根茎类作物机械化挖掘收获力学特性分析

花生、马铃薯等根茎类作物由于果实埋在土中，其收获机械化程度远低于稻麦、玉米等农作物的收获机械化水平。气候、土壤等自然条件使国外较为成熟的机械化收获技术很难在我国得到充分应用，国内对根茎类作物机械化收获进行的一系列研究，由于挖掘去土损伤率和损失率太高，至今还未有较为成熟的技术。为了提高我国根茎类作物挖掘去土技术水平，本课题拟从4个方面对其进行研究：（1）进行收获时期内果实和植株物性参数的综合测定及跟踪试验分析，确定最佳的挖掘时间、受力点等机械化作业参数；（2）根茎类作物挖掘过程中动力学特性分析和土壤物理特性分析；（3）输送与去土过程动力学分析。研究工作部件的运动特点及对荚果与植株的施力方式等，分析作物与土壤的分离过程和机理，寻求理论与实际的最佳组合；（4）挖掘输送与去土技术分析与优化。本课题通过对挖掘输送和去土最关键环节的技术分析，为我国机械化收获技术研究提供最直接的理论依据。

本项目严格按照计划进行，主要针对根茎类作物的挖掘收获过程中的挖掘输送与去土技术进行了以下几方面的研究：.（1）进行了收获时期内果实和植株物性参数的综合测定及跟踪试验分析，对不同品种的花生、马铃薯等果实与植株在不同时期的湿度、土壤特性、受力情况下的力学特点及损伤进行了规律探究；通过理论分析，确定了最佳的挖掘时间、受力点等机械化作业参数。.（2）分析了根茎类作物挖掘过程中动力学特性和土壤物理特性，并通过有限元分析软件对典型挖掘铲的挖掘过程中的作物各部分与土壤的进行了运动学分析，建立了结构参数与作业质量指标之间的运动与力学模型，确定了最优或局部最优参数，设计了多功能曲面铲和动力圆盘铲等。.（3）对输送与去土过程进行了动力学分析，研究了工作部件的运动特点及对荚果与植株的施力方式等，分析了作物与土壤的分离过程和机理，确定了理论与实际的最佳组合。对横向摆拍、纵向摆拍和反纵向摆拍去土作业机理的进行了对比试验，确定了不同输送速度和振动频率下的作业效果，特别是进行不同因素下花生损失率定量分析，建立了相互关系数学模型，确定了我国不同作业环境下的最佳作业机理与工作参数，并设计了弹齿式去土装置以及多级拨辊推送式分离装置。.（4）对挖掘输送与去土技术进行了分析与优化，研发了根茎作物机械化收获的自动对行技术。. 取得的研发成果：发表论文9篇，其中被EI收录6篇，中文核心期刊收录3篇；申请专利10项，其中授权实用新型专利5项，授权发明专利1项，实质审查阶段的发明专利2项，公告阶段的发明专利2项；获得软件著作权3项；培养了研究生8名，其中博士研究生1名；技术成果获得山东省科技进步奖1项。