基于仿生学的自走式木薯收获机优化设计方法研究

项目名称： 基于仿生学的自走式木薯收获机优化设计方法研究

项目编号： No.51365011

项目类型： 地区科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 廖宇兰

作者单位： 海南大学

项目金额： 48万元

中文摘要： 木薯在我国热带地区的种植量逐年攀升，收获机械化已成必然趋势。然而，木薯机械化收获相比人工收获存在灵活性差、易伤薯和挖净率低的问题。为解决上述问题，提出结合仿生学研究自走式木薯收获机优化设计方法。以功能仿生方法研究自走式木薯收获机的收获机理，建立一种"挖松-振土-拔薯-分离"机制，使木薯收获机具有更好的拟人收获功能；根据土壤形态结合土力学、运动学及动力学分析，探索自走式木薯收获机收获过程的力学和数学模型，为机构参数设计提供理论依据；模拟土壤动物对挖掘铲曲面构形进行仿生设计,对仿生型挖掘铲的主要结构参数进行优化设计，使挖掘铲具有良好的入土性、脱土性和减阻性；引入多目标优化方法对自走式木薯收获机整机进行设计，探索优化设计的数学建模方法和求解算法，提高整机挖净率、降低断薯率并实现轻量化。项目的研究拓展了仿生学在农机设计中的应用范围，为热带作物收获机械优化设计提供了新思路。

中文关键词： 木薯收获机；挖拔机构；仿生设计；优化设计；有限元分析

英文摘要： Cultivation of cassava in the tropical area of China is rising year by year, so cassava's harvesting mechanization has become an inevitable trend. However, cassava mechanization harvesting has shortcoming of low inflexible, hurting cassava easily and low

英文关键词： cassava harvester；digging-pulling mechanism；bionic design；optimum design；finite element analysis