蓖麻是世界十大油料作物之一，具有很高的综合利用价值。目前国内外针对蓖麻收获机的相关研究报道较少，且由于采收效果不佳，均未得到有效的推广应用，因此亟需开发出适用的蓖麻收获机械装备代替人工作业。 本课题针对蓖麻机械化采收时采净率低、破损率高等难题，结合蓖麻物理力学特性和种植模式，研究设计了辊刷式蓖麻蒴果收获机采摘机构。首先在分析采摘机构总体结构的基础上阐述了辊刷式采摘原理，介绍了采摘辊刷、螺旋输送装置、传动系统等关键部件的设计。进一步地，为探究采摘机构相关参数的最优组合，提高蓖麻采摘质量，采用Box-Benhnken响应面试验设计理论，以前进速度、辊刷转速、刷丝长度为影响因素，以采净率、籽粒破损率及含杂率为作业质量评价指标，进行参数优化试验。建立各影响因素与指标之间的回归数学模型，并分析各因素对响应值的交互影响，同时对模型进行了综合优化，获得最优参数组合。 主要研究内容和结论如下： （1）研究了蓖麻收获机械化国内外发展现状，分析了国内外几种蓖麻收获机的工作原理及存在的主要问题。通过蓖麻生物性状特性测定得到蓖麻植株高度、茎秆直径、含水率等数据，通过蓖麻植株力学特性试验得到果-柄抗拉力和抗拉强度、茎-柄抗拉力和抗拉强度、茎秆的抗拉力和抗拉强度、茎秆的抗弯力和抗弯强度，为采摘机构的设计提供了设计参考。 （2）对采摘机构进行理论设计研究，确定了辊刷式采摘工作原理、整机结构以及主要技术参数。对采摘辊刷采用柔性结构设计，并进行运动学和动力学分析，通过理论分析得到辊刷长度、辊刷直径、辊刷转速、刷丝直径等参数；设计了螺旋输送装置、分禾装置和传动装置。 （3）使用SOLIDWORKS软件建立虚拟样机，并通过ADAMS软件进行运动学与动力学仿真分析。运动学仿真结果揭示了辊刷转速、前进速度对采摘速度和运动轨迹的影响规律，对采摘辊刷设计具有指导意义；建立“辊刷-蓖麻”动力学仿真模型，研究了辊刷转速、前进速度和刷丝长度对蓖麻采摘力的影响。仿真结果表明，辊刷转速和刷丝长度对采摘力有较大影响，前进速度对采摘力影响较小，仿真结果与理论分析一致。 （4）检验机器的各项性能，确定采摘机构的最优参数值。以采净率、籽粒破损率及含杂率为试验指标，以前进速度、辊刷转速、刷丝长度为试验参数，进行了单因素试验，并对结果进行回归分析，考察各参数对试验指标的影响趋势，确定合理取值范围。开展了Box-Benhnken响应面试验，研究各试验因素对作业性能指标的影响规律，应用Design-Expert软件对响应面模型进行了参数优化，并通过试验验证，确定采摘机构的最优工作参数组合为前进速度0.72m/s、辊刷转速372r/min、刷丝长度57mm，此时采净率为91.36%、籽粒破损率为0.18%、含杂率为11.67%。
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