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《农业工程学报》2020年第36卷第7期刊载了山东农业大学等单位李天华、孟志伟、丁贺贺、侯加林、施国英与周凯的论文——“甘蓝切根作业力学分析与参数优化”。该研究由山东省现代农业产业技术体系蔬菜产业创新团队项目（项目号：SDAIT-05-11）等资助。
甘蓝是中国主要的蔬菜种类之一，但国内大部分地区的收获还是以人工为主，劳动强度大，生产效率低。切根装置作为甘蓝收获机的一个重要组成部分，其设计的合理性将影响收获效率。因此，有必要对甘蓝收获机的切根装置进行系统性研究。
为获得甘蓝切根作业的最优切割要素组合，降低切根过程中的切根反作用力，该文设计了一种可调式切根装置。首先基于显式非线性动力学分析理论建立切根作业数值模型，对双圆盘切刀切割甘蓝根茎的过程进行数值模拟，揭示切根作业力学机理，确定分力Fy近似为切根力，切根反作用力Fy´为试验数据采集对象。并通过单因素试验研究，得到单个因素对切根反作用力的影响规律。进一步利用二阶正交旋转组合多因素试验，研究切刀转速、切割位置、行走速度、切刀重叠量和俯仰角度对最大切根反作用力的影响，并采用响应曲面法进行参数优化，建立最大切根反作用力与各因素之间的数学关系模型。
研究结果表明，最优的切割要素组合为切刀转速200 r/min、切割位置17 mm、行走速度0.26 m/s、切刀重叠量22 mm、俯仰角度11°；此时最大切根反作用力为-22.5 N。在优化参数组合下进行验证试验，得到的最大切根反作用力为-21.8 N，切根合格率为96%。该研究可为甘蓝联合收获机切根装置的设计与改进提供理论依据和参考。
