仿生蝗蟲口器破茬裝置設計
2020-09-03 02:14:08趙佳樂郭明卓路云黃東巖莊健
農業工程技術·農業信息化 2020年6期
趙佳樂 郭明卓 路云 黃東巖 莊健
摘 要：針對中國東北地區春季免耕播種作業存在玉米根茬破除效率低、切割作業扭矩大和功耗高等技術難題，該文以蝗蟲口器結構（多段階梯鋸齒狀）和運動方式（雙上顎異向等速咬合）為仿生原型，設計一種可實現高效破茬作業的耦合仿生破茬裝置。該文通過仿生構建、機構設計、理論分析、參數優化、Arduino系統和智能控制等方法設計了行星齒輪變速機構和智能速度控制系統等關鍵部件，其中仿生破茬刀片可還原蝗蟲口器多段階梯鋸齒狀結構，行星齒輪變速機構和智能速度控制系統組成仿生驅動系統，可模擬出雙上顎異向等速咬合運動方式，從而實現了運動方式與形態結構的耦合仿生。對比試驗分析表明，仿蝗蟲口器破茬裝置可降低切割作業扭矩26.6%-31.6%，降低作業功耗21.9%-26.1%。該文工作驗證了耦合仿生方法可以顯著提高破茬效率，為免耕播種機的破茬裝置設計提供了技術參考。
關鍵詞：仿生，蝗蟲口器，切割裝置，玉米根茬
DOI： 10.25165/j.ijabe.20201301.5031
引用信息： Zhao J L， Guo M Z， Lu Y， Huang D Y， Zhuang J. ?Design of bionic locust mouthparts stubble cutting device. ?Int J Agric & Biol Eng， 2020; 13（1）： 20–28.
