整稈式甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~過程仿真分析與試驗(yàn)

謝盧鑫，王　俊，程紹明，曾伯勝，楊子增，陳保善，黃有總

整稈式甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~過程仿真分析與試驗(yàn)

謝盧鑫1,2，王俊1※，程紹明1，曾伯勝3，楊子增3，陳保善4,5，黃有總4,6

（1. 浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，杭州 310058；2. 西南大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，重慶 400715；3. 廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院有限公司，南寧 530007；4. 廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，南寧 530004；5. 亞熱帶農(nóng)業(yè)生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南寧 530004；6. 蔗糖產(chǎn)業(yè)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，南寧 530004）

整稈式甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的作業(yè)質(zhì)量對收獲后甘蔗莖稈的蔗葉殘留有重要影響，合理的作業(yè)參數(shù)可有效改善剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的剝?nèi)~質(zhì)量。該研究通過建立甘蔗剝?nèi)~過程仿真模型分析莖稈和剝?nèi)~元件的相互作用過程及其應(yīng)力變化以及莖稈的受力情況，采用單因素仿真試驗(yàn)研究喂入輥筒轉(zhuǎn)速、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度對莖稈和剝?nèi)~元件所受峰值應(yīng)力的影響規(guī)律。在仿真分析的基礎(chǔ)上建立甘蔗剝?nèi)~作業(yè)試驗(yàn)臺，采用Box-Behnken試驗(yàn)方案研究關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)對莖稈未剝凈率（剝?nèi)~后殘留蔗葉和葉鞘占剝?nèi)~前全部蔗葉和葉鞘的比值）的影響規(guī)律并獲得最佳作業(yè)參數(shù)：喂入輥筒轉(zhuǎn)速250 r/min，剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速540 r/min，莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度13.9 mm，甘蔗喂入根數(shù)1.68根，此時(shí)莖稈未剝凈率為2.2%。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，在單根和雙根喂入時(shí)，甘蔗莖稈未剝凈率分別為2.0%和3.1%。通過高速攝像分析葉鞘的剝離過程，并獲得最優(yōu)作業(yè)參數(shù)下莖稈的輸送速度區(qū)間為2.3～2.9 m/s。該研究結(jié)果為改善甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~效果、提高作業(yè)適應(yīng)性提供參考。

農(nóng)業(yè)機(jī)械；優(yōu)化；收獲；甘蔗；剝?nèi)~機(jī)構(gòu)；仿真分析；高速攝像

0 引 言

整稈式甘蔗收割機(jī)主要由切梢器、分蔗扶蔗器、根切器、喂入機(jī)構(gòu)、剝?nèi)~機(jī)構(gòu)和集蔗器等組成[1-2]，可依次完成甘蔗的切梢、扶倒、根切、輸送、剝?nèi)~和集堆等作業(yè)[3]。在甘蔗整稈收獲過程中，剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的作業(yè)質(zhì)量是影響收獲后甘蔗雜質(zhì)含量的重要因素[4]。目前使用的剝?nèi)~元件主要是尼龍刷或橡膠指，剝?nèi)~機(jī)構(gòu)在工作過程中依靠高速旋轉(zhuǎn)的剝?nèi)~元件擊打莖稈，并對莖稈進(jìn)行推擠、摩擦以使蔗葉脫離蔗莖[5-7]。

日本從20世紀(jì)70年代開始研制甘蔗剝?nèi)~裝置[8]，其剝?nèi)~元件采用鋼絲繩，但鋼絲材料彈性和韌性低，容易折斷且難以更換[9]。90年代初，Beckwith[10]將尼龍作為剝?nèi)~元件材料應(yīng)用到甘蔗剝?nèi)~機(jī)上，但其剝?nèi)~效果及使用壽命隨尼龍材料的組成成分表現(xiàn)出巨大差異。泰國和印度等國家主要采用離心撞擊的方式剝?nèi)~，存在的主要問題是剝?nèi)~元件易磨損、使用壽命短、剝?nèi)~效果不理想，甘蔗易損傷和折斷并阻塞輸送通道等[11-12]。針對這些問題，國內(nèi)學(xué)者也開展了大量研究，主要通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)學(xué)建模和計(jì)算機(jī)優(yōu)化的方法研究影響因素和剝?nèi)~效果之間的關(guān)系[13-14]。

收獲期的甘蔗莖稈中部和下部的蔗葉和葉鞘含水率較低，葉鞘與莖稈間的連接力較小，蔗葉較易從莖稈上分離[15]。但莖稈尾梢處的蔗葉較嫩，含水率較高，葉鞘緊緊包裹莖稈且葉鞘彼此重疊，剝離難度較大。國內(nèi)學(xué)者圍繞葉鞘的力學(xué)特性、破壞機(jī)理及剝?nèi)~方式進(jìn)行了研究。張?jiān)鰧W(xué)[16]分析了梳刷式剝?nèi)~機(jī)的剝?nèi)~機(jī)理，提出剝?nèi)~過程主要由壓緊階段、撕裂牽扯階段和向后拋送階段組成，并指出影響剝?nèi)~效果的主要因素及其參數(shù)；Meng等[17-18]通過數(shù)值模擬試驗(yàn)證明了橡膠等不同高分子材料對甘蔗的作用應(yīng)力和打擊力不同，并對排刷式剝?nèi)~元件不同裝夾方式的工作機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)合ANSYS軟件分析了不同裝夾螺旋角對剝?nèi)~功耗的影響。牟向偉等[19-20]建立了剝?nèi)~元件作用于葉鞘的簡化力學(xué)模型，運(yùn)用高速攝像技術(shù)研究了葉鞘的破壞過程。研究表明，葉鞘主要破壞形式有葉鞘脫落、葉鞘撕裂和葉鞘與莖稈分離，葉鞘最容易實(shí)現(xiàn)的破壞形式為在橫向拉力作用下的薄壁組織撕裂，葉鞘最大橫向抗拉強(qiáng)度為0.90 MPa，撕裂后的葉鞘與莖稈在軸向上的最大連接強(qiáng)度為0.78 MPa。隨后，牟向偉等[21]設(shè)計(jì)了彈性齒輥筒式甘蔗剝?nèi)~機(jī)構(gòu)，通過正交試驗(yàn)和綜合剝?nèi)~試驗(yàn)得出最優(yōu)解，并結(jié)合高速攝像技術(shù)研究了葉鞘的破壞機(jī)理；麻芳蘭等[22-23]提出了一種采用三角形布局的剝?nèi)~斷尾方式，通過正交試驗(yàn)對剝?nèi)~元件的性能進(jìn)行了優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種蔗葉分離機(jī)構(gòu)；劉芳建等[24]探索了一種逆剝?nèi)~方式，并通過試驗(yàn)臺試驗(yàn)證實(shí)其逆剝效果表現(xiàn)優(yōu)異；黃深闖等[25]通過試驗(yàn)和參數(shù)反求法建立了甘蔗莖稈-蔗葉有限元模型，可為后期剝?nèi)~仿真分析提供更加精確的模型。

綜合目前對剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀可知，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的剝?nèi)~原理進(jìn)行了很多研究，也通過試驗(yàn)臺試驗(yàn)優(yōu)化了剝?nèi)~元件結(jié)構(gòu)，但相關(guān)研究均未涉及剝?nèi)~元件關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)對剝?nèi)~效果的影響，尤其是剝?nèi)~元件與莖稈的相互作用過程以及莖稈在剝?nèi)~過程中的受力情況。基于此，本研究擬通過建立甘蔗剝?nèi)~過程仿真模型進(jìn)一步分析莖稈和剝?nèi)~元件的相互作用過程、二者的應(yīng)力變化以及莖稈的受力情況。在仿真分析的基礎(chǔ)上搭建甘蔗剝?nèi)~試驗(yàn)臺，研究關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)對莖稈未剝凈率的影響并優(yōu)化作業(yè)參數(shù)，最后通過高速攝像試驗(yàn)分析葉鞘的剝離過程及莖稈的運(yùn)動狀態(tài)，并結(jié)合Blaster’s MAS圖像處理軟件分析莖稈在剝?nèi)~過程中的運(yùn)動速度，以充分挖掘剝?nèi)~元件與莖稈的相互作用機(jī)理，為改進(jìn)整稈式甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~機(jī)構(gòu)提供參考。

1 甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~機(jī)理

如圖1所示，在剝?nèi)~過程中，收割機(jī)上、下剝?nèi)~輥筒勻速轉(zhuǎn)動，甘蔗莖稈穿過相鄰2個(gè)剝?nèi)~元件之間的間隙，被剝?nèi)~元件夾持和擠壓并向后輸送，莖稈受到法向力F和切向力的作用。切向力的水平分量F沿軸向?qū)⒄崛~和葉鞘剝離，垂直分量F將葉鞘從莖稈上拉開[26]，法向力F使剝?nèi)~元件與莖稈產(chǎn)生摩擦作用，有利于對莖稈進(jìn)行梳刷，但會導(dǎo)致莖稈在豎直方向產(chǎn)生波動，易造成莖稈折斷。剝?nèi)~元件相對于莖稈的運(yùn)動速度是影響剝?nèi)~機(jī)構(gòu)剝?nèi)~效果的重要因素，適當(dāng)?shù)南鄬λ俣扔欣诮档透收岬恼蹟嗦省?/p>

注：F為切向力，N；Fz為法向力，N；Fx為F的水平分量，N；Fy為F的垂直分量，N；v為甘蔗輸送速度，m·s-1。

剝?nèi)~元件對甘蔗葉鞘的主要破壞作用為拉伸和剪切，本文采用橫向拉伸強(qiáng)度、縱向拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度作為衡量甘蔗葉鞘破壞的基本指標(biāo)，當(dāng)任意一個(gè)應(yīng)力分量達(dá)到葉鞘強(qiáng)度值時(shí)葉鞘被破壞。相關(guān)研究[20]表明，對于莖稈上與剝?nèi)~元件相互作用的葉鞘，其外表面受到剝?nèi)~元件的切向作用力和法向作用力F'，單位面積上葉鞘剝離的力學(xué)模型可以表示為

式中F'為切向作用力的水平分量，N；F'為切向作用力的豎直分量，N；為甘蔗葉鞘內(nèi)徑，mm；為甘蔗葉鞘微單元厚度，mm；為單位面積甘蔗葉鞘的橫截面積與整個(gè)甘蔗葉鞘橫截面積的比值；為甘蔗葉鞘微單元寬度，mm；σ為甘蔗葉鞘在水平方向上的最大拉應(yīng)力，MPa；σ為甘蔗葉鞘在豎直方向上的最大拉應(yīng)力，MPa；為甘蔗莖稈與葉鞘內(nèi)表面的動摩擦因數(shù)。

由式（1）～（2）可知，剝?nèi)~元件施加在甘蔗葉鞘上的作用力的水平和豎直分量需同時(shí)大于或等于甘蔗葉鞘在水平和豎直方向上所受的最大合力。實(shí)際剝?nèi)~過程中，喂入輥筒轉(zhuǎn)速、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速、莖稈與剝?nèi)~元件的搭接長度對甘蔗剝?nèi)~效果有顯著影響[22,27]。在輸送輥筒轉(zhuǎn)速一定的情況下，剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速與梳刷間距成反比例關(guān)系，較高的剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速可以提高剝?nèi)~元件對甘蔗莖稈的切向力，有利于實(shí)現(xiàn)剝?nèi)~作業(yè)。甘蔗莖稈與剝?nèi)~元件的搭接長度與法向力F呈正相關(guān)，搭接長度越大，法向力越大，剝?nèi)~元件與甘蔗莖稈的摩擦作用越強(qiáng)，但較大的搭接長度有可能造成莖稈表皮損傷，同時(shí)增大剝?nèi)~元件的磨損，甚至可能導(dǎo)致堵塞。因此，選擇合理的喂入輥筒轉(zhuǎn)速、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度對實(shí)現(xiàn)剝?nèi)~機(jī)構(gòu)最佳剝?nèi)~效果有重要意義。

2 甘蔗剝?nèi)~過程仿真分析

甘蔗剝?nèi)~過程仿真分析主要包括三維實(shí)體模型的建立、模型前處理、模型求解及模型后處理4個(gè)步驟。本研究模擬剝?nèi)~元件對莖稈的一次梳刷過程，首先運(yùn)用三維建模軟件SolidWorks 2015建立甘蔗-剝?nèi)~輥筒仿真模型，然后運(yùn)用有限元分析軟件HyperWorks 14.0中的HyperMesh模塊完成模型的網(wǎng)格劃分等前處理工作并生成初步K文件，再運(yùn)用LS-ProPost 4.0對K文件進(jìn)行編輯，并提交完整的K文件給ANSYS 14.5/LS-DYNA進(jìn)行求解，最后運(yùn)用LS-ProPost 4.0對輸出結(jié)果進(jìn)行后處理，獲得剝?nèi)~過程中莖稈和剝?nèi)~元件的應(yīng)力應(yīng)變及受力情況等。

2.1 仿真模型

通常情況下，仿真模型與實(shí)際情況越接近，仿真結(jié)果越準(zhǔn)確。但在實(shí)際操作過程中，提高仿真模型精度需要更高的計(jì)算機(jī)硬件配置，同時(shí)仿真過程涉及多種非線性問題，模型精度的提高意味著運(yùn)算量的提高。為平衡求解精度和求解效率的矛盾，本研究根據(jù)研究目的和實(shí)際情況對模型進(jìn)行適當(dāng)簡化。根據(jù)先前研究[28]，簡化后的仿真模型及其尺寸參數(shù)如圖2所示，仿真模型包含甘蔗莖稈、剝?nèi)~輥筒和剝?nèi)~元件3部分，模型建立以后存儲為IGS格式。

圖2 甘蔗-剝?nèi)~輥筒仿真模型

2.2 HyperMesh網(wǎng)格劃分

將三維實(shí)體模型導(dǎo)入HyperMesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選擇SOLID 164單元類型并將剝?nèi)~輥筒分割為3部分，即環(huán)形輥筒和2塊剝?nèi)~元件。由于SOLID 164單元不支持實(shí)體轉(zhuǎn)動，本研究將環(huán)形輥筒內(nèi)層單元定義為剛體。完成網(wǎng)格劃分后導(dǎo)出待處理的K文件。莖稈和剝?nèi)~輥筒網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)分別為22 624和16 640，單元數(shù)分別為20 400和18 453。

2.3 K文件編輯

在LS-ProPost 4.0中通過關(guān)鍵字對材料參數(shù)進(jìn)行定義。將剛體單元定義為*MAT_RIGID材料，甘蔗莖稈定義為正交各向異性材料，關(guān)鍵字為*MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC，根據(jù)先前的研究[29]，模型參數(shù)值設(shè)置如表 1所示。

表1 仿真模型材料參數(shù)

采用不可壓縮的超彈性材料模型定義剝?nèi)~元件材料，其關(guān)鍵字為*MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER，，剝?nèi)~元件密度設(shè)置為1 320 kg/m3。以應(yīng)變能密度定義材料屬性。應(yīng)變能密度定義為[30]

式中、為材料力學(xué)性能常數(shù)[31-32]，=0.43，0.03；為右Cauchy-Green張量；為模型常數(shù)；0為泊松比，0=0.495；1、2和3是的不變量。剪切模量= 2(+)，彈性模量= 2(1+20)。

使用*DEFINE_CURVE定義剝?nèi)~輥筒的轉(zhuǎn)速及甘蔗莖稈的運(yùn)動速度，定義約束并使剝?nèi)~輥筒和莖稈按設(shè)定參數(shù)運(yùn)動。通過*BOUNDARY_SPC_SET約束莖稈在和向的位移，其余自由度不約束。采用罰函數(shù)法處理碰撞過程中的接觸問題，莖稈與剝?nèi)~元件選擇*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE面面接觸，靜摩擦系數(shù)設(shè)置為0.60，動摩擦系數(shù)為0.52[33]。由于剝?nèi)~過程時(shí)間較短，本研究將仿真終止時(shí)間設(shè)置為0.1 s，步長設(shè)置為0.002 s。在LS-PrePost 4.0中完成對初始K文件關(guān)鍵字的添加后，運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA求解編輯后的K文件。

2.4 剝?nèi)~過程仿真分析

結(jié)合已有的研究[34-35]，忽略甘蔗莖稈與喂入輥筒之間的相對滑動，以喂入輥筒轉(zhuǎn)速300 r/min（根據(jù)公式=π0/60（為莖稈輸送速度，m/s；為喂入輥筒轉(zhuǎn)速，=300 r/min；0為喂入輥筒直徑，0=0.18 m）可知莖稈理論輸送速度為2.83 m/s）、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速400 r/min、莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度18 mm為例，驗(yàn)證仿真模型及結(jié)果的有效性，以便為后續(xù)單因素仿真試驗(yàn)提供可靠模型。莖稈和剝?nèi)~元件接觸初始的等效應(yīng)力圖如圖3a所示（=0.008 s），莖稈沿剝?nèi)~元件之間的間隙通過，2塊剝?nèi)~元件的內(nèi)側(cè)尖角同時(shí)接觸莖稈表皮并逐漸變形，莖稈局部位置受到較大沖擊，若沖擊發(fā)生在有葉鞘包裹的莖稈上，則會導(dǎo)致葉鞘被橫向撕裂，降低葉鞘與莖稈的連接力并迫使葉鞘部分或全部脫離莖稈。但如果剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速過大，或者剝?nèi)~元件材料硬度較大，該沖擊可能超過莖稈的抗沖擊強(qiáng)度，使莖稈破損甚至斷裂。如圖3b所示（=0.010 s），隨著剝?nèi)~輥筒的轉(zhuǎn)動，剝?nèi)~元件變形增大，并沿著莖稈表面滑動，該過程中剝?nèi)~元件對莖稈施加的垂直作用力和摩擦力導(dǎo)致葉鞘被徹底撕裂，破壞葉鞘對莖稈的包裹。剝?nèi)~元件滑動到最低位置后，依靠內(nèi)側(cè)平面夾持莖稈并向后輸送。如圖3c所示（=0.022 s），在莖稈被夾持輸送的過程中，剝?nèi)~元件與莖稈的相對速度是影響剝?nèi)~效果的關(guān)鍵，若剝?nèi)~元件沿水平方向的切向速度大于莖稈的輸送速度，則剝?nèi)~元件可以對莖稈表面產(chǎn)生刮擦作用，有利于將撕裂的葉鞘刮離莖稈。剝?nèi)~元件在梳刷莖稈的過程中，其最大應(yīng)力出現(xiàn)在剝?nèi)~元件與剝?nèi)~輥筒的連接部位，是剝?nèi)~元件最易發(fā)生疲勞損傷的部位。圖3d（=0.034 s）反映的是剝?nèi)~元件脫離莖稈的過程，在該過程中，剝?nèi)~元件的變形逐步恢復(fù)，剝?nèi)~元件對莖稈有向上的摩擦作用，可進(jìn)一步將未完全脫離莖稈的蔗葉剝離。

仿真分析結(jié)果表明，剝?nèi)~元件對莖稈的一次梳刷過程持續(xù)時(shí)間約為0.04 s。運(yùn)用LS-ProPost 4.0軟件提取接觸力變化曲線，如圖4所示，莖稈所受最大應(yīng)力為0.88 MPa，出現(xiàn)在剝?nèi)~元件對莖稈的沖擊過程中（=0.008 s），這與牟向偉等[20]的拉力試驗(yàn)結(jié)果相接近，表明該仿真模型的材料參數(shù)設(shè)置較為合理。此外，莖稈所受最大應(yīng)力小于其抗破壞強(qiáng)度（甘蔗莖稈頂部、中部和根部的抗破壞強(qiáng)度大致分別為8.19、17.92和18.83 MPa[36]），表明在剝?nèi)~過程中莖稈未破損。沖擊接觸后，剝?nèi)~元件開始夾持輸送莖稈，莖稈所受最大應(yīng)力大大減小，并產(chǎn)生波動。剝?nèi)~元件最大應(yīng)力變化規(guī)律與莖稈最大應(yīng)力變化規(guī)律類似。剝?nèi)~元件所受最大應(yīng)力為1.72 MPa，也出現(xiàn)在與莖稈的初始沖擊過程中，但二者并不出現(xiàn)在同一時(shí)刻。圖4中莖稈受力曲線的變化表明，剝?nèi)~過程中莖稈的受力并不是連續(xù)變化的，剝?nèi)~元件與莖稈發(fā)生2次接觸，這是由于剝?nèi)~元件為彈性材料，其與莖稈發(fā)生沖擊接觸后產(chǎn)生較大變形，在慣性作用下脫離了與莖稈的接觸，在這段時(shí)間內(nèi)（如圖中0.012～0.018 s區(qū)間內(nèi)）莖稈不受剝?nèi)~元件的作用力。隨著變形的逐步恢復(fù)，剝?nèi)~元件與莖稈重新接觸，因此產(chǎn)生接觸力。但由于與莖稈的初始接觸部位是剝?nèi)~元件的內(nèi)側(cè)尖角，莖稈局部受到的沖擊強(qiáng)度較大，而第二次接觸是剝?nèi)~元件內(nèi)側(cè)平面對莖稈的夾持，因此接觸力小于初始沖擊接觸。莖稈受到的最大接觸力為85.01 N，出現(xiàn)在沖擊接觸的過程中。對仿真結(jié)果的分析表明，本文所建立的仿真模型可靠，彈性剝?nèi)~元件具有良好的柔韌性，可以對莖稈產(chǎn)生夾持疏刷效果，在有效剝離葉鞘的同時(shí)避免破壞莖稈。剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)，包括甘蔗喂入速度、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速、甘蔗莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度等，是影響剝?nèi)~元件對莖稈沖擊強(qiáng)度、防止莖稈擦傷甚至折斷的重要因素。因此，有必要結(jié)合建立的仿真模型，采用試驗(yàn)的方法研究這些參數(shù)對甘蔗剝?nèi)~質(zhì)量的影響。

圖3 莖稈和剝?nèi)~元件接觸過程中不同時(shí)刻t的等效應(yīng)力圖

圖4 莖稈和剝?nèi)~元件最大應(yīng)力及接觸力變化曲線

3 甘蔗剝?nèi)~過程單因素仿真試驗(yàn)與分析

3.1 試驗(yàn)方案

為了準(zhǔn)確分析喂入輥筒轉(zhuǎn)速、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速以及莖稈和剝?nèi)~元件搭接長度對莖稈所受應(yīng)力的影響，運(yùn)用建立的仿真模型進(jìn)行單因素仿真試驗(yàn)，假設(shè)各因素間沒有交互作用，以剝?nèi)~過程中莖稈所受的峰值應(yīng)力σ（即圖4莖稈最大應(yīng)力曲線的最大值）為考察指標(biāo)。根據(jù)以往的試驗(yàn)研究[21-22,26]，單因素試驗(yàn)因素與水平設(shè)置如表 2所示。仿真過程忽略莖稈與喂入輥筒之間的相對滑動，根據(jù)公式=πd0/60將喂入輥筒轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為莖稈輸送速度。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果

單因素試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速為400 r/min，莖稈與剝?nèi)~元件的搭接長度為18 mm條件下，隨著喂入輥筒轉(zhuǎn)速的增大，莖稈所受峰值應(yīng)力先減小后增大（圖5a），莖稈峰值應(yīng)力σ在試驗(yàn)水平上依次為0.98、0.81、0.88、1.26和1.76 MPa。當(dāng)喂入輥筒轉(zhuǎn)速從200 r/min逐步增大時(shí)，莖稈和剝?nèi)~元件之間的相對速度減小，剝?nèi)~元件對莖稈的沖擊作用被削弱，導(dǎo)致峰值應(yīng)力減小。隨著喂入輥筒轉(zhuǎn)速的繼續(xù)增大，相對速度的影響效應(yīng)減弱，二者之間的沖擊加強(qiáng)，莖稈峰值應(yīng)力迅速上升，當(dāng)莖稈峰值應(yīng)力超過莖稈表皮最大抗沖擊強(qiáng)度時(shí)，可導(dǎo)致表皮破損甚至莖稈折斷；如圖5b所示，喂入輥筒轉(zhuǎn)速為300 r/min，莖稈與剝?nèi)~元件的搭接長度為18 mm條件下，隨著剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速的提高，σ急速上升，在試驗(yàn)水平上依次為0.63、0.71、0.82、1.03及1.36 MPa，表明提高剝?nèi)~輥筒的轉(zhuǎn)速會明顯增大剝?nèi)~元件對莖稈的沖擊強(qiáng)度，特別是當(dāng)剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速超過400 r/min時(shí)，其沖擊強(qiáng)度增大更快；如圖5c所示，喂入輥筒轉(zhuǎn)速為300 r/min，剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速為400 r/min條件下，莖稈所受峰值應(yīng)力隨著搭接長度的增加而增加，當(dāng)搭接長度超過12 mm后，峰值應(yīng)力增加速度放緩，這是由于搭接長度已經(jīng)超過莖稈半徑，此時(shí)再增搭接長度沖擊強(qiáng)度提高不明顯。在試驗(yàn)水平上莖稈的峰值應(yīng)力依次為0.17、0.6、0.82、0.96及1.09 MPa。

表2 單因素試驗(yàn)方案

注：括號內(nèi)數(shù)值表示對應(yīng)的莖稈輸送速度，m·s-1。

Note: Values in brackets indicate the corresponding stalk conveying speed, m·s-1.

圖5 單因素仿真試驗(yàn)結(jié)果

單因素仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，合理的莖稈輸送速度（喂入輥筒轉(zhuǎn)速）、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度可以將莖稈在剝?nèi)~過程中所受的峰值應(yīng)力控制在合理范圍，既能最大程度剝離葉鞘，又能防止莖稈表皮擦傷甚至折斷。莖稈輸送速度（喂入輥筒轉(zhuǎn)速）、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度的變化影響甘蔗剝?nèi)~效果，3個(gè)因素的影響規(guī)律不是簡單的線性關(guān)系，各因素之間可能存在交互作用，因此需要通過試驗(yàn)進(jìn)一步研究三者對剝?nèi)~效果的影響。

4 剝?nèi)~參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)

4.1 甘蔗剝?nèi)~試驗(yàn)臺

如圖6a所示，甘蔗剝?nèi)~試驗(yàn)臺主要由2組喂入輥筒和1組剝?nèi)~輥筒組成，喂入輥筒直徑為180 mm。上喂入輥筒通過浮動連桿安裝在機(jī)架上，使上下喂入輥筒的中心距可以根據(jù)甘蔗直徑的不同自動調(diào)節(jié)。喂入輥筒和剝?nèi)~輥筒分別由2臺無級變速電機(jī)驅(qū)動。如圖6b所示，剝?nèi)~輥筒由6排剝?nèi)~刷組成，每排剝?nèi)~刷安裝20塊剝?nèi)~元件，剝?nèi)~元件采用聚氨酯材料，其邵氏硬度為85 HA。剝?nèi)~元件之間安裝厚度為10 mm的隔板，可以為剝?nèi)~作業(yè)提供足夠的摩擦力，同時(shí)避免擠壓損壞莖稈。剝?nèi)~輥的直徑為270 mm（圖6c），剝?nèi)~元件的長度、寬度和厚度分別為100、30和10 mm。每排剝?nèi)~刷在輥筒上的安裝位置可調(diào)，用于調(diào)節(jié)莖稈與剝?nèi)~元件的搭接長度。

4.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用種植于廣西大學(xué)農(nóng)科基地（崇左市扶綏縣，22°38′N，107°54′E）的中蔗10號，種植時(shí)間為2018年4月5日。試驗(yàn)于2019年1月5日在廣西農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院有限公司進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)選用生長狀況良好、莖稈筆直、直徑較為均勻的甘蔗。隨機(jī)選取20根甘蔗，測得其平均長度為（2 253±147）mm，去除尾梢（生長點(diǎn)以下約5節(jié)）后平均長度為（1 763±119）mm。對20根甘蔗的莖稈和葉鞘取樣，每根甘蔗取根部、中部和頂部的節(jié)間和完整葉鞘1～2片，分別測量各部位莖稈和葉鞘的理化指標(biāo)，結(jié)果如表3所示。

表3 試驗(yàn)用甘蔗莖稈和葉鞘基本屬性

注：環(huán)境溫度為20 ℃。

Note: Environment temperature is 20 ℃.

4.3 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)指標(biāo)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用Box-Behnken方案，根據(jù)單因素仿真試驗(yàn)結(jié)果，選取喂入輥筒轉(zhuǎn)速、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度的0水平分別為300 r/min、400 r/min及20 mm。在甘蔗整稈機(jī)械化收獲過程中，經(jīng)根切后喂入剝?nèi)~輥筒的甘蔗通常有多根，為了考察剝?nèi)~機(jī)構(gòu)在不同喂入量下的適應(yīng)性，本試驗(yàn)將喂入根數(shù)也作為一個(gè)考察指標(biāo)。試驗(yàn)共27組，每個(gè)試驗(yàn)因素的-1和+1水平各有6組，0水平有15組，其中包含中心點(diǎn)（即所有因素0水平）3組，試驗(yàn)因子水平編碼如表4所示。根據(jù)整稈式甘蔗收割機(jī)作業(yè)流程，試驗(yàn)過程中甘蔗由根部人工喂入。

表4 試驗(yàn)因素水平及編碼

對于整稈式甘蔗收割機(jī)，收獲后的甘蔗除了含有蔗葉（包含葉鞘）和須根外，還可能含有石塊和泥土等，總體含雜率應(yīng)低于3%[37]。本研究中，由于甘蔗是人工從根部切割的，不含有石塊和泥土，雜質(zhì)主要為蔗葉和葉鞘，因此采用蔗葉未剝凈率（）作為指標(biāo)，只考察剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的剝?nèi)~效果。試驗(yàn)前將尾梢去除，避免尾梢在試驗(yàn)過程中折斷或尾梢嫩葉被剝離等因素造成的試驗(yàn)誤差。莖稈的未剝凈率越低，表示被剝離的蔗葉和葉鞘越多，剝?nèi)~機(jī)構(gòu)作業(yè)效果越好。根據(jù)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JB/T 6275—2007 甘蔗收割機(jī)械試驗(yàn)方法》，試驗(yàn)前采用電子秤測量去除尾梢后的甘蔗質(zhì)量，剝?nèi)~試驗(yàn)后再測量甘蔗質(zhì)量，最后手工剝?nèi)埩粽崛~和葉鞘后再測量其質(zhì)量。未剝凈率根據(jù)式（4）計(jì)算。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SAS 9.3分析軟件處理，并采用二次多項(xiàng)式擬合指標(biāo)與自變量之間的關(guān)系。通過方差分析對回歸模型各影響因素的顯著性進(jìn)行檢驗(yàn)，并剔除無統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著意義的參數(shù)?；貧w模型的充分性用決定系數(shù)（2）和失擬檢驗(yàn)表示。根據(jù)建立的未剝凈率響應(yīng)值與自變量編碼值的回歸方程，繪制回歸模型的響應(yīng)曲面和等高線圖。最后采用非線性優(yōu)化方法，利用MATLAB 2017軟件對試驗(yàn)因素進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，獲得符合剝?nèi)~機(jī)構(gòu)作業(yè)要求的最佳參數(shù)組合。在驗(yàn)證試驗(yàn)中，采用高速攝像系統(tǒng)對剝?nèi)~過程進(jìn)行捕捉，以分析莖稈和葉鞘與剝?nèi)~元件的相互作用過程以及甘蔗莖稈在剝?nèi)~過程中的運(yùn)動狀況。

4.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，每組試驗(yàn)重復(fù)8次并取平均值。為減少未知變量對系統(tǒng)誤差的影響，每組試驗(yàn)均為隨機(jī)進(jìn)行，試驗(yàn)過程中莖稈無折斷現(xiàn)象。

表5 試驗(yàn)方案及結(jié)果

注：1為喂入輥筒轉(zhuǎn)速編碼值；2為剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速編碼值；3為莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度編碼值，4為喂入根數(shù)編碼值。下同。

Note:1is coding value of rotation speed of feeding roller;2is coding value of rotation speed of leaf stripping roller;3is coding value of overlapping length of stalk and leaf stripping element;4is coding value of feeding number. The same below.

對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表6所示。根據(jù)蔗葉未剝凈率的統(tǒng)計(jì)分析可知，在<0.01水平上，一次項(xiàng)1、2、3、4，二次項(xiàng)12、22、42及交互項(xiàng)12極顯著，二次項(xiàng)32顯著（<0.05），其余不顯著。模型的值小于0.000 1，決定系數(shù)2為92.65%，說明回歸模型極顯著。失擬項(xiàng)的值為0.164 5，回歸模型擬合精度較高。

剔除不顯著項(xiàng)后得到響應(yīng)值回歸方程為

由表6可知，喂入輥筒轉(zhuǎn)速與剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速的交互效應(yīng)較顯著（= 0.005 1）。運(yùn)用MATLAB 2017軟件繪制二者對未剝凈率的響應(yīng)曲面和二維等高線，如圖7所示，隨著喂入輥筒轉(zhuǎn)速與剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速的上升，蔗葉未剝凈率先下降后上升，表明在-1到1的編碼范圍內(nèi)，蔗葉未剝凈率有最小值。由等高線圖可知，未剝凈率沿剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速方向的變化速率較喂入輥筒轉(zhuǎn)速方向的變化速率快，即剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速對未剝凈率的影響大于喂入輥筒轉(zhuǎn)速的影響。

表6 回歸模型方差分析

注：*表示差異顯著（0.01≤＜0.05）；**表示差異極顯著（＜0.01）。

Note: * means significant (0.01≤＜0.05);** means highly significant(＜0.01).

圖7 喂入輥筒和剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速對蔗葉未剝凈率的交互影響

4.5 回歸模型的優(yōu)化及驗(yàn)證

根據(jù)回歸方程，建立未剝凈率的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)及其約束條件如下

在MATLAB 2017軟件中求解回歸方程，獲得剝?nèi)~機(jī)構(gòu)最佳作業(yè)參數(shù)：1= -0.5，2= 0.7，3= -0.6，4= -0.3，即喂入輥筒轉(zhuǎn)速250 r/min，剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速540 r/min，莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度13.9 mm，喂入根數(shù)1.68根。此時(shí)蔗葉未剝凈率為2.2%。

為了驗(yàn)證剝?nèi)~機(jī)構(gòu)的最佳作業(yè)參數(shù)和優(yōu)化效果，分別在喂入根數(shù)為單根和2根時(shí)對優(yōu)化后的喂入輥筒轉(zhuǎn)速250 r/min、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速540 r/min及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度14 mm按上述試驗(yàn)方法進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，喂入總量分別為60根，試驗(yàn)后測定莖稈的蔗葉未剝凈率。試驗(yàn)結(jié)果表明，單根喂入條件下，蔗葉未剝凈率低至2.0%，雙根喂入條件下，蔗葉未剝凈率為3.1%。單根喂入下的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與優(yōu)化后的理論值相對誤差為9.1%，表明所建立的回歸模型可靠，剝?nèi)~機(jī)構(gòu)在單根喂入條件下具有更好的剝?nèi)~效果。

5 甘蔗剝?nèi)~過程高速攝像及運(yùn)動學(xué)分析

為進(jìn)一步分析葉鞘的剝離過程以及莖稈的運(yùn)動狀態(tài)，在驗(yàn)證試驗(yàn)中，運(yùn)用高速相機(jī)從不同方向?qū)內(nèi)~過程進(jìn)行捕捉。如圖8所示，葉鞘的剝離過程可以分為3個(gè)階段：葉鞘上端與莖稈脫離。隨著莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度的逐漸增大，剝?nèi)~元件兩側(cè)邊緣尖角插入葉鞘與莖稈間的縫隙，包裹在莖稈上的葉鞘受剝?nèi)~元件的推擠后上半部分脫離莖稈，但下半部分還與莖稈節(jié)點(diǎn)連接（圖8a）；葉鞘下端與莖稈脫離。葉鞘與莖稈連接處被撕裂，葉鞘開始脫離莖稈。此時(shí)莖稈與剝?nèi)~元件的搭接長度和剝?nèi)~元件的變形均較大，由于剝?nèi)~元件的線速度高于莖稈的輸送速度，剝?nèi)~元件在夾持莖稈的過程中相對于莖稈滑動，迫使葉鞘脫離莖稈（圖8b）；葉鞘沿莖稈滑動。葉鞘下端脫離莖稈后，剝?nèi)~元件仍然夾持著莖稈并相對滑動，隨著剝?nèi)~輥筒的轉(zhuǎn)動，莖稈與剝?nèi)~元件的搭接長度逐漸減小，剝?nèi)~元件的變形逐步恢復(fù)。在此過程中剝?nèi)~元件將剝離莖稈的葉鞘挑起，使其徹底脫離莖稈，實(shí)現(xiàn)葉鞘剝離（圖8c）。需要說明的是，剝?nèi)~元件很難通過與莖稈的一次接觸就將葉鞘徹底剝離，葉鞘的剝離需要二者相互作用多次。因此，在剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速一定的情況下，控制好喂入輥筒的轉(zhuǎn)速，使甘蔗以適當(dāng)?shù)妮斔退俣韧ㄟ^上下剝?nèi)~輥筒間的間隙，保證莖稈與剝?nèi)~元件充分接觸，對降低莖稈未剝凈率十分重要。此外，也可以安裝多對剝?nèi)~輥筒，提高剝?nèi)~元件與莖稈的相互作用時(shí)間。

運(yùn)用高速相機(jī)從試驗(yàn)臺側(cè)面捕捉甘蔗剝?nèi)~過程，并將圖像導(dǎo)入Blaster’s MAS軟件后對莖稈上的標(biāo)記點(diǎn)逐幀追蹤，獲得莖稈在剝?nèi)~過程中的速度-時(shí)間曲線，如圖9所示。圖中反映的是單根喂入時(shí)甘蔗的剝?nèi)~過程，其中包含多次剝?nèi)~元件與莖稈的相互作用。當(dāng)喂入輥筒轉(zhuǎn)速為250 r/min、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速為540 r/min以及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度為14 mm時(shí)，甘蔗莖稈的輸送速度大致在2.3～2.9 m/s的范圍內(nèi)波動。當(dāng)剝?nèi)~元件梳刷莖稈時(shí)，莖稈輸送速度發(fā)生劇烈波動。在剝?nèi)~試驗(yàn)開始時(shí)，莖稈由人工從根部喂入，其初始速度幾乎為0，當(dāng)莖稈與喂入輥筒接觸后，在輥筒的摩擦作用下莖稈被快速向后輸送，因此莖稈初始輸送速度較小。由于剝?nèi)~元件對莖稈有夾持輸送作用，莖稈的輸送速度逐漸加快。在剝?nèi)~過程后期，莖稈脫離喂入輥筒，并且只有莖稈靠近尾梢的部位與剝?nèi)~元件存在相互作用，其直徑變小，與剝?nèi)~元件的相互作用力變?nèi)酰虼饲o稈的輸送速度逐步回落。由莖稈在剝?nèi)~過程中的速度-時(shí)間曲線可知，增大喂入輥筒轉(zhuǎn)速會使莖稈的輸送速度波動較大，易導(dǎo)致莖稈折斷，機(jī)械化收獲過程中應(yīng)盡量保持收割機(jī)行駛速度平穩(wěn)，從而降低甘蔗在剝?nèi)~過程中的速度波動。

圖8 甘蔗剝?nèi)~過程

注：喂入輥筒轉(zhuǎn)速為250 r·min-1；剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速為540 r·min-1；莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度為14 mm；甘蔗喂入根數(shù)為1。

6 結(jié) 論

1）建立了甘蔗剝?nèi)~仿真模型，單因素仿真試驗(yàn)結(jié)果表明，莖稈所受峰值應(yīng)力隨喂入輥筒轉(zhuǎn)速的增大先減小后增大，隨著剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速和莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度的增大不斷增大。

2）搭建了甘蔗剝?nèi)~試驗(yàn)臺，通過Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案獲得剝?nèi)~機(jī)構(gòu)最佳作業(yè)參數(shù)為喂入輥筒轉(zhuǎn)速250 r/min，剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速540 r/min，莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度13.9 mm，喂入根數(shù)為1.68根，此時(shí)未剝凈率為2.2%，單根喂入條件下的驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果與優(yōu)化后的理論值相對誤差為9.1%，表明剝?nèi)~機(jī)構(gòu)在單根喂入時(shí)剝?nèi)~效果更好。

3）高速攝像試驗(yàn)表明，葉鞘的剝離過程主要為葉鞘上端與莖稈脫離、葉鞘下端與莖稈脫離以及葉鞘沿莖稈滑動3個(gè)階段。當(dāng)喂入輥筒轉(zhuǎn)速為250 r/min、剝?nèi)~輥筒轉(zhuǎn)速為540 r/min以及莖稈與剝?nèi)~元件搭接長度為14 mm時(shí)，莖稈的輸送速度大致在2.3～2.9 m/s范圍內(nèi)波動。

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Simulation analysis and experiments of leaf stripping process for whole-stalk sugarcane harvesters

Xie Luxin1,2, Wang Jun1※, Cheng Shaoming1, Zeng Bosheng3, Yang Zizeng3, Chen Baoshan4,5, Huang Youzong4,6

(1.,,310058,;2.,,400715,;3.,,530007,;4.,,530004,; 5.,530004,; 6.,530004,)

The operation quality of the whole-stalk sugarcane harvester stripping mechanism has an important impact on the residual sugarcane leaves after harvest. Reasonable operating parameters can effectively improve the stripping quality of the stripping mechanism.A finite element model was established in this study to simulate the sugarcane leaf stripping process to analyze the stress and force changes of stalk and leaf stripping elements during this process. In order to obtain the optimal operating parameters, the influence of the main operating parameters of the leaf stripping device on the leaf stripping performance was analyzed, especially on the interaction process between the stalk and the leaf stripping elements in the process of leaf striping, as well as the stress and force distribution of the stalk and the leaf stripping elements in leaf stripping process., Single factor simulation experiments were conducted based on the finite element model. In addition, the effects of rotation speed of feeding roller, rotation speed of leaf stripping roller, overlapping length of stalk and leaf stripping element on the maximal stress of stalk and leaf stripping element were evaluated. The results showed that with the increase of rotation speed of feeding roller, the maximal stress of stalk decreased and then increased, increasing continuously with the increase of rotation speed of leaf stripping roller and overlapping length of stalk and leaf stripping elements. A sugarcane leaf stripping test device was established based on the simulation analysis. Six rows leaf stripping elements made with polyurethane material (with a length of 100 mm, a width of 30 mm and a thickness of 10 mm) were mounted evenly on the roller shaft. Box Behnken design and response surface methodology(RSM) were used to analyze the effects of rotation speeds of feeding roller and leaf stripping roller, overlapping length of stalk and leaf stripping elements and feeding number on non-cleaning rate of sugarcane leaves. Experimental data were analyzed by using SAS 9.3. Through nonlinear optimization, the optimal operating parameters were determined as rotation speed of feeding roller of 250 r/min, rotation speed of leaf stripping roller of 540 r/min, overlapping length of stalk and leaf stripping elements of 13.9 mm and feeding number of sugarcane of 1.68. Under these conditions, the predicted value of non-cleaning rate of sugarcane leaves was 2.2%. The results of verification experiments showed that the non-cleaning rates of of sugarcane leaves were 2.0% and 3.1% respectively when the feeding number of sugarcane were 1 and 2 respectively. The high-speed photography experiment results suggested that the leaf sheath stripping process mainly included separation of the upper part of leaf sheath from the stalk, separation of the lower part of leaf sheath from the stalk, and sliding of leaf sheath along the stalk. The conveying speed of sugarcane fluctuated in the range of 2.3-2.9 m/s at the rotation speed of feeding roller of 250 r/min, rotation speed of leaf stripping roller of 540 r/min and with the overlapping length of 14 mm. Under the high rotation speed of the roller, the conveying speed of the stalk fluctuates violently, which leads to the stalk fracture. The study results can provide reference for improving the leaf stripping performance and adaptability of whole-stalk sugarcane harvester.

agricultural machinery; optimization; harvest; sugarcane; leaf stripping device; simulation analysis; high speed photography

謝盧鑫，王俊，程紹明，等. 整稈式甘蔗收割機(jī)剝?nèi)~過程仿真分析與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(18)：56-65.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.18.008 http://www.tcsae.org

Xie Luxin, Wang Jun, Cheng Shaoming, et al. Simulation analysis and experiments of leaf stripping process for whole-stalk sugarcane harvesters[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(18): 56-65. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.18.008 http://www.tcsae.org

2020-04-30

2020-06-11

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFD0701201-3）

謝盧鑫，博士，講師，主要從事經(jīng)濟(jì)作物收割機(jī)械研究。Email：xlx123@zju.edu.cn

王俊，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事經(jīng)濟(jì)作物種植與收割機(jī)械研究。Email：jwang@zju.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.18.008

S225.5+3

A

1002-6819(2020)-18-0056-10