溫室羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)設(shè)計(jì)與分析

中圖分類號(hào)：S223.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-5553（2025）08-0162-07

Abstract：External nutrientbagsarecommonlyused to supplynutrients Morchellacultivation ingreenhouses.Toaddress theisues ofloweficiencyandhigh labor costsassociated with manuallyopeningand laying out thesenutrient bags，a machinewas designedand developed foropening-laying external nutrient bags suitable for greenhouse cultivation.This machinecan perform continuous feding，opening，and orderly laying of external nutrient bags ina single operation.It alsofeatures knifedisinfectionandsoilcompactionfunctions.Todeterminetheappropriaterangeofangularvelocities for thecontinuousoperation of the conveyor rolerat diferentforwardspeeds，amotion simulation of the device was conducted. The simulation results showed that when the nutrient bag laying interval was 200-300mm ，and the forward speed of the unit were 0.5m/s ， 0.6m/s ， 0.7m/s ， 0.8m/s ， 0.9m/s and 1.0m/s ，the corresponding optimal ranges of angular velocities for the conveyor roller were 0.41-0.54rad/s ， ”， 0.57-0.75rad/s ， 0.62- 0.86rad/s ， 0.73-0.97rad/s ，and 0.81-1.08rad/s ，respectively. The machine was designed following the agronomic requirementsofMorchellaplanting inXinjianggreenhouse.Thisresearchprovidesareferenceforthestructural optimization ofthe Morchella exteral nutrient bag opening-laying machine and the construction ofa physical prototype.

Keywords：external nutrient bag；Morchella；opening-laying machine；conveyor roller；motion simulation

0 引言

羊肚菌（Morchella）為子囊菌亞門馬鞍菌科羊肚菌屬真菌，因其子實(shí)體表面凹凸不平、形似羊肚而得名，是世界上珍稀食藥用菌之一[1.2];羊肚菌味道鮮美、營養(yǎng)豐富，富含蛋白質(zhì)、人體必需氨基酸和微量元素，有“素中之葷\"的美稱[3-5]；中醫(yī)以羊肚菌子實(shí)體入藥[6]，具有健脾、益腸消食、化痰理氣、提神補(bǔ)腦等功效[7-9]，屬高級(jí)營養(yǎng)滋補(bǔ)品。國內(nèi)外市場對(duì)羊肚菌需求量日益增加，但野生羊肚菌由于天然產(chǎn)量有限、生長區(qū)域特定、出菇期短、過度采集等原因，其產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年下降趨勢，已無法滿足市場需求。隨著羊肚菌設(shè)施規(guī)?；耘嗉夹g(shù)、菌種選育技術(shù)及外源營養(yǎng)袋添加技術(shù)的日益成熟，大田及溫室羊肚菌種植面積和產(chǎn)量逐年增加；羊肚菌栽培面積增長迅速，自2013年的不足 66.7hm² 增至2023年約 26.7khm^2[10-12] ，依據(jù)2023—2024年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，羊肚菌每公頃平均產(chǎn)量為 9000kg^[13] ，2023年我國羊肚菌總產(chǎn)量約為 240.3kt 。

我國于2003年成功研發(fā)羊肚菌外源營養(yǎng)袋栽培技術(shù)[14-16]，該技術(shù)的應(yīng)用有效推動(dòng)了羊肚菌商業(yè)化栽培的發(fā)展，是羊肚菌栽培獲得穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要因素之_[17-19];通常利用折角袋常用規(guī)格（長 x 寬）： 12cm× 24cm，14cm×28cm，17cm×33cm^[20]） 裝填稻殼、小麥、玉米芯、石灰等混合均勻的物料，再經(jīng)高溫滅菌、冷卻后備用，待羊肚菌畦床生成“菌霜\"后約7～15天，使用刀具或打孔拍、釘板對(duì)營養(yǎng)袋進(jìn)行劃線開口或打眼，將營養(yǎng)袋破口朝下擺放至畦床土面上并進(jìn)行壓實(shí)，羊肚菌菌絲即可從營養(yǎng)袋中吸收充足的養(yǎng)分，不斷增加菌絲數(shù)量，從而形成更多的菌核[21]。目前，營養(yǎng)袋裝袋已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，四川某公司、漳州市某公司等均開發(fā)了適用的外源營養(yǎng)袋裝袋機(jī)[22-24]；但針對(duì)營養(yǎng)袋的開口鋪放作業(yè)仍以人工為主，工作時(shí)工人需不斷地對(duì)每個(gè)營養(yǎng)袋重復(fù)進(jìn)行開口、擺放、按壓作業(yè)，要求反復(fù)彎腰、站立，勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低、擺放均勻度差；因此，為進(jìn)一步提升羊肚菌生產(chǎn)機(jī)械化水平，亟待開發(fā)與溫室栽培農(nóng)藝相配套的羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放裝備，對(duì)促進(jìn)羊肚菌種植業(yè)的健康發(fā)展具有積極意義。

近年來，國內(nèi)學(xué)者針對(duì)羊肚菌營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)械開展了一些研究。劉海麗[25]設(shè)計(jì)了一種手扶式營養(yǎng)袋開口輔助裝置，通過電動(dòng)轉(zhuǎn)桿和轉(zhuǎn)板的組合使?fàn)I養(yǎng)袋依次完成人料、氣密性檢測和開口下料工作，每次開口并投放一個(gè)營養(yǎng)袋；但該機(jī)作業(yè)效率低，且擺放間距不均勻，需要人工手扶操作。謝林森[26設(shè)計(jì)了一種手推式營養(yǎng)包播種裝置，菌種和營養(yǎng)物質(zhì)裝在預(yù)設(shè)有牽引繩和可撕裂開口的特定營養(yǎng)包內(nèi)，利用阻隔物分離菌種和營養(yǎng)物質(zhì)，通過圓形播種輪上的破包單元實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)包的開口鋪放作業(yè)；該機(jī)可同時(shí)進(jìn)行菌種播種和營養(yǎng)袋開口作業(yè)，但采用手推式操作，工作效率低且需要特制營養(yǎng)包。

本文在課題組前期研究基礎(chǔ)上[27-29]，結(jié)合溫室羊肚菌種植模式，設(shè)計(jì)一種自走式羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)，能夠一次性實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)袋連續(xù)供料、開口和有序鋪放作業(yè)，同時(shí)具有刀具消毒和鎮(zhèn)壓功能。利用三維設(shè)計(jì)軟件SolidWorks對(duì)各部件進(jìn)行實(shí)體參數(shù)化建模、虛擬裝配、干涉檢查，對(duì)核心部件接料輥進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，得出羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)的相關(guān)工作參數(shù)，為整機(jī)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、物理樣機(jī)搭建提供理論參考和技術(shù)支撐。

1外源營養(yǎng)袋栽培技術(shù)

由于羊肚菌菌絲自身貯備的能量不足以支撐其有性生殖，在生長過程中需要從外界源源不斷地吸收營養(yǎng)物質(zhì)；因此，按需添加帶有“能量\"的外源營養(yǎng)袋可為羊肚菌豐產(chǎn)奠定物質(zhì)基礎(chǔ)[20]。如圖1所示，外源營養(yǎng)袋開口朝下鋪放在畦面上并通過按壓使其充分接觸地面，其內(nèi)富含有機(jī)碳、氮、木質(zhì)素等營養(yǎng)物質(zhì)[30]，羊肚菌菌絲可從營養(yǎng)袋的開口處進(jìn)入、從營養(yǎng)袋中吸收營養(yǎng)維持生長，出菇時(shí)把營養(yǎng)傳遞給羊肚菌子實(shí)體。

羊肚菌外源營養(yǎng)袋添加技術(shù)已成為羊肚菌生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最重要的技術(shù)之一，在南疆溫室羊肚菌種植中畦面寬度為 100cm ，畦面間距離為 20cm ，所用營養(yǎng)袋規(guī)格為 12cm×24cm 。

2整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

溫室羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)的整體結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要包括營養(yǎng)袋儲(chǔ)存箱、輸送裝置、開口裝置、鎮(zhèn)壓裝置、熱消毒裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走底盤。

圖3整機(jī)結(jié)構(gòu)

1.熱消毒裝置2.鎮(zhèn)壓裝置3.開口裝置4.輸送裝置5.營養(yǎng)袋儲(chǔ)存箱6.行走底盤7.傳動(dòng)系統(tǒng)

針對(duì)1個(gè)畦面（ 100cm 鋪放2行營養(yǎng)袋的設(shè)計(jì)要求，該機(jī)工作幅寬確定為 100cm ，整機(jī)設(shè)置2個(gè)營養(yǎng)袋儲(chǔ)存箱，通過調(diào)節(jié)兩儲(chǔ)存箱的左、右間隔可改變營養(yǎng)袋橫向鋪放距離（一般為 20～25cm ），機(jī)組理論前進(jìn)速度為 0.5～1.0m/s ，整機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Tab.1 Main technical parameters of the machine

2.2 工作原理

當(dāng)畦面上的羊肚菌菌絲顯現(xiàn)出“菌霜\"后，此時(shí)為營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)的最佳作業(yè)時(shí)期。如圖4所示，營養(yǎng)袋儲(chǔ)存箱與輸送裝置呈倒“V\"字型布置；作業(yè)時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)將電動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過皮帶傳遞至輸送裝置、接料輥及開口刀輥，隨著機(jī)組前行，位于前端的2個(gè)營養(yǎng)袋儲(chǔ)存箱在提升裝置的作用下將營養(yǎng)袋提升至輸送裝置端的斜置滑槽，在皮帶的夾持包裹下將營養(yǎng)袋傳送至接料輥上均布的接料斗里，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的接料輥攜帶營養(yǎng)袋接近開口刀輥，在兩者嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)下通過開口刀具完成營養(yǎng)袋的破口，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的開口刀輥在對(duì)營養(yǎng)袋開口作業(yè)前旋轉(zhuǎn)經(jīng)過熱消毒裝置，完成高溫消毒處理；開口處理后的營養(yǎng)袋沿脫袋凹板滑出并有序鋪放在地面上；最后，位于機(jī)組后端的鎮(zhèn)壓裝置對(duì)營養(yǎng)袋進(jìn)行鎮(zhèn)壓作業(yè)，使得營養(yǎng)袋開口緊貼地面。

圖4工作原理

1.鎮(zhèn)壓裝置2.開口刀輥3.熱消毒裝置4.輸送裝置5.傳動(dòng)系統(tǒng)6.營養(yǎng)袋儲(chǔ)存箱7.接料輥

3關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

3.1 輸送裝置設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)袋連續(xù)穩(wěn)定的輸送要求，結(jié)合交錯(cuò)軸斜齒輪和螺紋桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種兩段式輸送裝置，其結(jié)構(gòu)如圖5所示，主要由螺紋桿、交錯(cuò)軸斜齒輪、傳送帶、營養(yǎng)袋滑槽組成。電機(jī)輸出軸與傳送帶主動(dòng)軸傳動(dòng)比為2：1，交錯(cuò)軸斜齒輪的傳動(dòng)比為2：1，即實(shí)現(xiàn)螺紋桿每提升一個(gè)營養(yǎng)袋厚度距離，傳送帶向下轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)營養(yǎng)袋寬度距離。傳送帶與營養(yǎng)袋滑槽平行，兩者之間的距離略小于營養(yǎng)袋厚度，有利于營養(yǎng)袋在沿營養(yǎng)袋滑槽下滑過程中位姿的保持，保證了營養(yǎng)袋輸送的連續(xù)性和鋪放的對(duì)行準(zhǔn)確性。

圖6作業(yè)示意圖Fig. 6 Structure of operation1.營養(yǎng)袋2.開口裝置3.輸送裝置

螺紋桿兩側(cè)的營養(yǎng)袋儲(chǔ)存箱和傳送帶安裝距離相等，以適應(yīng)營養(yǎng)袋橫向2行鋪放的農(nóng)藝要求，如圖6所示。

如圖7所示，交錯(cuò)軸斜齒輪實(shí)際上是2個(gè)螺旋角不相等（或螺旋角相等，但旋向相同）的斜齒輪；因此，除部分尺寸外（軸交角 Σ 、螺旋角 β 中心距 α 、齒數(shù)比 u ），其他尺寸的計(jì)算與斜齒輪相同，按照標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)的幾何計(jì)算進(jìn)行[31]

圖7交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)的幾何計(jì)算

交錯(cuò)軸斜齒輪是輸送機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部分，齒面接觸應(yīng)力關(guān)系到齒輪壽命和安全[32]，為使齒輪在工作中可靠、穩(wěn)定且滿足強(qiáng)度要求，對(duì)齒輪進(jìn)行靜力學(xué)齒面接觸應(yīng)力分析。齒輪齒面接觸應(yīng)力可以用傳統(tǒng)方法進(jìn)行計(jì)算，考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓形狀對(duì)接觸應(yīng)力的影響，外嚙合齒輪傳動(dòng)接觸應(yīng)力計(jì)算如式（1）所示。

式中： Z_H —節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，當(dāng) α=20^° 時(shí)， Z_H=2.5 Z_E -材料系數(shù)；K 載荷系數(shù)， K=K_AK_vK_β T_i 一主動(dòng)輪齒輪所受扭矩， 159.7N?m ：b 一齒寬， mm ：d₁ 一主動(dòng)輪分度圓直徑， mm u 齒數(shù)比。

將上述設(shè)計(jì)參數(shù)代入式（1）中，得到齒輪接觸應(yīng)力σ_H=481MPa ，齒輪材料選用45調(diào)質(zhì)鋼，其接觸疲勞強(qiáng)度極限大于 600MPa ，由此可知，齒輪安全可靠。

圖8交錯(cuò)軸斜齒輪推力 Fig.8 Staggered shaft helical gear thrust

因?yàn)榻诲e(cuò)軸斜齒輪的齒線為螺旋狀，斜齒輪會(huì)產(chǎn)生軸向推力，安裝時(shí)要使用完全能夠抵抗軸向推力的軸承。齒輪的軸向推力隨齒輪方向及旋轉(zhuǎn)方向而定，如圖8所示。

圖9開口裝置結(jié)構(gòu)

Fig.9 Structure of opening device 1.開口刀具2.開口套筒3.脫袋凹板4.接料隔板 5.接料輥6.開口刀輥

3.2 開口裝置設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)營養(yǎng)袋連續(xù)準(zhǔn)確的開口和鋪放作業(yè)，結(jié)合外嚙合齒輪工作原理，設(shè)計(jì)一種嚙合式開口裝置，其由接料輥和開口刀輥組成，并利用接料輥上的脫袋凹板來保證鋪放作業(yè)的順利進(jìn)行，如圖9所示。其中接料輥和開口刀軸的傳動(dòng)比為1：1，電機(jī)輸出軸與開口刀軸的傳動(dòng)比為4：1，接料輥和開口刀輥均通過軸承座固接在機(jī)架上。

為實(shí)現(xiàn)開口裝置的穩(wěn)定接料和準(zhǔn)確開口，接料輥上均勻布置有4個(gè)接料隔板，隔板之間形成接料斗用以承接輸送來的營養(yǎng)袋，營養(yǎng)袋隨接料輥一起轉(zhuǎn)動(dòng)直至完成開口和鋪放過程。開口套筒上同樣均勻布置有4個(gè)開口刀具，隨著嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)每個(gè)刀具都插入接料斗中間，以確保刀口處在營養(yǎng)袋中間位置。

營養(yǎng)袋能否順利地進(jìn)入接料輥與開口刀輥的間隙，取決于接料輥與開口刀輥的直徑及與營養(yǎng)袋的接觸情況。營養(yǎng)袋進(jìn)入開口間隙的方向沿接料輥切線方向，為保證營養(yǎng)袋被順利擠壓開口，營養(yǎng)袋需先被接料輥與開口刀具夾住，再被卷至兩者的間隙中進(jìn)行擠壓開口。在這個(gè)過程中，單個(gè)營養(yǎng)袋會(huì)受3個(gè)力的協(xié)同作用，受力分析如圖10所示。其中，接料輥和開口刀輥與營養(yǎng)袋表面間的摩擦力的合力 為 2fRcosα （方向向下）、兩輥對(duì)營養(yǎng)袋正壓力的合力 為2Rsinα（方向向上）、營養(yǎng)袋自身的重力為 mg （方向向下）。為使?fàn)I養(yǎng)袋能順利地進(jìn)入開口間隙，則必須滿足

2fRcosαgt;2Rsinα-mg

式中： f ——接料輥和開口刀輥與營養(yǎng)袋表面間摩擦系數(shù)；R ——接料輥和開口刀輥對(duì)營養(yǎng)袋的正壓力，MPa α 一 -喂入角（接料輥和開口刀具中心線和正壓力 R 的夾角）， （^°） ：m 中 -營養(yǎng)袋質(zhì)量， g g- 一重力加速度， m/s² 。

將式（2）移項(xiàng)得到

2Rsinα-2fRcosα

將 f=tgφ 代入式（3）后得到

式中： φ -接料輥與開口刀輥和營養(yǎng)袋表面之間的摩擦角， （^°） 。

Fig.10 Stress of external nutrition bags entering extrusion gal

由圖10可知，接料輥和開口刀輥間隙不變時(shí)，隨著 α 角度的增大兩輥直徑會(huì)減小，當(dāng)直徑減小至R₁? （式（6））時(shí)，會(huì)使得妨礙營養(yǎng)袋喂人兩輥間隙的作用力 ，從而導(dǎo)致喂入失??；當(dāng)兩輥間隙減小而喂人角 α 增大時(shí)， α?R₁ ，也無法正常工作。

R₁=sin^-1（mg?cosφ/2R）+φ

通常情況下，落入接料輥和開口刀輥間隙中的營養(yǎng)袋經(jīng)輸送裝置滑落時(shí)具有重力勢能，該重力勢能會(huì)促使?fàn)I養(yǎng)袋進(jìn)入開口間隙。因此，實(shí)際的喂入角 α 比理論計(jì)算值大，即兩輥的直徑可比理論計(jì)算值小。

3.2.1 脫袋凹板

如圖11所示，脫袋凹板包括脫袋側(cè)板、脫袋弧板和開袋口，其作用是使得營養(yǎng)袋與開口刀具分離，并配合接料輥完成鋪放工作。脫袋弧板通過螺栓、螺母固接在機(jī)架上，脫袋側(cè)板固定在脫袋弧板兩側(cè)，中心與接料軸套接，營養(yǎng)袋可沿脫袋側(cè)板與脫袋弧板形成的弧形空間內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.2.2 開口刀具

圖10外源營養(yǎng)袋進(jìn)入擠壓間隙受力

外源營養(yǎng)袋的開口方法主要有刀具劃線法、打眼法和撕口法。為滿足不同開口的工藝需求，設(shè)計(jì)了更換的開口套筒，開口套筒通過螺栓螺母連接在開口刀軸上，開口套筒上可安裝十字刀片和釘子，如圖12所示。

3.3其余裝置設(shè)計(jì)

3.3.1 熱消毒裝置

為實(shí)現(xiàn)對(duì)開口刀具的加熱消毒，結(jié)合電磁感應(yīng)加熱原理，設(shè)計(jì)熱消毒裝置，該裝置采用電池提供低壓直流電。在開口刀具上方安裝有電磁加熱器和電磁加熱圈，經(jīng)pcb控制電路板轉(zhuǎn)化成正弦波高頻電流，電磁加熱圈采用“U\"形繞線法纏繞在開口刀具外側(cè)。

3.3.2 鎮(zhèn)壓裝置

如圖13所示，鎮(zhèn)壓裝置由固定桿、伸縮桿、鎮(zhèn)壓輥和鎮(zhèn)壓彈簧組成，具有一定的仿形功能，對(duì)鋪放至地面的營養(yǎng)袋進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，使得營養(yǎng)袋的開口與地面緊密接觸，避免雜菌侵人與羊肚菌爭奪養(yǎng)分。

4接料輥運(yùn)動(dòng)仿真分析

為驗(yàn)證接料輥的運(yùn)動(dòng)軌跡形式，以及在不同水平速度和營養(yǎng)袋不同擺放間隔下，接料輥在連續(xù)工作時(shí)的合理角速度范圍，采用SolidWorks軟件對(duì)接料輥的有效工作路徑進(jìn)行模擬。

4.1 仿真方法

根據(jù)設(shè)施機(jī)具常規(guī)工作速度，設(shè)定外源營養(yǎng)袋鋪放機(jī)的前進(jìn)速度分別為 0.5m/s.0.6m/s.0.7m/s 0.8m/s，0.9m/s，1.0m/s ；為滿足營養(yǎng)袋不同鋪放工藝需求[33.34]，結(jié)合當(dāng)?shù)胤N植經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定3種營養(yǎng)袋鋪放間隔，分別為 0.20m，0.25m，0.30m ;對(duì)接料輥進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，分析各水平速度下不同間隔對(duì)應(yīng)的接料輥合理角速度，仿真過程忽略各結(jié)構(gòu)之間的摩擦。仿真參數(shù)如表2所示。

表2仿真條件Tab.2Experimental condition

4.2 仿真模型

運(yùn)用SolidWorks2020軟件繪制本開口鋪放裝置的仿真模型，并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析。主要分析接料輥轉(zhuǎn)速與機(jī)組前進(jìn)速度的匹配問題，將輸送裝置、鎮(zhèn)壓裝置等不相關(guān)部件與機(jī)架固定，在插件中添加SolidWorksMotion分析，根據(jù)開口裝置工作時(shí)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)在接料輥上添加旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，在機(jī)架上添加線性馬達(dá)以控制運(yùn)動(dòng)速度，如圖14所示。

圖14羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)仿真模型Fig.14Simulation model of thedevice1.土地2.鎮(zhèn)壓裝置3.開口裝置4.輸送裝置

4.3 仿真結(jié)果

外源營養(yǎng)袋中心運(yùn)動(dòng)軌跡與接料輥隔板運(yùn)動(dòng)軌跡相同，此處用接料隔板運(yùn)動(dòng)軌跡代替。仿真結(jié)果如圖15所示，曲線為接料輥在鋪放區(qū)域完全工作的軌跡，運(yùn)動(dòng)軌跡是接料輥上4個(gè)接料隔板運(yùn)動(dòng)軌跡的疊加。整機(jī)在不同前進(jìn)速度下，接料輥的對(duì)應(yīng)角速度范圍如表3所示。仿真結(jié)果表明，接料輥隔板的運(yùn)動(dòng)軌跡接近擺線，與計(jì)算結(jié)果一致;接料輥以其計(jì)算角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)接料輥的周向位移與水平位移相等，在營養(yǎng)袋擺放區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)接料輥連續(xù)作業(yè)，該角速度可作為連續(xù)工作的判斷條件，在仿真過程中，當(dāng)角速度增加時(shí)，其對(duì)應(yīng)擺放間隔減小。從仿真結(jié)果可知，該機(jī)具設(shè)計(jì)原理科學(xué)可行、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠。

圖15仿真結(jié)果Fig.15Simulation result1.地面2.車架3.接料隔板4.營養(yǎng)袋掉落區(qū)

表3仿真結(jié)果 Tab.3 Simulation results

5 結(jié)論

1）設(shè)計(jì)一種羊肚菌外源營養(yǎng)袋開口鋪放機(jī)，能夠一次性完成營養(yǎng)袋開口、鋪放、鎮(zhèn)壓等多項(xiàng)作業(yè)，通過調(diào)節(jié)兩儲(chǔ)存箱的左、右間隔可改變營養(yǎng)袋橫向鋪放間隔，通過調(diào)節(jié)機(jī)組前進(jìn)速度、接料輥和開口刀輥的旋轉(zhuǎn)速度可改變營養(yǎng)袋縱向鋪放間隔，通過更換開口刀具可改變營養(yǎng)袋的開口方式，進(jìn)而滿足羊肚菌種植中不同的農(nóng)藝需求。

2）該機(jī)一次作業(yè)2行，傳送帶與營養(yǎng)袋滑槽平行，兩者之間的距離略小于營養(yǎng)袋厚度，有利于營養(yǎng)袋在沿營養(yǎng)袋滑槽滑動(dòng)過程中位姿的保持，保證營養(yǎng)袋輸送過程中的連續(xù)性，作業(yè)效率高、功率消耗低，符合綠色發(fā)展的需求。

3）當(dāng)營養(yǎng)袋鋪放間隔分別為 0.20m，0.25m ！0.30m ，機(jī)組前進(jìn)速度分別為 0.5m/sAA，0.6m/s 0.7m/s，0.8m/s，0.9m/s，1.0m/s ，接料輥連續(xù)工作時(shí)，其對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角速度范圍分別為 0.41～ 0.54rad/s 、 0.49～0.56rad/s 、 0.57～0.75rad/s 0.62～0.86rad/s.0.73～0.97.0.81～1.08rad/s 。

4）對(duì)接料輥進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，仿真結(jié)果表明：接料輥連續(xù)作業(yè)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)袋按間隔需求進(jìn)行有序鋪放，滿足營養(yǎng)袋不同的鋪放工藝需求，該機(jī)具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工作原理科學(xué)可行。

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