基于響應(yīng)面法的拉拽式胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)研究*

曾功俊，陳建能，夏旭東，葉軍，何也能

(1. 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,浙江紹興,312000; 2. 浙江理工大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院,杭州市,310018; 3. 浙江省種植裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,杭州市,310018)

0 引言

胡蘿卜是全球十大蔬菜之一,種植面積廣泛,然而胡蘿卜收獲領(lǐng)域機(jī)械化程度并不高,有待進(jìn)一步研究[1-2]。胡蘿卜收獲過程包括胡蘿卜拔起、輸送和根莖分離,其中根莖分離為最重要的環(huán)節(jié),根莖分離效果直接影響胡蘿卜損傷率[3-4]。胡蘿卜根莖分離方式有兩種:圓盤割刀式,即通過圓盤割刀切割胡蘿卜莖葉實(shí)現(xiàn)胡蘿卜根莖分離;拉拽式,在拉拽桿與胡蘿卜相互作用下,胡蘿卜與胡蘿卜纓子在根莖連接點(diǎn)處分離,是收獲胡蘿卜的主要方式之一。拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等優(yōu)勢,能彌補(bǔ)傳統(tǒng)圓盤割刀式胡蘿卜收獲機(jī)可靠性低和適應(yīng)環(huán)境差等不足,是胡蘿卜收獲機(jī)重點(diǎn)發(fā)展方向。胡蘿卜受到?jīng)_擊容易損傷,其損傷程度取決于根莖分離裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)。目前鮮有文獻(xiàn)對胡蘿卜拉拽收獲的損傷機(jī)理開展研究,根莖分離裝置結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)的確定均基于以往工作經(jīng)驗(yàn),缺乏理論依據(jù)。

近年來,丹麥某公司研制生產(chǎn)了一種拉拽式胡蘿卜收獲機(jī),該收獲機(jī)首先通過輸送帶將胡蘿卜從土里拔出,然后經(jīng)過輸送帶與拉拽桿共同作用拉拽胡蘿卜和胡蘿卜纓子直到根莖分離,從而達(dá)到收獲胡蘿卜的目的[5]。隨著拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)逐漸進(jìn)入大家的視野,該收獲機(jī)的高可靠性和對惡劣工作環(huán)境的超強(qiáng)適應(yīng)性等優(yōu)點(diǎn)得到了認(rèn)可,由于該收獲機(jī)采用拉拽的方式分離胡蘿卜根莖,胡蘿卜損傷率偏高,故而根莖分離效果仍有很大提升空間。拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)采用拉拽胡蘿卜纓子的方式進(jìn)行根莖分離,研究胡蘿卜纓子的物理力學(xué)特性能有效改善拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)的收獲效果。曾功俊[5]運(yùn)用力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對胡蘿卜纓子力學(xué)特性進(jìn)行了研究,結(jié)果表明拉拽桿驅(qū)動(dòng)盤轉(zhuǎn)速和拉拽桿加速度對胡蘿卜因果分離效果影響顯著。該研究結(jié)果對改善胡蘿卜根莖分離效果具有指導(dǎo)意義,但只是停留于靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上研究且是定性分析,基于此進(jìn)行定量研究更具實(shí)用價(jià)值。曾功俊等[6]以優(yōu)化胡蘿卜根莖分離效果為目標(biāo),根據(jù)胡蘿卜纓子力學(xué)特性設(shè)計(jì)了拉拽式胡蘿卜根莖分離裝置并進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)拉拽桿以不同速度作用在胡蘿卜上時(shí),胡蘿卜根莖分離效果不同。該文獻(xiàn)為研究拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)開辟了新道路,文獻(xiàn)中主動(dòng)圓盤以不同轉(zhuǎn)速分組試驗(yàn),但都是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(即拉拽桿速度曲線都是正弦曲線),研究內(nèi)容存在局限性,拉拽式胡蘿卜根莖分離裝置的根莖分離效果有進(jìn)一步提升空間。Xia等[7]通過拉伸試驗(yàn)和壓縮試驗(yàn)得到了胡蘿卜芯、肉、莖的數(shù)學(xué)模型,基于有限元顯式動(dòng)力學(xué)模擬胡蘿卜與拉桿之間的沖擊條件,并采用自制的鐘擺裝置進(jìn)行沖擊試驗(yàn),為降低胡蘿卜損傷率提供參考。

綜上所述,拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),能滿足農(nóng)業(yè)機(jī)械工作要求,具有良好的發(fā)展前景,但胡蘿卜損傷率居高不下仍是亟待解決的難題。目前關(guān)于胡蘿卜纓子力學(xué)特性的研究大多處于理論研究階段,雖然取得了一些成果,然而這些成果沒有進(jìn)入實(shí)質(zhì)試驗(yàn)階段,不足以為拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)的發(fā)展提供科學(xué)支撐。為優(yōu)化胡蘿卜根莖分離效果、降低胡蘿卜損傷率、改善胡蘿卜收獲機(jī)性能,本文設(shè)計(jì)了拉拽式胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)臺(tái),采用響應(yīng)面法分析根莖分離機(jī)構(gòu)參數(shù)對根莖分離效果的影響,得出胡蘿卜根莖分離機(jī)構(gòu)的最佳參數(shù)組合,為改進(jìn)拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)提供參考。

1 胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)

胡蘿卜收獲機(jī)收獲過程主要包括胡蘿卜拔取、輸送和根莖分離[8-11]。拉拽式胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)臺(tái)主要由機(jī)架、輸送裝置和拉拽裝置3個(gè)部分組成,如圖1所示。其中,輸送帶由可調(diào)速交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),拉拽桿由伺服電動(dòng)機(jī)通過驅(qū)動(dòng)圓盤驅(qū)動(dòng)[12-13]。

圖1 拉拽式胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)臺(tái)Fig. 1 Pull type carrots with fruit separation test bench1.機(jī)架 2.拉拽裝置 3.輸送裝置

拉拽式胡蘿卜收獲機(jī)作業(yè)時(shí),輸送帶夾持胡蘿卜纓子帶動(dòng)胡蘿卜沿輸送帶方向往上運(yùn)動(dòng),到達(dá)特定位置時(shí),拉拽裝置中兩根拉拽桿拉拽胡蘿卜沿拉拽桿垂線方向運(yùn)動(dòng),在拉拽桿和輸送帶的共同作用下實(shí)現(xiàn)胡蘿卜根莖分離,如圖2所示。當(dāng)輸送帶以速度v向上運(yùn)動(dòng)時(shí),胡蘿卜受到的作用力主要包括:輸送帶沿斜向上的拉力T,拉拽桿與胡蘿卜的摩擦力f,拉拽桿對胡蘿卜施加的壓力N以及胡蘿卜自身重力G,如圖3所示。胡蘿卜根莖分離是輸送帶、拉拽桿以及胡蘿卜自身重力共同作用的結(jié)果,而輸送帶拉力T與拉拽桿壓力N是胡蘿卜實(shí)現(xiàn)根莖分離的主要因素,作用力大小均與拉拽桿的運(yùn)動(dòng)特性和輸送帶與拉拽桿的夾角等參數(shù)有關(guān)[6]。文獻(xiàn)[6]中已有胡蘿卜受力情況以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程具體推導(dǎo)過程的詳細(xì)描述,為精煉語言,此處不再贅述。

圖2 拉拽式胡蘿卜根莖分離示意圖Fig. 2 Schematic diagram of pull type carrot root-stem separation1.機(jī)架 2.從動(dòng)圓盤 3.拉拽桿 4.主動(dòng)帶輪 5.輸送帶調(diào)速電動(dòng)機(jī) 6.輸送減速裝置 7.伺服電動(dòng)機(jī) 8.驅(qū)動(dòng)齒輪箱 9.驅(qū)動(dòng)圓盤 10.從動(dòng)帶輪 11.胡蘿卜 12.輸送帶

圖3 胡蘿卜受力示意圖Fig. 3 Diagram of carrot stress1.從動(dòng)圓盤 2.拉拽桿 3.輸送帶 4.胡蘿卜

試驗(yàn)過程中,通過調(diào)節(jié)伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變拉拽桿驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速,通過單片機(jī)控制伺服電動(dòng)機(jī)輸出特性改變拉拽桿加速度,通過調(diào)節(jié)拉拽裝置兩端與機(jī)架的相對位置改變拉拽桿與輸送帶夾角。胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)性能指標(biāo)主要有胡蘿卜根莖分離成功率和損傷率,其中,成功率是指試驗(yàn)過程中胡蘿卜根莖順利分離的概率;損傷率是指胡蘿卜在根莖分離過程中由于拉拽桿擠壓、摩擦胡蘿卜頂部造成胡蘿卜損傷的概率。

2 胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)基本條件

本試驗(yàn)選用在浙江杭州下沙地區(qū)農(nóng)田試驗(yàn)地里培育的“新紅胡蘿卜”品種,試驗(yàn)所用的試驗(yàn)樣品為成熟期胡蘿卜,無內(nèi)部損傷,形狀規(guī)則,且外表無明顯可見損傷[14-17]。經(jīng)測量,胡蘿卜長為15～20 cm,直徑3～5 cm。

2.2 試驗(yàn)方案

根據(jù)胡蘿卜根莖分離影響因素[6-7],結(jié)合胡蘿卜根莖分離農(nóng)藝要求,本文選取拉拽桿驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度和拉拽桿與輸送帶夾角作為試驗(yàn)因素,成功率和損傷率作為試驗(yàn)性能指標(biāo)。

2.2.1 單因素試驗(yàn)方案

胡蘿卜根莖分離單因素試驗(yàn)因素和水平值如表1所示。進(jìn)行驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速單因素試驗(yàn)時(shí),拉拽桿加速度為0.15 m/s2,拉拽桿與輸送帶夾角為40°;進(jìn)行拉拽桿加速度單因素試驗(yàn)時(shí),驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為160 r/min,拉拽桿與輸送帶夾角40°;進(jìn)行拉拽桿與輸送帶夾角單因素試驗(yàn)時(shí),拉拽桿加速度為0.15 m/s2,驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為160 r/min。試驗(yàn)過程如圖4所示,試驗(yàn)時(shí)每次試驗(yàn)連續(xù)分離10根胡蘿卜,每組做三次試驗(yàn),并記錄相應(yīng)的性能指標(biāo)。

表1 胡蘿卜根莖分離單因素試驗(yàn)水平表Tab. 1 Level table of single factor test for root-stem separation of carrot

圖4 胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)Fig. 4 Orthogonal test of carrots with separation

2.2.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)方案

由于胡蘿卜根莖分離裝置工作參數(shù)對根莖分離效果的影響具有強(qiáng)耦合性[6],而單因素試驗(yàn)只能驗(yàn)證單因素對試驗(yàn)性能指標(biāo)的影響,并不能驗(yàn)證各試驗(yàn)因素之間相互作用對試驗(yàn)性能指標(biāo)的影響。為深入研究胡蘿卜根莖分離機(jī)構(gòu)參數(shù)對胡蘿卜根莖分離效果的影響,本文基于響應(yīng)面法,根據(jù) BBD試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,以驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度和拉拽桿與輸送帶夾角為試驗(yàn)因素進(jìn)行拉拽式胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)[18-19],試驗(yàn)因素值如表2所示。

表2 Box-Behnken試驗(yàn)因素及水平值Tab. 2 Factors and levels of Box-Behnken design

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1.1 驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速對成功率和損傷率的影響

為研究驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速對胡蘿卜根莖分離成功率和胡蘿卜損傷率的影響,保持其他試驗(yàn)因素不變,驅(qū)動(dòng)圓盤分別以120 r/min、160 r/min、200 r/min進(jìn)行胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)[20-21],胡蘿卜根莖分離成功率和胡蘿卜損傷率具體情況如圖5所示。試驗(yàn)結(jié)果表明:胡蘿卜根莖分離過程中,驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速對胡蘿卜根莖分離效果有影響,即隨著驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速增加,胡蘿卜根莖分離成功率具有先增加后保持穩(wěn)定的趨勢,胡蘿卜損傷率逐漸增加。為確保胡蘿卜根莖分離高成功率和低損傷率,驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速應(yīng)為160 r/min左右。

圖5 驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速對成功率和損傷率的影響Fig. 5 Influence of driving disk rotational speed on success rate and damage rate

3.1.2 拉拽桿加速度對成功率和損傷率的影響

為研究拉拽桿加速度對胡蘿卜根莖分離成功率和胡蘿卜損傷率的影響,保持其他試驗(yàn)因素不變,拉拽桿加速度分別以0 m/s2、0.15 m/s2、0.3 m/s2進(jìn)行胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)。胡蘿卜根莖分離成功率和胡蘿卜損傷率具體情況如圖6所示。結(jié)果表明:胡蘿卜根莖分離過程中,拉拽桿加速度對胡蘿卜根莖分離效果有影響,即隨著拉拽桿加速度增加,胡蘿卜根莖分離成功率逐漸減小,而胡蘿卜損傷率逐漸增加。為確保胡蘿卜根莖分離高成功率和低損傷率,拉拽桿加速度為0～0.15 m/s2。

圖6 拉拽桿加速度對成功率和損傷率的影響Fig. 6 Influence of pull-rod acceleration on success rate and damage rate

3.1.3 拉拽桿與輸送帶夾角對成功率和損傷率的影響

為研究拉拽桿與輸送帶夾角對胡蘿卜根莖分離成功率和胡蘿卜損傷率的影響,保持其他試驗(yàn)因素不變,拉拽桿與輸送帶夾角分別以30°、40°、50°進(jìn)行胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)。胡蘿卜根莖分離成功率和胡蘿卜損傷率具體情況如圖7所示。試驗(yàn)結(jié)果表明:胡蘿卜根莖分離過程中,隨著拉拽桿與輸送帶夾角增加,胡蘿卜根莖分離成功率逐漸增加,而胡蘿卜損傷率變化不大。拉拽桿與輸送帶夾角只對成功率有影響,而對損傷率影響不顯著。

圖7 拉拽桿與輸送帶夾角對成功率和損傷率的影響Fig. 7 Influence of angle between puller and conveyor belt on success rate and damage rate

3.2 響應(yīng)面法試驗(yàn)結(jié)果與分析

綜合考慮單因素胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)結(jié)果,根據(jù)BBD試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理,以驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度和拉拽桿與輸送帶夾角為自變量,胡蘿卜根莖分離成功率和胡蘿卜損傷率為響應(yīng)值,進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn),并對胡蘿卜根莖分離機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示,A、B、C分別為各因素編碼值。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Tab. 3 Box-Behnken design arrangement and the experimental data

3.2.1 模型與方差分析

利用 Design-Expert 8.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸模型擬合[22-23],得到驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度、拉拽桿與輸送帶夾角等與胡蘿卜根莖分離成功率X的回歸方程

X=96.2+3.88A-2.25B+0.88C+1.75AB-

0.5AC-1.25BC-4.35A2-3.1B2-0.35C2

(1)

由表4可知,根莖分離成功率X二次回歸模型的P<0.001,說明該回歸模型極顯著;失擬項(xiàng)P>0.05,失擬不顯著,說明模型所擬合的二次回歸方程能準(zhǔn)確反映驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度、拉拽桿與輸送帶夾角等與根莖分離成功率之間的關(guān)系。根據(jù)模型各因素回歸系數(shù),得到驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度、拉拽桿與輸送帶夾角對模型影響極顯著。

同理分析,得到驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度、拉拽桿與輸送帶夾角等與胡蘿卜根莖分離損傷率Y的回歸方程

Y=5.6+2.13A+1.25B-0.13C-0.5AB+

0.25AC+1.08A2+1.32B2+0.075C2

(2)

由表4可知,根莖分離損傷率Y二次回歸模型的P<0.001,說明該回歸模型極顯著;失擬項(xiàng)P>0.05,失擬不顯著,說明模型所擬合的二次回歸方程能準(zhǔn)確反映驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度、拉拽桿與輸送帶夾角等與根莖分離損傷率之間的關(guān)系。根據(jù)模型各因素回歸系數(shù),得到驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度對模型影響極顯著,拉拽桿與輸送帶夾角對模型影響不顯著。圖8為成功率和損傷率的預(yù)測值與試驗(yàn)測量值對比結(jié)果,從圖中可直觀看出測量值與預(yù)測值差別不大,同樣印證了該模型具有一定的實(shí)際意義。

(a) 成功率預(yù)測值與測量值的對比

(b) 損傷率預(yù)測值與測量值的對比圖8 胡蘿卜根莖分離效果預(yù)測值與測量值的對比Fig. 8 Comparison between predicted and measured values of separation effect of carrot root and stem

3.2.2 模型交互項(xiàng)分析

通過Design-Expert 8.0軟件對數(shù)據(jù)處理,得到各因素之間交互項(xiàng)作用對成功率指標(biāo)影響的響應(yīng)曲面如圖9所示。各因素之間交互項(xiàng)作用對損傷率指標(biāo)影響的響應(yīng)曲面如圖10所示。

(a) 驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為0 r/min

(b) 拉拽桿與輸送帶夾角為0°

(c) 拉拽桿加速度為0 m/s2圖9 各因素對根莖分離成功率影響的響應(yīng)曲面Fig. 9 Response surface of the influence of each factor on the index

(a) 驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為0 r/min

(b) 拉拽桿與輸送帶夾角為0°

(c) 拉拽桿加速度為0 m/s2圖10 各因素對根莖分離損傷率影響的響應(yīng)曲面Fig. 10 Response surface of the influence of each factor on the index

從圖9可以看出:為得到較高的胡蘿卜根莖分離成功率,驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為155～190 r/min,拉拽桿加速度為0～0.12 m/s2,拉拽桿與輸送帶夾角為40°～50°;隨著驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速增加、拉拽桿加速度減小、拉拽桿與輸送帶夾角增加,胡蘿卜根莖分離成功率逐漸增加,且驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速和拉拽桿加速度對胡蘿卜根莖分離成功率影響顯著。從圖10可以看出:為得到較低的胡蘿卜根莖分離損傷率,驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為120～160 r/min,拉拽桿加速度為0～0.18 m/s2,拉拽桿與輸送帶夾角值為30°～50°;隨著驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速減小、拉拽桿速加速度減小,胡蘿卜根莖分離成功率逐漸增加;隨著拉拽桿與輸送帶夾角增加,損傷率先減小后增大,變化幅度不大,且驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速對胡蘿卜根莖分離損傷率影響顯著。

3.3 參數(shù)優(yōu)化與驗(yàn)證

為得到拉拽式胡蘿卜根莖分離裝置最佳作業(yè)參數(shù),以各因素的試驗(yàn)范圍為約束條件,建立參數(shù)化數(shù)學(xué)模型。利用Design-Expert 8.0軟件對指標(biāo)回歸模型進(jìn)行約束優(yōu)化求解,如式(3)所示。

(3)

優(yōu)化結(jié)果為:當(dāng)驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為158.114 r/min、拉拽桿加速度為0.015 m/s2、拉拽桿與輸送帶夾角為48.091°時(shí),胡蘿卜根莖分離成功率為97%,損傷率為5.06%。

為檢驗(yàn)所建回歸模型的正確性,采用上述優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行拉拽式胡蘿卜根莖分離試驗(yàn),考慮到實(shí)際操作的便利,將試驗(yàn)參數(shù)修正為驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速為158 r/min、拉拽桿加速度為0 m/s2、拉拽桿與輸送帶夾角為48°。試驗(yàn)參照GB/T 8097—2008《收獲機(jī)械聯(lián)合收割機(jī)試驗(yàn)方法》,每組試驗(yàn)重復(fù)5次,并對其數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化處理。實(shí)際測得:成功率96.2%,損傷率5.2%,與仿真優(yōu)化結(jié)果相比誤差均在1%以內(nèi),證明了基于響應(yīng)面法優(yōu)化所得的拉拽式胡蘿卜根莖分離裝置設(shè)計(jì)參數(shù)的可靠性,具有實(shí)用價(jià)值。

4 結(jié)論

1) 設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)控制的拉拽式胡蘿卜根莖分離試驗(yàn)臺(tái),進(jìn)行胡蘿卜根莖分離單因素試驗(yàn),確定了影響胡蘿卜根莖分離效果的關(guān)鍵參數(shù)及取值范圍。

2) 通過三因素三水平響應(yīng)面法胡蘿卜根莖分離試驗(yàn),經(jīng)方差分析得到影響胡蘿卜根莖分離效果的因素主次順序?yàn)?驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速、拉拽桿加速度、拉拽桿與輸送帶夾角。利用Design-Expert 8.0軟件建立試驗(yàn)因素與響應(yīng)值之間的數(shù)學(xué)模型,經(jīng)模型交互分析得到因素間交互作用對響應(yīng)值的影響。

3) 經(jīng)響應(yīng)面法優(yōu)化,拉拽式胡蘿卜根莖分離機(jī)構(gòu)最佳參數(shù)組合為: 驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)速158 r/min、拉拽桿加速度0 m/s2、拉拽桿與輸送帶夾角48°。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明,在該參數(shù)組合下胡蘿卜根莖分離成功率為96.2%,損傷率為5.2%,胡蘿卜根莖分離效果好,可為改進(jìn)胡蘿卜收獲機(jī)性能提供參考。