等對(duì)森林單軌運(yùn)輸車故障狀態(tài)下的制動(dòng)安全性進(jìn)行了分析并提出對(duì)策［12］。王秀波等對(duì)森林單軌運(yùn)輸車的安裝與安全使用進(jìn)行了研究，闡述了森林多功能單軌運(yùn)輸車的總體要求及各部件安裝要求及注意事項(xiàng)，同時(shí)做了載客、載貨的應(yīng)用試驗(yàn)［13－14］。北京林業(yè)大學(xué)李文彬、王虓等研制出BSR-1型單軌車，并采用計(jì)算、實(shí)驗(yàn)與仿真三種方法，對(duì)軌道的穩(wěn)定性與輕量化進(jìn)行研究［15］。高林等基于GPRS無(wú)線通訊技術(shù)，研究單軌運(yùn)輸車的定位及測(cè)速方法，以便及時(shí)掌握單軌林果運(yùn)輸車的位置與速度信息［16］。丁文、霍光青為提高林用單軌運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性，提出對(duì)軌道嚙合機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性，闡述了林用單軌運(yùn)輸系統(tǒng)軌道嚙合機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本思路［17］。劉凱等基于人機(jī)工程學(xué)理論，利用虛擬樣機(jī)技術(shù)建立人－物－車耦合模型仿真作業(yè)環(huán)境，對(duì)林果運(yùn)輸系統(tǒng)中作業(yè)舒適性與安全性進(jìn)行研究，為單軌運(yùn)輸車進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)及制定科學(xué)的運(yùn)輸作業(yè)方案提供依據(jù)［18］。王君文等利用虛擬樣機(jī)軟件模擬單軌車運(yùn)行，通過(guò)仿真數(shù)據(jù)的研究，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)及功能設(shè)計(jì)的合理性［19］。龍萍等提出采用液壓傳動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)單軌車，在單軌車的各節(jié)掛車上均安裝液壓馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)輪，這樣每節(jié)拖車上就有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，減小了軌道車在運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)輪、齒條的受力。液壓系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)速功能，可使單軌車在下坡時(shí)產(chǎn)生與坡度相適應(yīng)的制動(dòng)力，以防止單軌車速度過(guò)快，為單軌運(yùn)輸車的研制提供一定參考［20］。福建省林業(yè)科學(xué)研究院與福建智辰智能農(nóng)業(yè)裝備有公司合作，共同研發(fā)了7YD-300型無(wú)人駕駛林果軌道運(yùn)輸機(jī)，如圖1所示，該運(yùn)輸機(jī)具有卓越的爬坡性能，而且能長(zhǎng)時(shí)間在載重300kg時(shí)50°的坡地或載重500kg時(shí)30°的坡地條件下長(zhǎng)期正常工作。其已在福建省永安市的竹山、福建平和縣柚子園、沙縣金楠種植專業(yè)合作社苗圃、重慶奉節(jié)的橘園等推廣應(yīng)用，如圖2所示。2018年，高銳、嚴(yán)積淼等負(fù)責(zé)起草了中華人民共和國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T3166－2019《林業(yè)機(jī)械以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的山地單軌運(yùn)輸機(jī)》，經(jīng)國(guó)家林業(yè)和草原局批準(zhǔn)，自2020年4月1日起實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的山地林果單圖17YD-300型無(wú)人駕駛林果軌道運(yùn)輸機(jī)1.限位裝置;2.拖車;3.軌道支承柱;4.支承座;5.制動(dòng)手柄;6.限速器;7.牽引車;8.軌道圖2軌道運(yùn)輸機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景軌運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行定義，明確其使用范圍、型號(hào)編制方法、基本參數(shù)，詳細(xì)闡述了技術(shù)要求及試驗(yàn)方法，明確了標(biāo)志、包裝、使用說(shuō)明書(shū)、運(yùn)輸和貯存等要求。

3林果運(yùn)輸機(jī)研究應(yīng)用現(xiàn)存問(wèn)題與對(duì)策

3.1存在的問(wèn)題及其原因。我國(guó)在林果軌道運(yùn)輸車的研究上雖已取得了一定的成果，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，運(yùn)輸機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域較窄，載重量較小，仍有很大的發(fā)展空間。針對(duì)我國(guó)林果運(yùn)輸機(jī)械研究與應(yīng)用現(xiàn)有的問(wèn)題，列舉出以下幾點(diǎn)，希望能對(duì)林果運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展提供借鑒作用。3.1.1林果軌道運(yùn)輸車設(shè)備價(jià)格過(guò)高，阻礙更大范圍推廣應(yīng)用市面上現(xiàn)有的林果軌道運(yùn)輸機(jī)價(jià)格過(guò)高，一套設(shè)備要鋪設(shè)252m的軌道，包含安裝費(fèi)共需7萬(wàn)元左右，這對(duì)收入微薄的農(nóng)民來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一筆巨款。雖然從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，使用軌道運(yùn)輸機(jī)仍然能幫助農(nóng)民降低運(yùn)輸費(fèi)用與解決勞動(dòng)力不足的難題，但在資金有限的情況下，一次性拿出如此多的錢(qián)購(gòu)買(mǎi)設(shè)備，許多農(nóng)民就算有使用軌道運(yùn)輸機(jī)的打算，看著過(guò)高的價(jià)格也只能望而卻步。所以，過(guò)高的價(jià)格會(huì)導(dǎo)致軌道運(yùn)輸機(jī)只能在小部分、經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚的農(nóng)戶手中使用，不能大范圍推廣。3.1.2沒(méi)有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不利于運(yùn)輸機(jī)廠家技術(shù)交流與設(shè)備推廣國(guó)內(nèi)林果軌道運(yùn)輸機(jī)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)少，部分廠家根據(jù)自己設(shè)備的情況編寫(xiě)了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但不同企業(yè)編寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)選擇的參數(shù)不同，不利于市場(chǎng)監(jiān)管和企業(yè)互相交流，消費(fèi)者也不知道哪些參數(shù)才是需要關(guān)注的關(guān)鍵指標(biāo)，容易被不同的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)混淆。如果一些不合格的廠家以次充好就會(huì)擾亂整個(gè)市場(chǎng)，不利于林果軌道運(yùn)輸機(jī)的推廣。3.1.3林業(yè)領(lǐng)域科研投入不足我國(guó)林業(yè)機(jī)械目前的發(fā)展程度不高，特別是林果軌道運(yùn)輸機(jī)械只有在竹林、油茶林、經(jīng)濟(jì)林、苗圃中有應(yīng)用，且使用數(shù)量少、區(qū)域規(guī)模小，相比于糧、棉等大型機(jī)械，其發(fā)展程度較低。從事山地林果運(yùn)輸機(jī)械研究的人員本就較少，再加上政府在林業(yè)機(jī)械研發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入滿足不了實(shí)際需要，導(dǎo)致林業(yè)運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展遠(yuǎn)滯后于其他產(chǎn)業(yè)，一定程度上阻礙其發(fā)展。3.2發(fā)展對(duì)策。3.2.1開(kāi)展各細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域的深入研究，以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要軌道運(yùn)輸機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，正朝著各細(xì)分市場(chǎng)發(fā)展，有專門(mén)用于景區(qū)旅游觀光的載人機(jī)型，有專門(mén)用于運(yùn)載貨物的高載重機(jī)型，還有用于噴灑農(nóng)藥以及肥料的多功能機(jī)型。不同機(jī)型的功能需要與實(shí)際結(jié)合，才能發(fā)揮最大效用，促進(jìn)設(shè)備向?qū)嵱?、好用、耐用的方向發(fā)展。不同裝載物對(duì)設(shè)備也有不同的要求，根據(jù)運(yùn)載物來(lái)開(kāi)發(fā)相關(guān)的配套設(shè)施，也是軌道運(yùn)輸機(jī)今后發(fā)展的方向之一。3.2.2針對(duì)林業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的具體需求，進(jìn)行深入研究軌道運(yùn)輸機(jī)在林業(yè)上還有許多應(yīng)用潛力，針對(duì)林業(yè)領(lǐng)域中林業(yè)生產(chǎn)(竹、油茶、香榧)、旅游觀光、森林旅游、自然保護(hù)區(qū)和森林管護(hù)監(jiān)督，進(jìn)行深入研究，以滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。軌道運(yùn)輸機(jī)在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，除了在原有的試點(diǎn)使用之外，應(yīng)該充分總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)掘軌道運(yùn)輸機(jī)在林業(yè)領(lǐng)域使用的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合這些優(yōu)勢(shì)在林業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行更大范圍的推廣。3.2.3結(jié)合農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼及政府其他專項(xiàng)補(bǔ)貼，減少林農(nóng)、果農(nóng)的負(fù)擔(dān)首先需要政府政策的引導(dǎo)，行業(yè)主管部門(mén)應(yīng)多制訂出臺(tái)林業(yè)機(jī)械相關(guān)優(yōu)惠政策，積極爭(zhēng)取稅費(fèi)優(yōu)惠，推進(jìn)信貸、林業(yè)機(jī)械補(bǔ)貼等金融扶持措施。同時(shí)降低林業(yè)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)的稅收，增加補(bǔ)助，減少企業(yè)負(fù)擔(dān)。這些措施能夠降低軌道運(yùn)輸機(jī)的價(jià)格，只有運(yùn)輸機(jī)的價(jià)格達(dá)到農(nóng)民能夠承擔(dān)的價(jià)位，才具備大規(guī)模推廣的基礎(chǔ)。3.2.4制訂國(guó)家林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)運(yùn)輸機(jī)廠家技術(shù)交流與設(shè)備推廣國(guó)家應(yīng)推動(dòng)制定更多的林果軌道運(yùn)輸機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范軌道運(yùn)輸機(jī)市場(chǎng)，明確軌道運(yùn)輸機(jī)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，制定軌道運(yùn)輸機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這不僅有利于國(guó)家對(duì)軌道運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行管理，也利于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)進(jìn)步。3.2.5加強(qiáng)科研政策支持建立林業(yè)機(jī)械研究創(chuàng)新平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)室，加大研發(fā)資金投入，加快專業(yè)人才培養(yǎng)，提高研究人員的專業(yè)技術(shù)水平。加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，促進(jìn)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)開(kāi)設(shè)合作項(xiàng)目，提升企業(yè)研發(fā)能力。與國(guó)外企業(yè)進(jìn)行跨國(guó)合作，派人員出國(guó)考察與學(xué)習(xí)，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)適用的技術(shù)。

作者:高銳 張偉 呂亞鳳 陳志強(qiáng) 鄭凡宇 嚴(yán)積淼 單位:國(guó)家林業(yè)和草原局北京林業(yè)機(jī)械研究所