农业机械学报

作者：刘俊孝，孙瑶瑶，张喜瑞，张志富，张丽娜，孙鹤鸣

单位：海南大学;海南大学三亚研究院,海南大学,海南大学,海南大学,海南大学,海南大学,

关键词：天然橡胶;割胶机;激光测距;割深控制

基金：三亚市科技创新专项(2022KJCX94)、海南省自然科学基金项目(523RC440)、国家自然科学基金项目(U23A20176)、海南省科技人才创新项目( KJRC2023C04)、海南省高等学校科学研究项目(Hnky2022-9)、国家天然橡胶产业技术体系项目(CARS-33-JX2)和海南大学科研启动基金项目(KYQD( ZR)-22036)

针对目前割胶机械割深不均匀、树皮起伏适应能力差等问题,设计一种激光测距控深割胶机，通过构建数学模型分析割胶作业中的轨迹动态，得到轨迹解析方程。基于割胶执行机构与橡胶树的几何关系确定割胶刀距离调整计算方法，明确测距点间隔角度对割胶刀调整误差的影响机制，利用Arduino控制板实现了割胶过程中的轨迹行走和刀具精准控制。以位移电机转速、耗皮量与切割深度阈值为试验因素，以单次割胶刀具调整次数、压力方差和切割深度合格率为评价指标，进行正交试验。试验结果表明：位移电机转速24r/min、不同耗皮量和切割深度阈值设定范围条件下，切割深度合格率均可达到87%，当位移电机转速为24r/min、耗皮量为1.3mm、切割深度阈值为-0.1～0.1mm时取得最优割胶效果，切割深度合格率为95.74%，平均刀具调整次数为22.33次，压力方差为14.89N2，且割面平滑度较好，满足割胶作业要求。

来源：2025年第4期

《农业机械学报》期刊编辑部

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