《基於玉米穗莖分離特性的低含雜自適應摘穗機理研究》是依託中國農業大學，由崔濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於玉米穗莖分離特性的低含雜自適應摘穗機理研究
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：崔濤
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對我國摘穗輥式玉米收穫機構效率低、果穗啃傷嚴重、籽粒破損率高，摘穗板式收穫機構能有效克服上述缺陷，但存在含雜率高，易引起堵塞及籽粒霉變等問題，本項目開展摘穗板式自適應摘穗機理及機構研究。基於玉米穗莖分離特性，建立莖稈柔性體模型、果穗顆粒聚合體模型以及兩者的連線模型，對摘穗過程植株和摘穗機構的互作機制進行數值仿真，並結合高速攝像技術對摘穗作業過程進行分析，揭示莖稈、果穗在摘穗作業過程中的受力和運動變化規律，探明板式摘穗機構對摘穗性能的影響機理及含雜率高的原因；依據莖稈有序餵入輸送、豎直下拉、間隙自適應調節的思路，開展自適應板式摘穗機構研究，對其進行最佳化設計、試驗、改進，研製低含雜自適應摘穗機構，實現低含雜、低損、高效收穫，為我國玉米收穫技術提供理論支撐和技術儲備。
結題摘要
針對我國摘穗輥式玉米收穫機構效率低、果穗啃傷嚴重、籽粒破損率高，而摘穗板式收穫機構能有效克服上述缺陷，但存在含雜率高，易引起堵塞等問題，以及現有玉米割台行距固定、無法按需調整以適應我國複雜種植模式的問題，項目開展摘穗板式自適應摘穗機理研究並提出一種逆向梳脫式摘穗方案，進行關鍵參數最佳化和田間試驗。 項目通過研究收穫期玉米植株物理特性、莖節結構與莖稈折斷關係的結構特性等，建立收穫期玉米植株三維模型；對莖稈餵入輸送、莖稈下拉、果穗摘除特徵進行理論分析，重點研究輥間莖稈壓縮特性、動力學特性，果穗與摘穗板碰撞特性及撥禾鏈與莖稈餵入、輸送特性等，分析莖稈、果穗與摘穗系統作用機制的基本特徵。 項目基於多體動力學、有限元分析對摘穗過程進行仿真分析，研究莖稈與拉莖輥、果穗及莖稈與摘穗板之間的互作機制，分析莖稈、果穗在摘穗過程中的受力變化和運動規律；採用高速攝像對現有機構作業過程進行分析，明確莖稈折斷、收穫含雜原因，建立低損、低含雜摘穗作業模型，明確摘穗系統對摘穗性能的影響機理。 通過分析低含雜摘穗作業的系統特徵，採用數位化、參數最佳化法對拉莖輥、摘穗板、撥禾鏈等結構進行最佳化；通過系統仿真與試驗，確定摘穗板間隙自適應調節技術和變徑摘穗技術方案，實現摘穗過程中莖稈的有序、順暢下拉；採用變徑摘穗技術降低摘穗板對果穗的衝擊力，降低莖稈折斷率。 將設計的自適應低含雜摘穗板調節機構和變徑拉莖機構組成摘穗系統進行試製，對關鍵作業參數進行最佳化試驗，通過對籽粒損失、籽粒破損、果穗含雜等工作性能指標進行綜合評價，確定作業參數；與傳統的摘穗機構進行比較，新型摘穗系統莖稈含雜率僅為0.56%，相比傳統摘穗機構5.95%的數值降低了90%，割台籽粒破損率由傳統機構的0.24%降低到0.12%，降低了50%。梳脫式收穫方案田間試驗摘穗效果良好。 通過項目研究，研製出低含雜自適應摘穗機構，實現低含雜、低損、高效收穫，為我國玉米收穫技術提供理論支撐和技術儲備。
