林下三七茎叶采收机设计及往复式割刀仿真试验

三七属于长茎秆类作物,茎叶采收是三七收获的重要环节之一。针对林下三七茎叶采收劳动强度大、缺乏成熟的采收装置等问题,结合林下三七农艺要求和茎秆力学参数,设计了一种林下三七茎叶采收装置,主要由控制箱、机架和剪叶装置组成,确定了整机尺寸、切割行程、前进速度和割幅宽度等参数。对往复式切割器关键结构参数的设计主要包括动刀片、定刀片、曲柄连杆机构、护刃器等,能够满足三七茎叶不伤苗、不漏割的技术要求。对切割器进行了运动学分析,在切割速度为0.4~0.8 m·s^(-1)时,能够在保证切割效果的同时,还保证整机的稳定性及安全性。构建了三七茎秆和切割刀片的刚柔耦合仿真模型,开展切割刀片仿真分析,将最大切割力作为评价指标,通过三因素三水平试验可知,影响切割的因素由大到小依次为切割倾角、切割速度、刀具构型,确定了刀型对三七茎秆切割力的降低效果为三角形刀片>梯形刀片>矩形刀片,三七茎秆-切割刀片的最优参数组合为切割倾角为90.5°、刀型为三角形刀片和切割速度为0.52 m·s^(-1),此时最大切割力为7.46 N,满足切割要求。