基于EDEM-RecurDyn的指夹式取苗爪仿真优化与试验

为了实现自动移栽机高效、高质量取苗，提出整排取苗、同时投苗的工作方式。以指夹式取苗爪为研究对象，阐述了取苗爪的结构组成及工作原理。建立了取苗爪的运动数学模型，结合钵体力学特性及根系分布特点，对组成取苗爪的各构件进行尺寸参数优选，并在RecurDyn中建立其虚拟样机模型。通过试验进行钵体力学性能测量，对试验所得数据进行处理，得出钵体物理特性参数，进而在EDEM中建立钵体颗粒模型。通过EDEM-RecurDyn耦合仿真取苗爪插入、夹取、提离过程。分析取苗爪插入钵体苗深度、开始夹苗深度对取苗时钵体的影响，仿真优化得到当取苗爪插入钵体深度Id=34 mm,插入钵体平均速度Iv=280 mm/s,开始夹苗深度Ci=4 mm,夹苗平均速度Cv=250 mm/s时，可以获得较好的钵体完整性。在16、20、24次/min的取苗速率下进行取苗爪取投苗试验，结果表明，所设计的指夹式取苗爪取苗成功率均在96%以上，钵体破碎率小于1%,具有良好的取苗、投苗效果，在取苗作业中可以保持良好的钵体完整性。