立輥式玉米收獲割臺夾持輸送裝置設計與試驗

辛尚龍 ，趙武云 ※，石林榕 ，戴 飛 ，馮 斌 ，閆治斌 ，呂德玉

（1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學機電工程學院,蘭州 730070；2. 甘肅省敦煌種業(yè)集團股份有限公司,酒泉 735000；3. 山東金大豐機械有限公司,濟寧 272114）

0 引言

立輥式玉米摘穗割臺工作時，一方面玉米果穗與立式輥組作用后立即和輥組分離，果穗與輥組接觸時間短，果穗不易造成二次損傷，容易實現(xiàn)低損摘穗；另一方面，立輥式玉米摘穗割臺配置的專用排雜裝置可以消除玉米秸稈根部的土壤、枯萎葉片及田間雜草，減少秸稈的病菌及雜質(zhì)，提高回收秸稈的鍘切品質(zhì)。近年來，國內(nèi)研究人員對立輥式摘穗方式進行了大量研究，迪馬、金大豐等立輥式玉米穗莖兼收機型得到了國內(nèi)市場的廣泛認可[1-2]。此外，立輥式玉米聯(lián)合收獲機割臺具有結構尺寸小和不對行摘穗等特點，適宜在中國北方玉米全膜雙壟溝播小地塊及丘陵山地種植區(qū)域作業(yè)[3-4]。

國內(nèi)立輥式玉米收獲技術的發(fā)展可追溯到本世紀初。2005 年，張道林等[5-6]對立輥式玉米摘穗與莖稈切碎裝置進行了系統(tǒng)設計與分析，為立輥式玉米收獲的可行性方案設計提供了理論依據(jù)。2007—2010 年，劉楓等[7-10]對立輥式玉米收獲割臺夾持輸送及摘穗輥組進行了臺架試驗研究，并分析了立輥式玉米收獲機運動參數(shù)對玉米損失率的影響，為立輥式玉米收獲割臺的研制提供了科學依據(jù)。2011 年，劉楓等[11]針對立輥式玉米切割機構，通過運動學分析和對比試驗研究，得出雙圓盤缺口式切割器能滿足收獲機的高速作業(yè)，有效降低了單圓盤切割器的切割刀線速度。2013 年，王敦軍[12]研制了4YZ-2B 型立輥摘穗式玉米收獲機，驗證了收獲機的可靠性。2014—2015 年，郭曉曉等[13-14]針對立輥式玉米摘穗割臺夾持輸送裝置可靠性差的問題，設計了一種浮動式莖稈夾持輸送裝置，并證明了浮動式三點夾持輸送的可靠性。2017 年，耿端陽等[15-16]在對立輥式玉米收獲割臺夾持輸送裝置和摘穗裝置的研究中，分別分析了間隙夾持定位輸送裝置和多棱立輥式摘穗裝置主要結構參數(shù)設計方法，提出了玉米植株間隙定位夾持輸送方式和立式激振摘穗折斷機理。2018—2019 年，辛尚龍等[17-18]針對中國北方旱地全膜雙壟溝播玉米種植模式，分別設計了輪式和履帶式穗莖兼收型旱區(qū)玉米聯(lián)合收獲機，形成了較為成熟的玉米植株“往復式切割-間隙夾持-傾斜喂入-低損摘穗-穗莖分流收集”的旱區(qū)全膜雙壟溝播玉米聯(lián)合收獲作業(yè)模式。

國外專用玉米果穗收獲機大多為臥輥式拉莖輥與摘穗板相組合的摘穗方式，采用錐形小傾角加長拉莖輥及摘穗板間隙自適應裝置實現(xiàn)割臺低損摘穗[19-21]。且兼具大型、大功率、寬割幅、大喂入量及機具底盤可調(diào)平等特點，對立輥式摘穗的研究尚未見報道[22-23]。

目前，普通立輥式玉米收獲割臺普遍采用植株切割喂入、夾持輸送并在立式輥組的相向轉動作用下實現(xiàn)玉米果穗的摘落。其中，夾持輸送過程由傾斜布置且?guī)в袚荦X的整體式夾持輸送鏈和夾持軌道完成間隙夾持輸送。在間隙夾持狀態(tài)下，輸送鏈條容易實現(xiàn)植株在割臺上的姿態(tài)調(diào)整，有利于植株摘穗姿態(tài)角度（即植株喂入角）的形成[24]。但是，在間隙夾持及輸送過程中往往會出現(xiàn)鏈條撥齒劃斷或劃破玉米莖稈，難以保證莖稈穩(wěn)定、有序喂入摘穗輥組等問題，致使割臺喂入不暢，甚至頻繁堵塞。

為此，本文在原有立輥式玉米收獲割臺夾持輸送機構基礎上，擬設計一種有序喂入并能穩(wěn)定夾持輸送的裝置，以實現(xiàn)玉米植株的有序喂入和可靠夾持輸送，提高立輥式割臺的玉米植株通過性能。

1 整體結構與工作原理

1.1 夾持輸送裝置結構

如圖1 所示，立輥式玉米收獲割臺夾持輸送裝置由分禾機構和夾持輸送機構組成。其中，分禾機構由固定架、分禾鏈等部件構成；夾持輸送機構由夾持軌道、夾持輸送鏈、張緊彈簧、鏈夾滑輪等部件構成。夾持輸送機構后端與立式摘穗輥相連接。

圖1 夾持輸送裝置Fig.1 Clamping and conveying device

1.2 工作原理

工作時，隨著收獲機的向前行駛，玉米植株在立輥式割臺分禾機構分禾鏈的作用下進入由左右撥禾鏈齒形成的封閉空間，完成玉米植株的單株有序排列和依次喂入，在分禾鏈撥禾鏈齒的轉動下將玉米植株送入夾持輸送軌道前端，并實現(xiàn)夾持輸送軌道左右夾持輸送鏈的有效夾持。同時，位于夾持輸送裝置下方的往復式切割器完成玉米植株的有支撐切割，切割后的玉米植株在夾持輸送機構左右夾持輸送鏈的夾持和向后運動中實現(xiàn)輸送過程，進而進入摘穗輥組實現(xiàn)玉米果穗的摘落。收獲機主要性能參數(shù)見表1。

表1 收獲機主要性能參數(shù)Table 1 Main performance parameters of combine harvester

1.3 玉米割臺-植株作用方式

如圖2a 所示，基于中國北方旱區(qū)全膜雙壟溝播玉米種植農(nóng)藝模式，選取聯(lián)合收獲機行走輪中心距為2.2 m[4]，設計收獲割臺幅寬為2.2 m，摘穗裝置設置在割臺后方中間位置，適配莖稈鍘切裝置，完成穗莖兼收。

圖2 立輥式玉米收獲割臺農(nóng)機農(nóng)藝結合示意圖Fig.2 Schematic diagram of agricultural machinery and agronomy for vertical roller type corn harvest header

為了便于田間作業(yè)，確定割臺收獲形式為等行距收獲，立輥式割臺上玉米植株夾持點等距設置為500 mm，左右2 邊行為對行收獲，中間2 行植株在分禾器及分禾鏈撥禾鏈齒的作用下進入夾持輸送機構。

2 關鍵結構設計

2.1 分禾機構與撥禾喂入過程分析

2.1.1 分禾機構

如圖3 所示，由固定架、鏈輪、分禾鏈組成的分禾機構左右對稱布置，分禾鏈采用玉米收獲機專用鏈條，節(jié)距P＝38.1 mm，相鄰撥禾鏈齒距離為4P(152.4 mm)。撥禾鏈齒齒寬34 mm、齒高22 mm，有效增大了撥禾鏈齒與植株莖稈的作用面積，分禾、扶禾效果更好。

圖3 分禾機構Fig.3 Dividing mechanism

為了實現(xiàn)玉米植株的單株有序喂入、穩(wěn)固支撐切割且能有效提高撥禾齒作用高度，將分禾機構末端疊加在夾持輸送機構上方，以等間距交錯布置左右撥禾鏈齒。喂入口處分禾鏈與撥禾鏈齒形成的封閉空間最大直徑為49 mm，該間隙下植株根部莖稈能夠通過喂入口，且分禾機構與夾持輸送機構的疊加增加了植株莖稈與夾持輸送裝置的作用面積，能實現(xiàn)植株的可靠喂入。

2.1.2 撥禾喂入過程分析

如圖4 所示，田間作業(yè)時，為了將玉米植株依次有序?qū)驃A持輸送機構，且在該過程中不推到或折斷玉米植株，需對撥禾喂入過程進行運動分析[25]。

圖4 撥禾喂入過程運動分析Fig.4 Motion analysis for toggle and feed in corn stalk

分禾鏈撥禾速度vL與機具前進速度vm之間的關系為

根據(jù)圖4 幾何關系有：

式中β為割臺傾角，β為10°～30°。

由撥禾喂入過程運動分析可知，分禾機構能夠順利撥禾的條件為：分禾鏈撥禾速度和收獲機前進速度的合速度與收獲機前進方向垂線間的夾角θ＞ 0°，分禾鏈撥禾速度vL必需大于機具前進速度vm。

由理論分析，分禾鏈與機具前進方向間的夾角α越小，分禾機構對玉米植株推到的可能性越小，其分禾效果越好[26]。根據(jù)玉米收獲割臺空間布置情況，確定α=15°，根據(jù)圖2b 幾何關系，分禾機構有效撥禾段鏈條最短長度為

式中Lmin為分禾機構有效撥禾段鏈條最短長度，mm。

代入數(shù)據(jù)得Lmin=380 mm，本文取有效撥禾段鏈條長度為500 mm。

2.2 夾持輸送機構與夾持輸送過程分析

2.2.1 夾持輸送機構

如圖5 所示，為了增大夾持輸送機構的夾持力，設計了一種在張緊彈簧的作用下，當玉米植株被夾持部位直徑不同時，能實現(xiàn)夾持間隙的自適應調(diào)節(jié)和改變。夾持軌道同側大小鏈夾滑輪中心距為130 mm，夾持軌道兩側大小鏈夾滑輪外圓間的距離為60 mm，夾持軌道間的垂直距離為40 mm，夾持輸送鏈外鏈板直徑為22 mm，則兩夾持鏈條間的最小間隙為60-22×2＝16 mm，最大間隙為夾持軌道間的垂直距離。故夾持輸送機構間隙可變范圍為16～40 mm。此外，夾持軌道上下板之間的距離為66 mm。夾持軌道、大小鏈夾滑輪和夾持鏈條形成了折線型夾持通道，保證夾持輸送通道中每一株植株的穩(wěn)固夾持與輸送。

圖5 夾持輸送機構Fig.5 Clamping and conveying mechanism

2.2.2 夾持切割過程分析

玉米植株在夾持狀態(tài)下的切割是植株能夠保證有序輸送的必要條件。玉米植株被夾持切割后，受機具前進作用和撥禾鏈條的分禾作用，在收獲機作業(yè)方向上，玉米植株會出現(xiàn)前傾或后傾等不確定姿態(tài)。為了防止切割后玉米植株不能順利進入夾持軌道，并合理設計夾持輸送裝置結構形式，對玉米植株在機具前進方向上進行植株姿態(tài)變化分析。

如圖6 所示，在機具前進方向上，設玉米植株在夾持時和切割時與水平地面間的夾角為α1、α2，切割器離地高度為h，割刀安裝位置s（即植株夾持點與切割器在機具作業(yè)方向上的距離為s），夾持點離地高度為H，玉米植株從開始夾持到被切斷所用時間為t。假設機具靜止，玉米植株以vm向機具運動[24]。

圖6 夾持切割過程玉米植株姿態(tài)變化分析Fig.6 Analysis of maize plant posture change during clamping cutting

根據(jù)幾何關系，在△BCD中：

在△BEF中：

由式（6）～（7）可得：

由式（8）可知夾持切割過程機具前進方向玉米植株姿態(tài)的變化與撥禾鏈條線速度vL、切割器離地高度h、切割器安裝位置s、割臺傾角β等參數(shù)有關。其中，切割器離地高度h與割臺傾角β相關，決定收獲機作業(yè)過程中的留茬高度。切割器安裝位置s可通過調(diào)節(jié)割臺往復式切割器左右固定臂的伸縮量來實現(xiàn)，本研究取割臺傾角β為0°時，對應的切割器割刀在夾持點正下方位置，保證了收獲機正常作業(yè)過程中玉米植株的先夾持再切割。

2.2.3 夾持輸送過程分析

如圖7 所示，為了實現(xiàn)玉米植株夾持輸送的可靠性，采用大小鏈夾滑輪與雙邊夾持輸送鏈形成的折線型夾持輸送通道，在雙邊夾持輸送鏈張緊機構的作用下，實現(xiàn)夾持輸送間隙隨植株莖稈粗細的自適應調(diào)節(jié)。玉米植株在未進入夾持輸送機構時，左右夾持鏈條間的間隙較小。隨著玉米植株進入夾持輸送機構，在張緊機構的作用下，左右夾持輸送鏈被莖稈撐開，此時，植株莖稈被左右夾持輸送鏈條“包裹”，夾持部位受力點增多，夾持穩(wěn)定性好。

圖7 玉米植株被夾持部位夾持輸送過程示意圖Fig.7 Schematic diagram of clamping and conveying process of maize plant at the clamping position

夾持輸送機構軌道長度與玉米的結穗高度、割臺傾角等因素有關，田間試驗結果表明，當玉米的結穗高度過低、割臺傾角過大等都會導致玉米果穗不能到達立輥式摘穗輥組。為了避免果穗在夾持輸送軌道上摘落，對夾持輸送過程中玉米植株的姿態(tài)變化進行分析。

如圖8 所示，為立輥式玉米割臺植株姿態(tài)變化過程示意圖。假設植株在夾持輸送過程中無相對滑移，在植株碰到擋禾桿時，玉米果穗在點M位置，要使立輥式割臺正常摘穗，果穗需運動至最低摘穗位置（點N）處，則M點玉米果穗的自由落體高度應當小于等于玉米果穗從夾持點P點到N點植株的提升高度[15]。

圖8 玉米植株姿態(tài)變化過程Fig.8 The process of position change of maize plant

夾持點至結穗點的高度lj等于果穗結穗高度減去留茬高度與夾持高度，取lj=0.8 m。在（0，π/2）區(qū)間上，割臺傾角β的余切值遞減，植株喂入角γ的正弦值遞增，因此取β=30°、γ=45°進行計算。代入各數(shù)據(jù)可得夾持輸送軌道最小長度L為0.952 m?？紤]到在夾持輸送過程中植株相對夾持鏈條的滑移等因素，本研究取夾持輸送軌道長度L為1 100 mm，即夾持點到摘穗點的距離為1 100 mm。此時，按照全膜雙壟溝播玉米田間種植平均行距35 cm 計算，立輥式割臺夾持輸送裝置最大夾持輸送量為3 株。

已知立輥式玉米收獲割臺中間行夾持輸送鏈與水平方向的夾角為α′，邊行夾持輸送鏈與水平方向的夾角為α′′（圖2b），則兩中間行與兩邊行的理論線速度分別為

式中vL′為中間行夾持輸送鏈線速度，m/s；vL′′為邊行夾持輸送鏈線速度，m/s；vm為機具前進速度，m/s，取vm=2～4 m/s；α′為中間行夾持輸送鏈與機具前進方向之間的夾角，(°)，α′=8°；α′′為邊行夾持輸送鏈與機具前進方向之間的夾角，(°)，α′′=23°；β為割臺傾角，(°)，取β=10°～ 30°。

將各數(shù)據(jù)代入式（11）可得vL′=2.32～4.65 m/s，vL′=2.5～5 m/s，夾持輸送裝置主動鏈輪頂圓直徑為60 mm，按夾持輸送鏈最大線速度范圍為2.5～5 m/s 計算，可得主動鏈輪轉速范圍為796～1 592 r/min。

夾持輸送鏈條采用節(jié)距P=38.1 mm 的24A 鏈條，設計夾持軌道間的垂直距離為40 mm（該數(shù)值小于撥禾鏈條末端所形成的封閉空間直徑），在張緊裝置及鏈夾滑輪的作用下，兩夾持鏈條間的夾持間隙可調(diào)節(jié)范圍為15～25 mm。能滿足玉米植株根部莖稈的有效夾持及輸送。

綜上，對割臺夾持輸送機構正常工作有主要影響的因素有：收獲機前進速度vm、撥禾鏈條線速度vL、割臺傾角β、植株喂入角γ。

3 田間試驗

3.1 試驗條件及評價指標

3.1.1 試驗條件

為驗證立輥式玉米收獲割臺夾持輸送裝置的作業(yè)性能及確定割臺最優(yōu)工作參數(shù)，2021 年10 月在甘肅省農(nóng)業(yè)科學院旱地農(nóng)業(yè)研究所試驗田進行田間試驗。試驗地玉米為全膜雙壟溝播種植模式，種植品種為先玉335，收獲時測得試驗地平均土壤堅實度為62.6 kPa，平均土壤含水率為16.4%，玉米籽粒含水率為26%，平均玉米結穗高度為1 306 mm。根據(jù)夾持輸送裝置結構工作原理及其參數(shù)分析，將設計的夾持輸送裝置更換至收獲機割臺上并進行田間試驗研究。田間試驗如圖9 所示。

圖9 田間試驗Fig.9 Field experiment

3.1.2 評價指標

參照GB/T 21 962—2020《玉米收獲機械》規(guī)定的試驗方法，獲取機收玉米果穗總損失率與斷莖率。玉米機收總損失率包括落地籽粒損失率、果穗損失率和苞葉夾帶籽粒損失率3 部分[27-28]。在測定區(qū)內(nèi)，收集掉落的玉米籽粒、玉米果穗以及漏摘果穗，果穗脫凈后與掉落籽粒一并稱量，試驗重復3 次，結果取平均值。按式（12）計算玉米總損失率。測試區(qū)長20 m，植株總數(shù)264 株。

式中Y1為果穗總損失率，%；mL為落地、漏摘果穗及落地籽粒的總質(zhì)量，g；mZ為測區(qū)內(nèi)玉米籽粒的總質(zhì)量，g。

斷莖率高是造成割臺擁堵的主要原因，進而影響玉米莖稈在割臺上（夾持輸送裝置）的通過性。在測區(qū)內(nèi)，每次擁堵后收獲機立即停車，統(tǒng)計未通過夾持輸送裝置中已發(fā)生斷裂的玉米植株數(shù)，按式（13）計算割臺斷莖率。

式中Y2為割臺斷莖率，%；ωD為夾持輸送裝置中已斷裂玉米植株數(shù)，株；ωZ為測區(qū)內(nèi)玉米植株總數(shù)，株。

3.2 試驗方案與試驗結果分析

根據(jù)前期試驗及理論分析，結合立輥式玉米收獲割臺工作原理，選取影響立輥式割臺作業(yè)效果的4 個主要工作參數(shù)—收獲機前進速度x1、主動鏈輪轉速x2、割臺傾角x3和植株喂入角x4作為試驗因素。

立輥式穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機作業(yè)時，駕駛員通過調(diào)節(jié)收獲機檔位控制收獲機行走速度，根據(jù)田間試驗及田間環(huán)境，試驗選取收獲機前進速度vm范圍為2～4 m/s。割臺動力驅(qū)動由多級鏈傳動提供，夾持輸送鏈條線速度與摘穗輥組轉速有關，通過更換相應齒數(shù)的鏈輪控制立式輥組轉速，本研究取主動鏈輪轉速范圍為796～1 592 r/min，對應的邊行夾持輸送鏈條線速度為2.5～5 m/s。收獲時，割臺傾角的大小直接影響玉米留茬高度，立輥式玉米收獲割臺后端上方左右設有鉸接臂，后端下方左右為液壓缸連接。故割臺傾角較小時留茬高，對應的切割器離地間隙大；割臺傾角較大時留茬低，對應的切割器離地間隙小。本研究選擇立輥式割臺傾角β范圍為10°～30°。調(diào)節(jié)擋禾桿位置可實現(xiàn)植株喂入角γ的調(diào)整，本研究取植株喂入角γ范圍為45°～65°。試驗因素水平編碼值見表2，試驗方案及結果見表3。

表2 試驗因素水平編碼Table 2 Experimental values and coded levels

表3 試驗方案和結果Table 3 Test scheme and result

3.2.1 總損失率方差分析

對試驗中果穗總損失率進行方差分析見表4，建立果穗總損失率Y1對的二次多項式的回歸方程，如式（14）所示。

表4 果穗總損失率方差分析Table 4 Variance analysis for total ear loss rate

通過比較F值得大小可知，影響玉米果穗總損失率的因素由大到小為收獲機前進速度、植株喂入角、主動鏈輪轉速和割臺傾角。收獲機前進速度與植株喂入角對割臺斷莖率的影響顯著，果穗總損失率與變量的關系如圖10 所示，在給定范圍內(nèi)，隨著收獲機前進速度的增加果穗總損失率呈先緩慢減小再急劇增大的趨勢；果穗總損失率與植株喂入角負相關，即植株喂入角越大果穗總損失率越小。

圖10 果穗總損失率與變量的關系Fig.10 The relationship between total ear loss rate and variables

3.2.2 割臺斷莖率方差分析

對試驗中割臺斷莖率進行方差分析見表5，建立割臺斷莖率Y2對的二次多項式的回歸方程，如式（15）所示。

表5 割臺斷莖率方差分析Table 5 Variance analysis for breaking rate of corn stalk on harvest header

通過比較F值得大小可知，影響割臺斷莖率因素由大到小為主動鏈輪轉速、收獲機前進速度、植株喂入角和割臺傾角。通過顯著性檢驗結果，交互作用對割臺斷莖率影響顯著影響顯著僅為x1x2，將植株喂入角和割臺傾角設置為0 水平，即割臺傾角為20°、植株喂入角為55°時，響應曲面如圖11 所示。

圖11 收獲機前進速度與主動鏈輪轉速對割臺斷莖率的影響Fig.11 Effects of forward speed of harvester and rotation speed of drive sprocket on stalk breaking rate of harvest header

由圖11 可得，當收獲機前進速度與主動鏈輪轉速同時增大或同時減小時，割臺斷莖率可以維持在較低水平。且當收獲機前進速度為2.5～3 m/s，主動鏈輪轉速在995～1 194 r/min 時，割臺斷莖率最小。

3.3 參數(shù)優(yōu)化

為了得到最佳因素水平，結合試驗因素邊界條件，以果穗總損失率最小、割臺斷莖率最小為目標，對上述回歸模型進行優(yōu)化求解，建立參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型，目標函數(shù)及約束條件如式（16）。

優(yōu)化結果為：當收獲機前進速度為2.83 m/s、主動鏈輪轉速1 211.69 r/min、割臺傾角為18.13°、植株喂入角為59.87°時，果穗總損失率為0.40%，割臺斷莖率為0.09%。

3.4 驗證試驗

基于立輥式玉米聯(lián)合收獲機，于2021 年10 月在甘肅省農(nóng)業(yè)科學院旱地農(nóng)業(yè)研究所試驗田開展田間驗證性能試驗，試驗條件及試驗指標與3.1 節(jié)相同。圓整優(yōu)化參數(shù)指標，并調(diào)節(jié)收獲機前進速度為2.8 m/s、主動鏈輪轉速為1 210 r/min、割臺傾角為18°、植株喂入角為60°，進行不同測區(qū)、不同長勢下田間20 m 收獲性能試驗，不同測區(qū)試驗統(tǒng)計結果如表6。測區(qū)地勢平坦，土壤堅實度基本一致，測區(qū)品種均為先玉335，玉米成熟度基本一致，測區(qū)A、測區(qū)B、測區(qū)C 平均玉米結穗高度依次為1 252、1 312、1 340 mm；植株平均高度依次為2 963、3 018、3 224 mm。統(tǒng)計試驗結果得平均果穗總損失率為0.83%，割臺斷莖率為0.12%，優(yōu)化模型與田間驗證性試驗接近，試驗結果符合相應技術要求。對比現(xiàn)有普通夾持輸送裝置果穗損失率的2.80%[18]和割臺斷莖率的0.98%[4]，果穗總損失率和斷莖率分別降低了30%和12%。

表6 不同測區(qū)試驗結果Table 6 Test results in different test areas %

4 結論

1）針對現(xiàn)有立輥式玉米收獲機割臺夾持輸送裝置存在的夾持穩(wěn)定性差、斷莖率高等問題，本文根據(jù)立輥式玉米割臺摘穗特點，設計了一種夾持輸送間隙隨植株莖稈粗細自適應調(diào)節(jié)的夾持輸送裝置。夾持輸送過程采用大小鏈夾滑輪與雙邊夾持輸送鏈形成的折線型夾持輸送通道，在雙邊夾持輸送鏈張緊機構的作用下，實現(xiàn)夾持輸送間隙隨植株莖稈粗細的自適應調(diào)節(jié)，增加夾持部位作用力，提升夾持輸送可靠性。根據(jù)理論分析與計算，確定夾持輸送裝置有效撥禾段鏈條長度為500 mm，夾持輸送機構軌道長度為1 100 mm，割臺最大夾持輸送量為3 株，夾持軌道間的垂直距離為40 mm，在夾持軌道鏈夾滑輪及張緊裝置的作用下兩夾持鏈條間的夾持間隙可調(diào)節(jié)范圍為16～40 mm。

2）根據(jù)立輥式玉米收獲割臺撥禾、夾持切割和夾持輸送過程及其工作原理分析，確定了影響割臺夾持輸送的主要影響因素。運用響應曲面法分析了各因素對夾持輸送裝置作業(yè)性能的影響，得出影響果穗總損失率的因素由大到小依次為收獲機前進速度、植株喂入角、主動鏈輪轉速和割臺傾角；影響割臺斷莖率的的因素由大到小依次為收獲機前進速度、割臺傾角、主動鏈輪轉速、植株喂入角。圓整最優(yōu)結果參數(shù)并進行田間驗證試驗，當收獲機前進速度為2.8 m/s、主動鏈輪轉速為1 210 r/min、割臺傾角為18°、植株喂入角為60°時，果穗總損失率為0.83%，割臺斷莖率為0.12%。相比現(xiàn)有普通夾持輸送裝置，果穗總損失率和斷莖率分別降低了30%和12%。