摘要：为解决藕农人工挖藕劳动强度大,效率低,易损伤莲藕的难题,针对现有挖藕设备成本较高,操作过程繁琐,需要一定经验技术才能掌握的缺陷,设计了一种自旋射流式挖藕机。阐述了该机的结构和工作原理,通过离散元法和流体动力学耦合仿真分析了泥土-射流之间的相互作用机理,明确了关键部件喷头的结构参数对试验指标的影响规律,即挖掘深度随着喷射角度30?至60?范围内的增加而减小,随着射流速度10至20 m/s范围内的增加而增加。通过分析仿真射流过程发现,当喷射角度为30?时,会出现泥土回填的情况。台架试验和田间试验表明:自旋射流式挖藕机喷头直径为17 mm,喷射角度30?时,可以以0.2 s的速度前进,完全挖出埋于泥土深度400 mm内的莲藕,莲藕无损伤,且表面无泥土粘结,挖掘幅宽约为1.2 m。该文提出了EDEM-Fluent耦合仿真的运用将有利于莲藕采挖设备的作用机理研究,为莲藕采挖设备的设计与优化提供理论依据。该耦合仿真方法还能应用于江河湖泊清淤、管道清理等其他水力作业领域的研究。

摘要：【目的】为提高莲藕采收机械的机动性、减轻劳动强度、提高莲藕采挖收获效率,解决莲藕收获难题.【方法】设计了一种自主行走的螺旋推进式挖藕机,主要结构包括螺旋推进底盘和喷流装置等.以挖掘深度、莲藕浮出率为试验指标,以行走速度、喷射角度、喷头与泥面距离为试验因素,开展了全因素试验,分析各因素对作业质量的影响规律和寻求最佳参数组合.【结果】当整机前进速度为0.1 m/s,喷射角度为60°,喷头与泥面距离为-100 mm时,挖掘深度为424 mm,莲藕浮出率为100%,此时挖藕机性能达到最佳.【结论】该挖藕机行走稳定,作业性能较优,满足设计要求.该螺旋推进式底盘还能应用于水田行走装备等领域的研究.