陈 晨，吴崇友，江 涛

(1.安徽农业大学，合肥 230036；2.农业部南京农业机械化研究所，南京 210014)



基于逆向工程的水稻精准模型构建及试验验证

陈 晨1,2，吴崇友2，江 涛2

(1.安徽农业大学，合肥 230036；2.农业部南京农业机械化研究所，南京 210014)

为了更加切实反映水稻谷粒在介质中的运动及颗粒间的碰撞情况，利用逆向工程技术建立谷粒的精准三维模型。使用三维扫描仪测得饱满籽粒和瘪谷的点云数据，在后处理软件中经过数据处理、曲面重构最终生成质量较好的谷粒三维模型，与实际谷粒误差均小于2%。为了进一步验证基于逆向工程方法所建谷粒模型的准确性，采用离散元素法，将构建的谷粒不同模型导入离散元软件中，进行堆积角的仿真模拟及试验验证。堆积角的对比仿真模拟及试验表明：颗粒模型对堆积角的形成有较大影响，所构建模型模拟得到的堆积角与实际试验结果误差更小(3%以内)。该模型可更好地反映水稻籽粒间的接触碰撞和摩擦运动，为水稻籽粒收获清选过程中的动力学仿真分析提供了一种准确性和实用性更高的模型。

水稻；谷粒模型；逆向工程；三维激光扫描； 离散元

0 引言

联合收割机田间作业时，作物需经过切割、输送、脱粒和清选4道工序。经过脱粒滚筒分离后进入清选室的物料是几何形状不规则、物理特性差别很大的多种脱出物的混合物[1-2]，包括饱满籽粒、不饱满籽粒(瘪谷)、长茎秆、短茎秆及碎叶等。从占比看，谷粒(饱满谷粒)占比最大[3]，因此是清选仿真物料建模的重点。……