张兆国 薛浩田 王一驰 解开婷 邓寓轩

(1.昆明理工大学现代农业工程学院， 昆明 650500； 2.云南省高校中药材机械化工程研究中心， 昆明 650500)

0 引言

机械化采挖三七能减轻人工劳动强度提高收获效率，目前三七采挖对机械化水平提出更高要求，需对采挖过程中的机理进行研究和揭示，在提高收获效率的同时减少挖掘阻力；而利用仿生设计以及离散元法的优化设计技术已是现代农业机械研究的重要前沿和热点[1]；通过离散元法(EDEM)可建立相似性高的仿真模型，模拟现实作业、剖析挖掘过程机理，分析挖掘阻力的来源，从而验证仿生装置设计的优良性和合理性。

国内外利用仿生设计和离散元法在物料参数标定、工作机理研究、装置联合仿真等方面做了大量研究。肖茂华等[2]提取蝼蛄爪趾的边缘曲线设计了仿生旋耕刀，建立土壤离散元模型对比联合仿真试验，验证了离散元模型的准确性；LI等[3]将穿山甲鳞片表面结构应用于马铃薯挖掘铲铲面，利用离散元法建立聚合的粘性土壤，对比平面铲得仿生铲铲面的减阻性更优；赵淑红等[4]研究玉米秸秆物料特性以及深松铲滑切原理，建立离散元分层土壤设计了交互式分层深松铲，分析土壤颗粒的速度矢量方向，验证了分层深松铲减阻性优于其他铲形；田昆鹏等[5]提取天牛上颚切割齿的轮廓曲线，设计了大麻茎秆仿生切割刀片，进行切割对比试验后表明仿生刀片切入力强、割茬口齐平、切割质量高；……