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农机化研究2025年第08期:组合式柔性低损玉米摘穗装置的设计与仿真分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:屈哲;邵海昊;王喜龙;乐金涛;赵慧慧;王万章;张红梅;杨立权;

单位:河南农业大学机电工程学院;平顶山学院河南省超声技术应用工程研究中心;

摘要:探究了柔性低损玉米摘穗装置和不同参数的浮动弹簧在摘穗过程中对玉米果穗受力的影响,旨在降低摘穗板与拉茎辊组合式摘穗装置在收获过程中造成的玉米果穗的损伤和损失。通过分析摘穗过程中玉米果穗的受力情况,发现弹簧刚度系数和阻尼系数对果穗受力有显著影响。同时,研究了玉米果穗与茎秆的物理力学特性,提出了采用组合式柔性毛刷、被动式浮动摘穗板、分段式摘穗板和摘穗板间隙自适应调节装置的设计方案。利用ADAMS软件进行虚拟运动仿真试验,分析了不同弹簧刚度系数和阻尼系数对玉米果穗与摘穗板碰撞力的影响,并将仿真结果导入Design-Expert中得到最优参数组合。通过计算可知:当浮动弹簧刚度系数为56.25 N/m、阻尼系数为33.5 N·s/m时,玉米果穗与摘穗板的碰撞力最小,为1 040.11 N。研究结果表明:通过改变玉米摘穗装置的结构和将部分装置柔性化,可以有效减小玉米果穗与摘穗板碰撞的瞬间力,减少玉米果穗收获过程中的损伤与损失,从而为低损玉米摘穗装置的研发提供研究依据和理论参考。

关键词:玉米;;摘穗装置;;柔性;;低损;;ADAMS仿真

基金资助:河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(242102110378,242102110365,242102111173);; 河南省现代农业产业技术体系玉米全程机械化专项(HARS-22-02-G4)