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茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验
1
作者
秦宽
郎旭涛
+6 位作者
沈周高
吴正敏
毕海军
曹成茂
孙燕
葛俊
方梁菲
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期29-39,共11页
丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并...
丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并研制小型茶园往复式开沟松土机。通过分析人工使用铁锹铲土的动作,建立入土、切土、抛土的运动模型,基于Matlab软件分析得到人工铲土时铁锹锹尖运动轨迹的拟合方程,以此方程为基准,建立曲柄连杆机构的目标函数,结合约束条件解出曲柄摇杆机构结构参数,同时对开沟铲进行开沟阻力分析,确定开沟铲的结构参数。建立Recurdyn和EDEM耦合的开沟铲-土壤互作仿真模型,并进行三因素三水平正交试验,对作业和结构参数进行优化,得到最优参数组合:机器前进速度v为0.06 m/s、曲柄转速n为42 r/min、入土倾角φ为80°。田间试验结果表明,茶园往复式开沟松土机作业平均开沟深度为211.5 mm,开沟功率为0.119 kW,沟深稳定性系数为90.9%,相较于传统旋转式开沟机,开沟功率降低6.3%,沟深稳定性系数提高3.1个百分点,整机作业质量满足茶园农艺要求。
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关键词
茶园
开沟松土机
仿生
曲柄连杆机构
RECURDYN
EDEM
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职称材料
题名
茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验
1
作者
秦宽
郎旭涛
沈周高
吴正敏
毕海军
曹成茂
孙燕
葛俊
方梁菲
机构
安徽农业大学工学院
安徽省智能农机装备工程实验室
安徽农业大学茶与食品科技学院
茶树生物学与资源利用国家重点实验室
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期29-39,共11页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(52105239、52075003、52205509)
茶树生物学与资源利用国家重点实验室开放基金项目(SKLTOF20210121)
安徽省自然科学基金项目(2308085ME160)。
文摘
丘陵山区茶园土壤板结、石砾较多,使用传统旋转或移动式开沟机会出现打石跳刀、刀具无法入土、开沟不深、作业阻力大的问题。为此,依据人工铲土具有自发性以最低功耗完成最优作业路径的特点,设计仿人工铲土动作的曲柄摇杆式开沟装置,并研制小型茶园往复式开沟松土机。通过分析人工使用铁锹铲土的动作,建立入土、切土、抛土的运动模型,基于Matlab软件分析得到人工铲土时铁锹锹尖运动轨迹的拟合方程,以此方程为基准,建立曲柄连杆机构的目标函数,结合约束条件解出曲柄摇杆机构结构参数,同时对开沟铲进行开沟阻力分析,确定开沟铲的结构参数。建立Recurdyn和EDEM耦合的开沟铲-土壤互作仿真模型,并进行三因素三水平正交试验,对作业和结构参数进行优化,得到最优参数组合:机器前进速度v为0.06 m/s、曲柄转速n为42 r/min、入土倾角φ为80°。田间试验结果表明,茶园往复式开沟松土机作业平均开沟深度为211.5 mm,开沟功率为0.119 kW,沟深稳定性系数为90.9%,相较于传统旋转式开沟机,开沟功率降低6.3%,沟深稳定性系数提高3.1个百分点,整机作业质量满足茶园农艺要求。
关键词
茶园
开沟松土机
仿生
曲柄连杆机构
RECURDYN
EDEM
Keywords
tea gardens
furrowing and loosening machines
bionic
crank linkage mechanism
Recurdyn
EDEM
分类号
S224.12 [农业科学—农业机械化工程]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验
秦宽
郎旭涛
沈周高
吴正敏
毕海军
曹成茂
孙燕
葛俊
方梁菲
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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