摘 要： 為解決傳統(tǒng)旋耕機與電動底盤不適配的問題，創(chuàng)新研制出一種新型電動旋耕機。根據(jù)設施農業(yè)特點，依托于電動底盤提出了一種電動旋耕機結構形式及傳動系統(tǒng)參數(shù)；利用EDEM建立土壤——耕作部件的離散元仿真模型，并通過實地試驗驗證仿真結果；最后對電動旋耕機作業(yè)仿真參數(shù)進行優(yōu)化，得到最佳作業(yè)參數(shù)組合，提高在功率限制條件下旋耕作業(yè)的性能。在前進速度1 m/s，旋耕轉速175 r/min，耕作深度14 cm，耕作幅寬0.8 m的仿真環(huán)境下，仿真分析得到旋耕刀軸平均消耗功率2.02 kW，平均拋土質量1.96 kg，碎土率75.59%。實地試驗測得作業(yè)后土壤碎土率79.03%、平均耕深13.86 mm、耕深穩(wěn)定性系數(shù)97.99%，達到了預期設計目標。作業(yè)參數(shù)優(yōu)化后旋耕刀軸平均消耗功率降低了15.84%，平均拋土質量提升了21.99%，碎土率提升了10.62%。為以后的電動旋耕機作業(yè)參數(shù)優(yōu)化提供了有效思路。

關鍵詞： 電動旋耕機；電動底盤；離散元法；參數(shù)優(yōu)化

中圖法分類號： S222.3 文獻標識碼： A 文章編號： 1000-2324（2024）06-0848-11

我國是設施農業(yè)大國，2021 年末，全國溫室、大棚、中小棚等農業(yè)設施數(shù)量達2 800 多萬個，設施農業(yè)占地面積5 700 多萬hm2［1］。傳統(tǒng)的農業(yè)裝備在溫室大棚內作業(yè)時，排放的廢氣嚴重影響工作人員和農作物的健康［2］。在以電能為主導地位的新能源驅動時代大背景下，未來電驅動的旋耕作業(yè)將會成為旋耕機械發(fā)展的重點方向［3］。電動微耕機與電動底盤均有轉移方便和耕作環(huán)節(jié)零排放等優(yōu)點。但電動微耕機作業(yè)時隨著耕作深度增加整機振動也更強烈，常給操作者帶來傷?。?］。而電動底盤的功率與扭矩等性能參數(shù)與傳統(tǒng)機具存在差異，因此在實際使用中傳統(tǒng)旋耕機與電動底盤適配性不高的問題成為了制約設施農業(yè)機械化、電動化的一個主要因素。