农业机械学报

作者：陈珊，张骞，赵春江，姜凯

单位：北京市农林科学院,北京市农林科学院,北京市农林科学院,北京市农林科学院,

关键词：嫁接夹;有限元仿真;瞬态结构;苗茎损伤;渐进式上夹

基金：国家自然科学基金面上项目（32171898）、国家重点研发计划项目（2024YFD2000604-1）、2025年度农业智能装备技术北京市重点实验室建设项目（PT2025-44）和国家西甜产业技术体系项目（CARS-25-07）

自动上夹是机械嫁接过程中的关键环节。针对目前瓜类嫁接夹力学参数不明确、夹子瞬间释放易对幼嫩苗茎造成冲击损伤的问题，本文通过有限元瞬态结构仿真模拟自动上夹全过程，分析嫁接夹动态力学特性，明确了嫁接夹结构参数对苗茎夹持过程中瞬时冲击力及稳定夹持力的影响规律。构建了以不同钢圈直径下嫁接夹夹臂完全闭合时的夹口位移、夹口张开角度为结构参数，以瞬时夹持力和稳定夹持力为评价指标的五因素数学模型，实现了对任意苗茎直径条件下夹持力的理论计算。依托自主研制的嫁接机及其渐进式上夹机构，进行了嫁接夹指定角度渐进式释放与传统夹口张至最大瞬间释放两种方式对比试验。结果表明，在嫁接夹指定角度渐进式释放过程中，当钢圈直径为0.7mm时，嫁接苗表面瞬时冲击力为5.29N，小于接穗安全压缩力，上夹成功率达94%，苗茎表面未出现明显机械损伤，满足机械嫁接上夹环节对安全性和稳定性的要求。研究结果可为嫁接机器人自动上夹机构设计与优化提供理论支撑和参考依据。

来源：2025年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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