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２０２５年第５期农机化研究Ｖｏｌ.４７Ｎｏ.５

第４７卷ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＭａｙ２０２５

一种农田自动土壤采样车的仿真设计与试验

１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２１ꎬ２

杨厚城ꎬ夏丹燕ꎬ米亚龙ꎬ廖志辉ꎬ杨笑楠

(１.华南农业大学工程学院ꎬ广州５１０６４２ꎻ２.华南农业大学车辆导航与控制实验室ꎬ广州５１０６４２)

摘要:回顾国内外土壤采样车的发展ꎬ针对我国精准农业发展的实际需求ꎬ解决现有土壤采样设备自动化程度不高、采

样速度慢等问题ꎬ设计研制了一种农田自动土壤采样车ꎬ可对不同土壤层进行快速自动的采集作业ꎮ采样车总体方案结

合了具有高通过性的车辆底盘和液压冲击式土壤采集装置ꎬ并根据车辆的结构布局ꎬ其取土器采用车辆驾驶室侧边加装

的安装方式ꎬ分析取样典型工况ꎬ确定主要设计参数ꎻ应用ＡＮＳＹＳＷｏｒｋｂｅｎｃｈ软件对采样机架结构的强度和刚度方面进行

仿真计算和分析ꎬ发现在支撑板前端支撑后端悬空工况下应力最大ꎬ为２０１.３ＭＰａꎻ对机架进行模态分析ꎬ计算机架的动载

系数ꎬ得到机架最大动应力为１１０ＭＰａꎮ田间采样车性能试验表明ꎬ土壤采样车可在农田环境下对不同深度土壤层进行快

速自动采样ꎬ平均采样深度、采样时间和样品质量均满足土壤采样的需求ꎮ

关键词:土壤采样车ꎻ有限元仿真ꎻ模态分析ꎻ快速采集

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中图分类号:Ｓ２３７文献标识码:Ａ文章编号:１００３１８８Ｘ(２０２５)０５００６７０８

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ＤＯＩ:１０.１３４２７/ｊ.ｉｓｓｎ.１００３１８８Ｘ.２０２５.０５.０１０

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起步较晚ꎬ但发展较为迅速ꎮ其中ꎬ贾洪雷等研究的

０引言

车载智能土壤采样系统ꎬ可以自动控制采集土壤ꎬ提高

土壤作为农业种植的基础ꎬ是决定作物质量的重采集全程的自动化程度ꎬ但使用的螺旋采样装置会破

要因素之一ꎮ土壤成分测定在精准农业和测土配方施[１１]

坏土壤的完整性ꎮ张凯等设计了车载液压振动式土

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[１３]

肥中具有重要作用ꎮ如果能够快速对土壤各项指壤采集装置ꎬ双凸结构的采样管提高了设备的稳定性

标参数进行监测ꎬ可有效提高作物产量ꎮ农田土壤环和可靠性ꎮ

境检测一般采集耕作层土壤作为样本ꎬ土壤取样深度由于液压式采样器可最大限度地保持土壤样本的

[４][１２]

在０~２０ｃｍ之间ꎮ随着对土壤研究需求的日益提