农业机械学报

作者：王金武，李响，高鹏翔，那明君，王奇，周文琪

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：胡萝卜收获机; 松土铲; 工程仿生技术; 离散元法

基金：国家重点研发计划项目（2017YFD0701305）和国家重点研发计划省级项目（GX18B026）

针对胡萝卜联合收获机作业时松土铲普遍存在作业阻力大、漏拔率高等问题，设计了一种高效减阻松土铲。以狗獾爪趾为仿生原型设计了仿生减阻铲尖，并分析了其减阻机理，建立了铲翼与土壤间的力学接触模型，确定了影响松土铲作业质量的铲翼结构参数。基于EDEM离散元仿真技术，建立了部件-土壤-作物多元仿真模型，通过单因素试验与正交旋转组合试验，确定了铲翼结构参数取值范围及其对指标的影响规律。建立了试验因素与指标间的多目标优化数学模型，运用Design-Expert 8.0.6 软件确定了松土铲的最优参数组合，通过田间性能试验验证了高效减阻松土铲的作业性能。结果表明：影响胡萝卜联合收获机松土铲作业质量的主要结构参数为铲翼开角?α?和铲翼倾角?β?，当铲翼开角?α?和铲翼倾角?β?分别为120.27°和47.37°时，松土铲作业性能最优，最优组合下前进阻力与胡萝卜拔取力分别为1?908.76?N和55.37?N。经田间性能试验验证，田间试验结果与仿真优化结果基本一致，与凿式松土铲相比，高效减阻松土铲前进阻力降低了5?79%，胡萝卜拔取力降低了20.68%，漏拔率降低了3.8个百分点，满足胡萝卜收获农艺要求。

来源：2020年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

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