油菜割曬機雙曲柄平面五桿撥禾輪設(shè)計與試驗

張 敏 金 梅 王 剛 梁蘇寧 吳崇友

(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所， 南京 210014)

0 引言

撥禾輪是油菜割曬機上的一個重要工作部件，其作用是把待割油菜向切割器引導(dǎo)或?qū)Φ狗筒嗽谝龑?dǎo)過程中扶正，在切割時扶持莖稈并把割斷的莖稈向后推送，防止已割的莖稈在割刀上堆積造成堵刀和擁堵[1-4]。油菜割曬鋪放整齊、一致性好不僅有利于通風(fēng)晾曬，同時也有利于后續(xù)撿拾的順暢作業(yè)。但由于油菜分枝多，圍繞主枝發(fā)散生長且高低不齊，不同植株間植株分叉交錯，互相牽扯，在對植株高大、分枝多的油菜割曬作業(yè)時，油菜纏繞撥禾輪及撥禾輪掛禾、回帶等問題突出，既影響割曬作業(yè)效率的提高，同時也影響割曬鋪放整齊性和一致性[5-8]。

目前，國內(nèi)研發(fā)的油菜割曬機均采用偏心式撥禾輪[9-16]，偏心式撥禾輪有利于扶起倒伏作物并減少對作物穗頭的打擊，但由于撥禾輪撥指運動過程中全程姿態(tài)向下且不變，對油菜這類高大植株和分枝較多的作物易存在纏繞和掛禾等問題，影響油菜割曬機的作業(yè)效率提升和鋪放質(zhì)量的提高。為減少撥禾輪對植株高大分枝較多的油菜等作物易纏繞、挑草和掛禾的問題，國外油菜割曬機一般采用大直徑翻轉(zhuǎn)式撥禾輪，結(jié)構(gòu)形式有多連桿與滑道式等類型[17]，該種類型的撥禾輪在撥禾返程段撥指翻轉(zhuǎn)，撥指回轉(zhuǎn)一周回轉(zhuǎn)半徑大，撥指姿態(tài)在撥禾過程中實時變化，可顯著減少秸稈纏繞和掛禾現(xiàn)象，但對我國植株高大、分枝多的油菜仍存在纏繞和掛禾現(xiàn)象，同時也存在機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滑道式撥禾輪滑道材料要求高、成本昂貴等問題，目前主要用于大型割曬機。因此，急需針對我國油菜作物的生物特性，研制結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)撥禾輪撥指翻轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)半徑大且能適應(yīng)植株高大分枝多油菜的割曬機撥禾輪，以提高油菜割曬作業(yè)鋪放質(zhì)量和作業(yè)效率。

本文針對上述問題，在分析撥禾輪纏繞機理的基礎(chǔ)上，基于雙曲柄平面五桿機構(gòu)運動學(xué)原理，設(shè)計一種雙曲柄平面五桿油菜割曬機撥禾輪，并對其進行運動學(xué)分析和參數(shù)優(yōu)選，實現(xiàn)撥禾輪撥指翻轉(zhuǎn)和大回轉(zhuǎn)半徑的動作要求，降低油菜割曬撥禾過程的秸稈纏繞、挑草和掛禾等問題，提高油菜割曬鋪放質(zhì)量和作業(yè)效率。

1 機構(gòu)基本結(jié)構(gòu)與工作原理

為實現(xiàn)撥禾輪撥指在油菜割曬過程中扶禾、撥禾和割倒快速回撤的動作要求，設(shè)計了雙曲柄平面五桿撥禾輪，其機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由撥禾輪軸、偏心盤、圓環(huán)、撥禾輪撥指、撥指座、連桿和支架等部件組成。

圖1 雙曲柄平面五桿撥禾輪結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Sketch of double crank planar five-bar reel mechanism1.撥禾輪軸 2.偏心盤 3.圓環(huán) 4.撥禾輪撥指 5.撥指座 6.連桿 7.支架

工作時，偏心圓盤固定不動，支架固定在撥禾輪軸上，撥禾輪軸在動力源的帶動下勻速旋轉(zhuǎn)，支架轉(zhuǎn)動帶動與支架連接的撥指座和連桿運動，支架一端鉸接在圓環(huán)上，圓環(huán)相對偏心圓環(huán)的圓心轉(zhuǎn)動，撥指支架座一端至撥禾輪軸和撥指支架座另一端至偏心圓盤中心構(gòu)成2個曲柄，形成分別繞撥禾輪軸和偏心圓環(huán)中心的雙曲柄平面五桿機構(gòu)。調(diào)節(jié)偏心圓盤的安裝角度可以調(diào)整撥禾輪整體偏轉(zhuǎn)角度，撥禾輪撥指固定在撥指座上，撥指在2個曲柄同方向、勻速轉(zhuǎn)動的作用下完成撥禾輪撥指的撥禾運動要求。

2 雙曲柄平面五桿機構(gòu)運動學(xué)模型建立

對雙曲柄平面五桿撥禾輪機構(gòu)的一個撥指進行分析，單個撥指機構(gòu)的模型如圖2所示。

圖2 雙曲柄平面五桿撥禾輪機構(gòu)模型Fig.2 Sketch of double crank planar five-bar reel mechanism1.機架 2.短曲柄 3.長連桿 4.短連桿 5.長曲柄 6.撥禾輪撥指

根據(jù)圖2雙曲柄平面五桿撥禾機構(gòu)模型，建立閉環(huán)矢量方程

LOB+LBC+LCE=LOD+LDE

(1)

對式(1)閉環(huán)矢量方程沿x和y軸方向分解得

(2)

式中θ1——短曲柄與x軸向夾角，(°)

θ2——長連桿與x軸向夾角，(°)

θ3——短連桿與x軸向夾角，(°)

θ4——長曲柄與x軸向夾角，(°)

θ5——撥禾輪撥指與短連桿的夾角，為定值

l1——機架長度，mm

l2——短曲柄長度，mm

l3——長連桿長度，mm

l4——短連桿長度，mm

l5——長曲柄長度，mm

其中由x正向旋轉(zhuǎn)到矢量的矢端為逆時針轉(zhuǎn)動，則該夾角為正，否則為負。

對于雙曲柄平面五桿撥禾輪機構(gòu)的一個撥指端點F的軌跡坐標(biāo)方程，可以分別依據(jù)OE、ED或BC、CE桿的運動規(guī)律求得。

由于桿OD和BC為同方向等速旋轉(zhuǎn)，因此只要求得CE或ED桿任意時刻相對水平面的夾角θ2或θ3即可求得撥指端點F的軌跡坐標(biāo)。在求CE或ED任意時刻相對水平面的夾角θ2或θ3時，由于OD、DE、CE、CB和OB組成平面五桿機構(gòu)，因此θ2和θ3要滿足

(3)

由于θ1和θ4任意時刻的角度為已知，因此可以采用牛頓-辛普森迭代求解方法求解式(3)中θ2和θ3不唯一性問題[18-19]。本文選擇BC、CE桿建立的撥指端點F在撥禾輪不平移情況下的靜態(tài)軌跡方程

(4)

式(4)中l(wèi)6為撥禾輪撥指長度，為定值。

設(shè)割臺前進速度為v，則撥指端點F隨時間t變化的動態(tài)軌跡方程為

(5)

對式(4)和式(5)分別求一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)即可得到撥指端點F在割臺靜止及移動條件下速度和加速度方程。

3 雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪設(shè)計與運動分析

3.1 撥禾輪結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計

3.1.1雙曲柄平面五桿機構(gòu)約束條件

雙曲柄平面五桿機構(gòu)的類型取決于5個桿的相對長度，同時也與機架及原動件的選取有關(guān)[20-24]，從便于傳動角度考慮，雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪的2個曲柄定為同向等速轉(zhuǎn)動，設(shè)雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪的5個桿長度分別為l1、l2、l3、l4、l5，按二自由度平面五桿機構(gòu)雙曲柄存在的充分條件和統(tǒng)一尺度，取l=(l1+l2+l3+l4+l5)/5,則實際機構(gòu)尺寸經(jīng)處理后的相對尺寸分別為：a1=l1/l，a2=l2/l，a3=l3/l，a4=l4/l，a5=l5/l，則有a1+a2+a3+a4+a5=5，由于5個桿要構(gòu)成閉式運動鏈，則任一個桿長均不得大于其余4個桿長之和，則5個桿首先必須滿足0

a3+a4≤a1+a2+a5

(6)

|a3-a4|≤
min(|a1-a2-a5|,|a2-a1-a5|,|a5-a1-a2|)

(7)

3.1.2雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪結(jié)構(gòu)參數(shù)

油菜植株形態(tài)呈樹狀，分枝多且圍繞主枝發(fā)散生長[25]，根據(jù)油菜的植株特性，撥禾輪的撥指在入禾段，撥指與豎直方向呈現(xiàn)一定傾角，在撥禾輪運動過程中從油菜角果的上方順著割倒推送的方向壓在被割倒后的油菜上，油菜植株與地面傾斜呈一定的角度，撥指要順著植株傾斜方向快速回撤，此時，撥指不易挑起已割倒的油菜植株。同時如果撥指的回轉(zhuǎn)半徑比較大，即“環(huán)扣”的高度較高，也可避免撥指阻擋或前推已割倒的油菜植株，避免掛禾和纏繞。根據(jù)油菜植株特點及避免撥禾輪撥指掛禾和纏繞的分析結(jié)果，構(gòu)建的雙曲柄五桿機構(gòu)撥禾軌跡如圖3所示。

圖3 雙曲柄五桿機構(gòu)撥禾輪撥禾過程示意圖Fig.3 Picking up process sketch map of double crank planar five-bar reel mechanism1.割倒油菜 2.直立油菜 3.靜態(tài)軌跡 4.動態(tài)軌跡

經(jīng)調(diào)研，我國長江流域油菜株高一般在1 600～2 400 mm，根據(jù)種植密度，莖稈直徑在10～30 mm，角果層直徑400～750 mm。根據(jù)割曬機割臺尺寸，參考現(xiàn)有油菜割曬機撥禾輪回轉(zhuǎn)半徑，初步確定雙曲柄平面五桿機構(gòu)的撥禾輪長連桿的尺寸在1 000～1 100 mm之間，撥禾輪撥指與短連桿的夾角設(shè)定為40°。

雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪的參數(shù)較多且受桿長條件約束，因此桿長的確定是個難點。根據(jù)建立的雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪運動學(xué)模型、雙曲柄平面五桿機構(gòu)存在的約束條件和撥禾輪撥指的運動軌跡分析模型，基于Matlab語言編制可視化的軌跡計算與顯示軟件，通過人機交互的方式，獲得滿足雙曲柄平面五桿機構(gòu)存在的條件，以及撥禾輪撥指軌跡符合圖3軌跡要求的一組參數(shù)：l1=54 mm，l2=157 mm，l3=358 mm，l4=80 mm，l5=535 mm，θ1=-30°，θ4=-17°，θ5=40°。

3.2 撥禾輪運動分析

根據(jù)建立的雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪撥指的運動軌跡分析模型，在確定各桿件長度和2個曲柄的起始角度后，撥禾輪撥指的軌跡、速度和加速度還受短曲柄與x軸向的夾角以及曲柄的旋轉(zhuǎn)速度影響。選擇短曲柄與x軸向的夾角α分別為-30°、0°和30°進行靜態(tài)軌跡分析，得到的撥指靜態(tài)軌跡如圖4所示。

圖4 撥禾輪撥指靜態(tài)軌跡Fig.4 Static track of reel finger

由圖4可見，α變化對雙曲柄五桿機構(gòu)撥禾輪的撥指軌跡形態(tài)沒有影響，但軌跡的姿態(tài)有變化，軌跡姿態(tài)變化導(dǎo)致在垂直方向上軌跡的高度有變化，垂直高度變化會影響撥禾輪撥指的動態(tài)軌跡，從而影響撥禾姿態(tài)和撥指“環(huán)扣”寬度和高度。

設(shè)雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾轉(zhuǎn)速為30 r/min，對α=-30°、α=0°和α=30°時撥指尖在水平方向和垂直方向的速度進行分析，撥指尖旋轉(zhuǎn)兩周，即4 s時間內(nèi)沿x軸和y軸向的速度和加速度分別如圖5和圖6所示。

圖5 撥禾輪撥指速度變化曲線Fig.5 Velocity changing curves of reel finger

圖6 撥禾輪撥指加速度變化曲線Fig.6 Acceleration changing curves of reel finger

雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪的2個曲柄按30 r/min勻速轉(zhuǎn)動，由圖5和圖6可見，撥指在一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)，速度是起伏變化的，且變化幅度同時受α影響。以α=0°時的狀態(tài)為例，在撥指入禾段，即撥指從油菜秸稈上方進入階段，對應(yīng)的撥禾輪轉(zhuǎn)動時間為0～1 s，撥禾輪撥指相對x軸正方向，撥指的速度為負值，且速度負值逐漸增大，當(dāng)達到最大負速度后速度逐漸減小。

假設(shè)撥禾輪按30 r/min，機具前進速度按1.1 m/s作業(yè)，撥禾輪撥指入禾的起始點對應(yīng)0 s時刻，撥禾輪撥指尖x軸向的速度為-1.1 m/s，此時撥指尖入禾扶禾時在x方向相對機具速度為零，對應(yīng)的撥指y方向速度為負值，即撥指向下運動。撥禾輪撥指撥禾推送和出禾的整個過程撥指x方向速度為負值，撥指入禾后向x負方向(機具前進的反方向)逐漸增大。當(dāng)撥禾完成后，撥指y方向由負逐漸增大到正值，即撥指從向下運動轉(zhuǎn)為快速上提運動，快速上提運動可避免撥指阻擋油菜向后輸送。由圖6可知，雖然一個運動周期內(nèi)撥指加速度有突變，但在入禾、扶禾和撥禾段，x和y方向的加速度是逐漸變化的，整個撥禾和撥禾過程加速度無突變，即撥指在入禾、扶禾和推送過程中對油菜穗頭的沖擊打擊少。通過撥禾輪轉(zhuǎn)速和機具前進速度的合理匹配，選擇不同的撥禾輪轉(zhuǎn)速適應(yīng)機具前進速度，可實現(xiàn)撥指x方向零速入禾和扶禾，入禾扶禾后逐漸加速向后撥禾，撥禾完成后撥指快速提升出禾。

撥禾輪撥禾扶禾過程是否有向x軸反方向即機具前進的反方向的速度，不僅與撥禾輪機構(gòu)的運動特性有關(guān)同時也與機具的前進速度有關(guān)。傳統(tǒng)偏心式撥禾輪正常工作的必要條件是撥禾速比λ>1，在撥指動態(tài)軌跡上直觀觀察即動軌跡存在“環(huán)扣”，常規(guī)撥禾輪的撥禾速比λ定義為撥禾輪圓周速度和機具前進速度的比值。由于雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾撥指在一個轉(zhuǎn)動周期內(nèi)速度是變化的，為了定義雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪的撥禾速比，分別以撥禾輪軸為中心的撥禾輪撥指靜態(tài)軌跡最小內(nèi)接圓半徑、長曲柄桿長以及撥指尖距撥禾輪軸中心的最大距離等3個長度，求取撥禾輪勻速圓周轉(zhuǎn)動時3個長度頂端處的圓周線速度與機具前進速度的比值，作為雙曲柄五桿機構(gòu)撥禾的撥禾速度比進行分析。

對于本文設(shè)計的雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪，撥指尖以撥禾輪軸為中心的靜態(tài)軌跡最小內(nèi)接圓半徑L1為615 mm，長曲柄桿長l為535 mm，撥指尖距撥禾輪軸中心的最大距離L2為841 mm。設(shè)撥禾輪轉(zhuǎn)速30 r/min，分別以機具前進速度，與3個長度為半徑的圓周線速度比值等于1，α=0°時進行撥指動態(tài)軌跡分析，則此時機具對應(yīng)的前進速度v分別為1.929、1.680、2.641 m/s。不同機具前進速度下的撥指尖動態(tài)軌跡如圖7所示。

圖7 撥指尖動態(tài)運動軌跡Fig.7 Dynamic trajectory of reel finger top

由圖7可見，當(dāng)機具前進速度v=1.929 m/s，撥禾輪轉(zhuǎn)速為30 r/min，此時L1為615 mm時計算得到撥指尖的圓周線速度也為1.929 m/s。撥指尖的動態(tài)軌跡此時正處于有“環(huán)扣”和無“環(huán)扣”的臨界狀態(tài)。按機具其他速度運動，另外2種狀態(tài)下的撥指尖靜態(tài)軌跡已存在“環(huán)扣”或完全不存在“環(huán)扣”。

對α取-30°、0°、30°，機具前進速度v分別為1.929、1.680 m/s的撥指尖運動動態(tài)軌跡進行分析，結(jié)果如圖8所示。

圖8 不同機具速度的撥指尖動態(tài)軌跡Fig.8 Dynamic trajectory of reel finger top at different machinery moving speed

由圖8可見，v=1.929 m/s，α=-30°的狀態(tài)，動態(tài)軌跡也存在小“環(huán)扣”現(xiàn)象，但環(huán)扣比較小。當(dāng)v=1.680 m/s，即撥禾輪線速比λ大于1時，α在3種狀態(tài)下，撥指尖的動態(tài)軌跡均存在“環(huán)扣”。因此，對于雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪，在選擇撥禾輪轉(zhuǎn)速和機具前進速度匹配關(guān)系時，可以以撥禾輪勻速轉(zhuǎn)動時撥禾輪軸為中心的撥指尖靜態(tài)軌跡最小內(nèi)接圓半徑為長度的圓周線速度來近似計算雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾的撥禾輪線速度比。

選定雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪的回轉(zhuǎn)半徑和偏心式撥禾輪撥禾的回轉(zhuǎn)半徑相同，2種撥禾輪的圓周線速度和機具前進速度的撥禾速比λ=2.2時進行運動軌跡分析，結(jié)果如圖9所示。

圖9 撥禾輪撥指尖軌跡對比Fig.9 Track comparison diagram of reel finger top

由圖9可見，在相同回轉(zhuǎn)半徑條件下，雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪撥指尖的靜態(tài)軌跡回轉(zhuǎn)半徑更大，原因是偏心式撥禾輪撥指轉(zhuǎn)動周期內(nèi)撥指全程姿態(tài)不變，雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪撥指回轉(zhuǎn)周期內(nèi)姿態(tài)是時刻變化的，在出禾段撥指向上提升翻轉(zhuǎn)，因此撥指尖的回轉(zhuǎn)半徑大，回轉(zhuǎn)半徑最低點和最高點距離大，撥指不易阻擋油菜導(dǎo)致?lián)苤缸钃鯍旌獭Ρ?種撥禾撥指尖的動態(tài)軌跡，在相同回轉(zhuǎn)半徑和撥禾速比下，雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪撥指尖運動軌跡的“環(huán)扣”相比偏心撥禾輪撥指運動軌跡的“環(huán)扣”更高，寬度更大，“環(huán)扣”大則在滿足同樣撥禾要求條件下，雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾的轉(zhuǎn)速相對偏心式撥禾轉(zhuǎn)速可以更低，撥指尖線速度低能有效減少撥指對油菜穗頭的打擊，“環(huán)扣”高度大也能減少撥指對已割倒油菜的阻擋，避免撥指掛禾和纏繞。

4 田間試驗

為了驗證設(shè)計的雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪在高大、分枝多油菜撥禾過程中的撥禾性能，試驗于2020年9月15—17日在甘肅省張掖市民樂縣永固鎮(zhèn)進行，選取高大、分枝多的油菜田開展試驗。油菜割曬機分別配置雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪和偏心式撥禾輪進行田間割曬撥禾性能試驗。油菜品種為甘油雜1號，種植方式為機械直播，油菜種植密度3株/m2，植株平均高度1.62 m，底莢高度0.86 m，角果層直徑0.61 m，無倒伏，割曬作業(yè)時油菜莖稈含水率76.45%，籽粒含水率37.74%，千粒質(zhì)量3.52 g。

采用對比試驗的方法，割曬鋪放過程中，影響鋪放質(zhì)量的因素較多，如輸送帶速度、割茬高度、撥禾輪轉(zhuǎn)速、撥禾位置等。在相同的作物田間狀態(tài)，割臺輸送帶速度、撥禾位置、割茬高度等試驗條件下，如果撥禾輪存在掛禾和纏繞現(xiàn)象，則會牽扯其他已割倒的油菜，導(dǎo)致油菜的鋪放姿態(tài)和角度發(fā)生變化。因此本文以相同的試驗條件和工作參數(shù)，通過鋪放角度和鋪放角度差以及是否發(fā)生撥禾輪纏繞作為對比評價指標(biāo)，分別采用配置雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪的割曬機和配置偏心式撥禾輪的油菜割曬機進行割曬撥禾試驗，在相同的田塊和油菜狀態(tài)條件、地勢平坦、油菜長勢均勻，田間無雜草，風(fēng)力不大于3 m/s的情況下進行試驗，每次作業(yè)長度不小于30 m，重復(fù)3次。

參考標(biāo)準(zhǔn)JB/T 7733—2007《割曬機 技術(shù)條件》和GB/T 8097—2008《收獲機械 聯(lián)合收割機 試驗方法》測量割曬作業(yè)的鋪放角度和鋪放角度差等指標(biāo)，為避免割曬機一側(cè)由于豎割刀分行等對割曬鋪放姿態(tài)和角度的影響，選取無分行豎割刀一側(cè)測量鋪放角度和鋪放角度差。具體測量方法為：將皮卷尺平行固定于鋪放條上，每隔2 m選取1 m的測試區(qū)，利用角度尺測量測試區(qū)內(nèi)油菜主莖稈與皮卷尺的夾角，記錄數(shù)據(jù)并求平均值。則油菜植株鋪放角為每個測區(qū)內(nèi)鋪放角的平均值，角度差為10次測量角度最大值和最小值的差。

割茬高度15 cm，機具前進速度設(shè)為1.1 m/s，割曬機輸送帶速度2 m/s，撥禾輪旋轉(zhuǎn)軸距離割刀高度1 m，2種類型撥禾輪的轉(zhuǎn)速分別按30、35、40 r/min進行對比試驗，對比試驗結(jié)果如表1所示，2種撥禾輪田間纏繞對照情況如圖10所示。

表1 試驗結(jié)果對比Tab.1 Comparison of test results (°)

圖10 油菜割曬機兩種撥禾輪纏繞情況對比Fig.10 Entanglement comparison of two rape windrower

對表1數(shù)據(jù)按兩因素獨立觀測值進行方差分析。鋪放角度方差分析結(jié)果表明，撥禾輪轉(zhuǎn)速對鋪放角度的影響不顯著(P=0.165>0.1)，2種撥禾輪的差異對鋪放角度的影響極顯著(P=0.002<0.05)。鋪放角度差方差分析表明，撥禾輪轉(zhuǎn)速對鋪放角度差的影響不顯著(P=0.750>0.1)，2種撥禾輪的差異對鋪放角度差的影響顯著(P=0.015<0.1)。田間試驗發(fā)現(xiàn)，雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪全程未出現(xiàn)撥禾輪掛禾和纏繞現(xiàn)象，對照偏心式撥禾輪掛禾纏繞嚴重，從表1也可發(fā)現(xiàn)，2種撥禾輪對割曬鋪放角度和角度差的影響均達到顯著水平，分析主要原因是撥禾輪掛禾纏繞等會牽扯其他油菜，從而影響鋪放角度和角度差。對于雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪，隨著撥禾輪轉(zhuǎn)速增加，鋪放角度和角度差有減少的趨勢，但未達到顯著水平，對于偏心式撥禾輪，隨著轉(zhuǎn)速增加，鋪放角度和角度差并沒有減少的趨勢，分析原因主要是撥禾輪牽扯纏繞等因素的影響較撥禾輪轉(zhuǎn)速的影響大。

5 結(jié)論

(1)設(shè)計了一種雙曲柄平面五桿機構(gòu)油菜割曬機撥禾輪，建立了該機構(gòu)的運動分析模型，開展了撥禾輪撥指運動特性及軌跡分析，得到了不同參數(shù)對撥禾輪撥指運動軌跡和運動特性的影響規(guī)律。

(2)確定了一組雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾參數(shù)：l1=54 mm、l2=157 mm、l3=358 mm、l4=80 mm、l5=535 mm、θ1=-30°、θ4=-17°、θ5=40°，該組參數(shù)下?lián)芎梯啌苤缚梢詫崿F(xiàn)入禾段扶禾速度低，撥禾段速度逐漸加速，出禾段快速上提翻轉(zhuǎn)脫離，與偏心式撥禾輪相比，同等回轉(zhuǎn)半徑和轉(zhuǎn)速下，撥禾齒“環(huán)扣”高度高，寬度大，能有效避免高大分枝多油菜的掛禾和纏繞等問題。

(3)兩因素田間對比試驗結(jié)果表明，雙曲柄平面五桿機構(gòu)撥禾輪和偏心式撥禾輪的轉(zhuǎn)速變化對鋪放角的影響不顯著，但對鋪放角度差的影響分別達到極顯著和顯著水平。