焦俊，张国忠,2，杜俊,2，刘浩蓬,2，查显涛,2，邢赫,2

1.华中农业大学工学院，武汉 430070； 2.农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070

莲藕(NelumbonuciferaGaertn)，简称莲，别名莲菜、荷藕等，是一种用途十分广泛的水生经济作物，也是我国种植面积最大的水生蔬菜[1]。我国莲藕种植主要分布于湖北、江苏、山东、安徽、福建、湖南、浙江等省。近年来，我国莲藕种植区域逐步扩大，种植面积亦呈稳定增长态势。莲藕具有很好的食用和药用价值，莲藕和莲子可供食用，花粉、荷叶、莲芯等也都可以作为菜肴、饮料及保健食品。莲藕地下茎为主要食用部位，其由主藕、支藕组成，无序生长于水下淤泥中，斜植交叉，无规律随机分布。其中，主藕由3～7节膨大节间组成，总长度可达1.2～1.4 m，质量达3.0～4.0 kg[2]。为保证成品合格率，现阶段莲藕采收多用人工挖掘，先由人工脚踏摸索出藕枝大致位置及生长方向，再用手持高压水枪沿莲藕外侧环绕切割、粉碎淤泥，随后人工辅助拔出主体莲藕，使其与淤泥分离[3]。受限于莲藕生长无规律及子藕旁支错综复杂等问题，拔出过程中若部分莲藕枝节仍埋于淤泥中，易发生弯曲、断裂，泥水会经断裂处进入内孔，致使莲藕品质受损。提高效率并减少收获过程对莲藕的损伤与破坏是当前莲藕机械化采收领域亟待解决的技术难题。

采用三维建模以及数值计算仿真软件对采挖作业进行仿真分析，是优化改进机械化收获技术与设备的有效途径[4-6]。莲藕作为一种狭长枝节状的多孔质生物物料，其力学仿真模型缺乏研究。……