甘薯联合收获机高度自适应集薯装置设计与优化

作     者：鲍国丞 王公仆 胡良龙 杨薇 申海洋 徐效伟 吴稳 陈文明 殷梓城 BAO Guocheng;WANG Gongpu;HU Lianglong;YANG Wei;SHEN Haiyang;XU Xiaowei;WU Wen;CHEN Wenming;YIN Zicheng

作者机构：农业农村部南京农业机械化研究所南京210014 中国农业机械化科学研究院集团有限公司北京271599 南京工程学院机械工程学院南京211167 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2023年第39卷第2期

页      面：24-33页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0828[工学-农业工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0901[农学-作物学] 0802[工学-机械工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFD1000802-05) 国家甘薯产业技术体系(CARS-10) 江苏省重点研发计划项目(BE2021311)。 

主　　题：农业机械 设计 优化 甘薯联合收获 高度自适应 响应面分析 

摘      要：甘薯收获是甘薯生产中用工量最多、劳动强度最大的环节。为了解决甘薯联合收获机集薯环节存在伤薯率高、自动化程度低等问题,该研究开展了高度自适应集薯装置的机械结构设计与控制系统搭建。系统及结构设计充分考虑物料物理性状及作业过程中的运动学与力学特性,通过新的集薯方式以满足落薯高度自适应、集薯装筐和自动卸料换筐等作业要求。通过落薯高度自适应功能减小并控制薯块下落的高度达到有效减少甘薯伤薯率与破皮率的目的。在单因素试验分析结论的基础上,以清选平台转速、落薯机构转速和落薯设定高度为试验因素,开展三因素三水平Box-Benhnken试验,以伤薯率、破皮率、微破率和损伤率为试验指标建立多元回归方程并进行响应面分析。回归模型进行多目标优化后获得装置最优工作参数组合为:清选平台转速108.07 r/min、落薯机构转速74.75 r/min、落薯设定高度18.15 cm。对优化结果进行验证试验,试验结果为:伤薯率0.39%、破皮率0.54%、微破率22.93%和漏薯率0.54%,各评价指标与模型预测值相近。研究结果可为甘薯联合收获机高度自适应集薯装置进一步设计与优化提供参考。