农业机械学报

作者：刘志远，金诚谦，袁文胜，冯玉岗，袁建明

单位：农业农村部南京农业机械化研究所；武汉理工大学,农业农村部南京农业机械化研究所,农业农村部南京农业机械化研究所,农业农村部南京农业机械化研究所,武汉理工大学,

关键词：鲜食大豆;采摘装置;弹齿滚筒;参数优化;响应面试验

基金：财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-04）和中国农业科学院创新工程项目

针对鲜食大豆采收劳动强度大，人工采摘效率低，缺少相应收获机械装备等问题，结合鲜食大豆种植模式和采摘期植株物理特性，设计了一种弹齿滚筒式鲜食大豆采摘装置。阐述了弹齿滚筒采摘装置的工作原理，对采摘过程中的豆荚进行运动学分析，并对装置关键部件进行了参数设计和结构优化，确定了影响作业效果的因素。通过单因素预试验确定了关键参数的范围，以前进速度、滚筒转速、割台高度为试验因素，以掉落率、挂枝率、破损率为试验指标进行三因素五水平二次正交旋转中心组合试验，建立了试验因素与试验指标间的数学模型，并分析了各因素对试验指标的影响。对模型进行粒子群算法优化，预测最优参数组合为：前进速度0.43m/s、滚筒转速245r/min、割台高度4cm，对应的掉落率、挂枝率和破损率的预测值分别为10.6%、4.4%、5.6%。对最优参数组合进行田间验证试验，结果为掉落率11.8%，挂枝率4.0%，破损率6.1%，试验结果与理论预测值的相对误差均不高于10.1%。方差分析表明各评价指标的实际值和预测值之间不具有显著性差异。研究结果可为鲜食大豆采摘装置设计提供参考。

来源：2022年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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