| 茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验 |
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| 引用本文： | 秦宽,郎旭涛,沈周高,吴正敏,毕海军,曹成茂,孙燕,葛俊,方梁菲.茶园仿生往复式开沟松土机设计与试验[J].农业机械学报,2024,55(3):29-39. |
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| 作者姓名： | 秦宽 郎旭涛 沈周高 吴正敏 毕海军 曹成茂 孙燕 葛俊 方梁菲 |
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| 作者单位： | 安徽农业大学 |
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| 基金项目： | 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）和安徽省自然科学基金项目(2308085ME160） |
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| 摘 要： | 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 |
| 收稿时间： | 2023/11/14 0:00:00 |
Design and Experiment of Reciprocating Furrowing and Loosening Machine for Tea Garden |
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| QIN Kuan,LANG Xutao,SHEN Zhougao,WU Zhengmin,BI Haijun,CAO Chengmao,SUN Yan,GE Jun,FANG Liangfei.Design and Experiment of Reciprocating Furrowing and Loosening Machine for Tea Garden[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Machinery,2024,55(3):29-39. |
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| Authors: | QIN Kuan LANG Xutao SHEN Zhougao WU Zhengmin BI Haijun CAO Chengmao SUN Yan GE Jun FANG Liangfei |
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| Institution: | Anhui Agricultural University |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | tea gardens furrowing and loosening machines bionic crank linkage mechanism Recurdyn EDEM |
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