铲齿-齿滚式花生捡拾装置捡拾动力学分析与试验

摘要

两段式收获是我国花生机械化收获的主要方式，捡拾装置是花生捡拾联合收获机核心部分之一。针对传统的弹齿滚筒凸轮滑道式捡拾装置存在的花生植株“壅堆”“冲击”和“抛起”而造成荚果损失问题，在花生植株条铺捡拾特性研究基础上，发明并研制了一种新型铲齿-齿滚式花生捡拾装置。通过捡拾性能试验表明：花生植株条铺地面捡拾作业时，铲齿划入地表将花生植株条铺从地面铲起，捡拾齿完成花生植株后续的捡拾作业，但不划入地表。通过对花生植株在铲拾、挑拾、推送阶段的运动状态与受力分析，获得了影响运动状态的主要参数，以此为依据设计了铲齿、捡拾齿、护板等关键捡拾元件的总体结构。在此基础上建立了捡拾齿运动的数学模型，确定了影响捡拾齿运动轨迹的关键参数，并结合ADAMS运动仿真分析获得了捡拾工作参数配比范围。根据设计结果制作样机并进行运转试验，花生捡拾性能试验结果表明：新型铲齿-齿滚式花生捡拾装置用于花生捡拾过程中，不存在植株“壅堆”与“抛起”问题；通过响应面分析法及样机试验，获得捡拾装置最优工作参数为：前进速度Vm为48.0 m·min-1，转速N为45.3 r·min-1，离地高度H为-18 mm。在花生植株含水率15%～17%的两段收获条件下，花生植株捡拾率为98.9%，掉果损失率为2.8%。根据试验观察，捡拾过程中花生植株主要呈现横向捡拾、倾斜捡拾、纵向捡拾3种捡拾状态，能够适应果朝一侧的整齐放铺与散乱放铺捡拾作业，为今后两段式花生捡拾收获机捡拾装置的设计提供技术支撑。

关键词

花生植株 / 铲齿 / 捡拾机构 / 运动分析

基金资助

国家自然科学基金面上项目（51575367,50775151）; 国家重点研发计划项目（2016YFD0702102）; 辽宁石油化工大学科研启动基金项目（1100140222）