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第 31 卷 第 12 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.12 2015 年 6 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jun. 2015 39 4U1Z 型振动式马铃薯挖掘机的设计与试验 吕金庆，田忠恩，吴金娥，杨 颖，尚琴琴，王英博，刘志鑫 （东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030 ） 摘 要：为解决南方、西南一二季混作区马铃薯机械化收获问题，针对该地区复杂耕地条件和农艺要求，研究设计 了 4U1Z 型振动式马铃薯挖掘机。阐述了该机器主要结构、工作原理和关键部件的结构设计，对挖掘铲和振动分离 筛机构进行运动学分析，理论与仿真相结合，分析整机的稳定性。以作业速度、振动分离筛倾角和振动频率为影响 因素，以明薯率、可靠性、伤薯率为评价指标进行田间试验，对影响收获性能的参数进行分析，获得相关最佳参数 组合，并与国家行业标准相比较进行验证。结果表明：挖掘铲、振动分离筛相反方向的振动抵消了部分惯性力，提 高了机器的稳定性；作业速度为 0.8 m/s ，振动分离筛倾角为 5o ，振动频率为 10 Hz 时，试验指标明薯率、可靠性、 伤薯率分别为 94.89% 、93.41% 、1.22%，此时挖掘作业效果及机器运行状态较好，收获性能指标满足标准要求。该 研究为丘陵山区等小地块马铃薯收获问题提供了解决方案，同时为南方、西南山区间套作及丘陵山地等复杂耕地条 件的小型马铃薯挖掘机的研究提供参考。 关键词：农业机械；农作物；机械化；马铃薯挖掘机；振动挖掘铲；振动分离筛；田间试验 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.12.006 中图分类号：S225.7+ 1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-12-039-09 吕金庆，田忠恩，吴金娥，等. 4U1Z型振动式马铃薯挖掘机的设计与试验[J]. 农业工程学报，2015，31(12)：39－47. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.12.006 Lü Jinqing, Tian Zhongen, Wu Jin’e, et al. Design and experiment on 4U1Z vibrating potato digger[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(12): 39－47. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.12.006 轻便的小型马铃薯挖掘机比较适应该地区的马铃薯挖掘 0 引 言 [6-8] 作业 。 马铃薯是中国第 4 大主粮作物，2013 年中国马铃薯 传统振动式马铃薯挖掘机挖掘铲、分离筛常采用一 种植面积约 800 万 hm2 ，约占世界种植面积的 1/4，居世 体式，不能根据需要对挖掘机相关结构参数进行调整， 界第一；产量约为 1.3 亿 t ，约占世界产量的 1/5；丘陵山 同时振动产生较大的惯性力，由于缺少惯性力的平衡方 地马铃薯种植面积约占中国种植面