魏忠彩，李洪文※，蘇國(guó)粱，孫傳祝，劉文政，李學(xué)強(qiáng)

?

緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)研制

魏忠彩1，李洪文1※，蘇國(guó)粱2,3，孫傳祝2,4，劉文政1，李學(xué)強(qiáng)2,5

(1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083；2. 山東省馬鈴薯生產(chǎn)裝備智能化工程技術(shù)研究中心，德州 253600； 3. 山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院，淄博 255091；4. 山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，淄博 255091； 5. 山東希成農(nóng)業(yè)機(jī)械科技有限公司，德州 253600)

針對(duì)現(xiàn)有馬鈴薯收獲機(jī)薯土分離效果不理想、傷薯率和破皮率較高等問(wèn)題，該文采用“2級(jí)高頻低幅振動(dòng)分離+薯秧分離及側(cè)輸出+低位鋪放”的薯土分離工藝，研制了一種緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)，該機(jī)具主要由挖掘裝置、松土限深裝置、切土切蔓裝置、分離篩、振動(dòng)調(diào)整裝置、薯秧分離裝置、秧蔓側(cè)輸出裝置、低位鋪放裝置以及壓實(shí)整平裝置等部分組成。結(jié)合分離篩末端與緩沖篩銜接處的薯雜分離狀況，分析了緩沖篩傾角變化對(duì)薯塊和秧蔓的影響規(guī)律，優(yōu)選出較佳的緩沖篩傾角為36°。試驗(yàn)結(jié)果表明，在收獲速度為0.88和1.16 m/s時(shí)，生產(chǎn)率分別為0.41和0.54 hm2/h，傷薯率分別為1.47%和1.12%，破皮率分別為1.89%和1.07%，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。隨著收獲速度的增加，薯塊碰撞加速度峰值和碰撞次數(shù)均減小，可有效降低傷薯率和破皮率，但明薯率有所降低；反之，碰撞加速度峰值明顯增大，明薯率提高的同時(shí)傷薯率和破皮率也明顯增大。薯塊位于分離篩上對(duì)應(yīng)于薯壟邊緣位置時(shí)，容易產(chǎn)生較大的碰撞加速度峰值（＞150）。研究結(jié)果可為進(jìn)一步探討薯土分離減損控制方法及薯土分離工藝的優(yōu)化改進(jìn)提供參考。

農(nóng)業(yè)機(jī)械；收獲；馬鈴薯；振動(dòng)分離；收獲品質(zhì)

0 引 言

在國(guó)家糧食種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的大背景下，當(dāng)前中國(guó)馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量均居世界前列，馬鈴薯已成為國(guó)內(nèi)第4大糧食作物[1-3]。國(guó)內(nèi)北方馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)主要集中在內(nèi)蒙古、河北、黑龍江、甘肅和陜西等地，有覆膜壟作和不覆膜壟作種植形式之分[4-6]。就收獲方式和收獲機(jī)結(jié)構(gòu)形式而言，不同的薯土分離結(jié)構(gòu)形式直接影響著機(jī)具總體設(shè)計(jì)布局、生產(chǎn)效率、分離效果和收獲品質(zhì)等[7-8]。目前，馬鈴薯收獲機(jī)普遍采用的薯土分離振動(dòng)裝置按其結(jié)構(gòu)形式不同分為一級(jí)振動(dòng)分離、兩級(jí)振動(dòng)分離、振動(dòng)與波浪兩級(jí)分離以及擺動(dòng)分離等[9-11]。薯土分離振動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)形式的選取必須與種植農(nóng)藝緊密結(jié)合，還要綜合考慮收獲地塊的土壤類型、土壤含水率以及收獲后馬鈴薯的不同用途等因素[12-15]。

在機(jī)械化收獲作業(yè)時(shí)，伴隨著薯土分散分離、土塊破碎分離、薯秧分離和集薯輸送等過(guò)程，使得薯雜混合物在分離篩等關(guān)鍵部件上的運(yùn)動(dòng)復(fù)雜多變，薯土分離關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)形式、布置方式以及薯塊在分離篩末端的鋪放形式等均是影響馬鈴薯收獲品質(zhì)的關(guān)鍵因素。而振動(dòng)裝置的振動(dòng)膠輪個(gè)數(shù)、振動(dòng)幅度、振動(dòng)軸轉(zhuǎn)速、分離篩的張緊程度以及振動(dòng)裝置的布置方式直接影響著施加于分離篩上振動(dòng)強(qiáng)度的強(qiáng)弱，當(dāng)然也影響著薯雜混合物的分散與分離[16]。綜上所述，影響薯土分離效率和收獲品質(zhì)的因素是多方面的，現(xiàn)有機(jī)械化收獲技術(shù)的振動(dòng)碎土分離與收獲品質(zhì)的關(guān)系、鋪放形式對(duì)收獲品質(zhì)的影響以及薯土分離工藝對(duì)收獲效果的影響、薯塊碰撞沖擊損傷的精確評(píng)估等方面尚存不足[17-20]，薯土分離環(huán)節(jié)的減損防損技術(shù)仍然是當(dāng)前馬鈴薯收獲機(jī)設(shè)計(jì)和改進(jìn)的關(guān)鍵點(diǎn)[21-22]，薯農(nóng)迫切需要一種分離效果與減損防損相互兼顧的馬鈴薯收獲機(jī)應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

本文在前期馬鈴薯收獲試驗(yàn)的基礎(chǔ)上[23]，對(duì)鋪放環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，基于高頻低幅振動(dòng)分離技術(shù)和低位鋪放減損技術(shù)研制了一種緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)，在闡述總體設(shè)計(jì)和工作原理的基礎(chǔ)上，介紹了關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)計(jì)算與參數(shù)選取，分析了薯土分離階段的薯雜混合物運(yùn)動(dòng)特征以及分離篩和緩沖篩銜接處的薯塊運(yùn)動(dòng)特征，并利用碰撞檢測(cè)裝置獲取了不同收獲速度和緩沖篩傾角條件下的碰撞信息，對(duì)樣機(jī)各參數(shù)條件下的破皮率、傷薯率和明薯率等指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析，以期提高薯土分離效率和收獲品質(zhì)，為馬鈴薯收獲機(jī)薯土分離裝置關(guān)鍵部件的改進(jìn)和薯土分離工藝的優(yōu)化提供技術(shù) 參考。

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)及薯土分離工藝特點(diǎn)

結(jié)合國(guó)內(nèi)北方馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的壟作種植特點(diǎn)及機(jī)械化收獲環(huán)節(jié)減損防損的實(shí)際需求，研制的緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)（如圖1所示）為雙壟作業(yè)，作業(yè)幅寬為1 650 mm?？傮w結(jié)構(gòu)包括挖掘裝置、松土限深裝置、切土切蔓裝置、分離篩、振動(dòng)調(diào)整裝置、薯秧分離裝置、秧蔓側(cè)輸出裝置、低位鋪放裝置以及壓實(shí)整平裝置等。機(jī)具可一次完成高效切土切蔓、松土限深、挖掘輸送、2級(jí)振動(dòng)分離、秧蔓分離、秧蔓側(cè)輸出、緩沖清土除雜以及壟行壓實(shí)整平、低位鋪放等作業(yè)過(guò)程。

1. 牽引裝置 2. 松土限深輪 3. 切土切蔓裝置 4.挖掘部件 5. 分離篩 6. 振動(dòng)調(diào)整裝置 7. 地輪 8. 薯秧分離裝置 9. 秧蔓側(cè)輸出裝置 10. 低位鋪放裝置 11. 集薯板

本機(jī)具采用“兩級(jí)高頻低幅振動(dòng)分離+薯秧分離及側(cè)輸出+低位鋪放”的薯土分離工藝，收獲作業(yè)時(shí)，拖拉機(jī)通過(guò)牽引裝置牽引收獲機(jī)前行。切土切蔓裝置的切土圓盤無(wú)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，依靠與土壤之間的摩擦力作用運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)切土切蔓，利于后續(xù)挖掘和減阻防纏，可防止機(jī)具兩側(cè)秧蔓、雜草在分離裝置上產(chǎn)生“纏繞堵塞”。切土圓盤與挖掘鏟匹配作業(yè)，可以有效降低機(jī)具前行阻力，防止薯塊側(cè)漏損失，有助于減損控制及節(jié)能降耗。機(jī)具的2個(gè)地輪內(nèi)側(cè)設(shè)有長(zhǎng)度與集薯寬度一致的鎮(zhèn)壓輥，將土壤壓實(shí)整平，方便后續(xù)集薯區(qū)薯塊的撿拾，提高明薯率。

分離篩在驅(qū)動(dòng)滾筒和張緊滾筒的共同驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行（如圖2所示），其中的橡膠齒與分離篩桿條之間具有良好的嚙合性，這種布置主要是為了增大分離篩在橡膠齒滾筒上的“包角”，并且有利于張緊分離篩，以有效避免“爬齒”現(xiàn)象的發(fā)生。對(duì)應(yīng)于分離篩的兩側(cè)及中間的連接帶，前后2級(jí)振動(dòng)裝置的振動(dòng)軸上均裝有3組振動(dòng)輪，每組振動(dòng)輪在圓周方向均布4個(gè)膠輪，且前、后2組振動(dòng)裝置的振動(dòng)強(qiáng)度可調(diào)，與3個(gè)膠輪、2個(gè)膠輪及橢圓形托篩輪的振動(dòng)裝置相比，既可實(shí)現(xiàn)薯土分離過(guò)程的高頻低幅振動(dòng)，也可實(shí)現(xiàn)薯土分離過(guò)程的多種振動(dòng)幅度的調(diào)整，這既有利于破皮傷薯的減損控制，還可提升機(jī)具作業(yè)工況的適應(yīng)性。2級(jí)高頻低幅振動(dòng)裝置可對(duì)輸送分離篩施加激振作用力，有利于細(xì)碎土壤的分散分離以及土塊的破碎與分離。

1. 換向膠輪 2. 一級(jí)振動(dòng)裝置 3. 一級(jí)支撐膠輪 4. 二級(jí)振動(dòng)裝置 5. 二級(jí)支撐膠輪 6. 張緊滾筒 7. 分離篩 8. 驅(qū)動(dòng)滾筒

分離篩后端設(shè)置有呈“前高后低”傾斜布置的緩沖篩（如圖3所示），緩沖篩的桿條上設(shè)有柔性橡膠指，可實(shí)現(xiàn)薯塊低位鋪放以及秧蔓的回流輸送。薯塊從分離篩末端跌落至緩沖篩，可有效避免跌落高度過(guò)大而導(dǎo)致的薯塊切線擦傷甚至內(nèi)部損傷等問(wèn)題。

1. 分離篩 2. 柔性梳秧?xiàng)U 3. 驅(qū)動(dòng)滾筒 4. 浮動(dòng)式抽秧軸 5. 緩沖篩驅(qū)動(dòng)軸 6. 緩沖篩

秧蔓側(cè)輸出裝置布置于薯秧分離裝置的浮動(dòng)式抽秧軸下方，一方面可以迫使秧蔓在柔性梳秧?xiàng)U阻擋以及浮動(dòng)式抽秧軸抽拽作用下掉落至秧蔓側(cè)輸出裝置的輸送帶，另一方面緩沖篩將掉落至緩沖篩篩面的秧蔓輸送至秧蔓側(cè)輸出裝置的輸送帶，從而將薯秧及雜草輸送至已完成收獲作業(yè)的地表，可有效提高收凈率和明薯率，并方便薯塊的撿拾。

馬鈴薯收獲機(jī)的動(dòng)力傳遞路線如圖4所示。拖拉機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸3傳遞至變速箱4，然后分別傳遞至振動(dòng)軸II2、振動(dòng)軸I1和驅(qū)動(dòng)滾筒5、張緊滾筒7，最后分別傳遞至秧蔓側(cè)輸出裝置驅(qū)動(dòng)軸9和緩沖篩主動(dòng)軸8。驅(qū)動(dòng)滾筒5與位于其前下方的張緊滾筒7之間為鏈傳動(dòng)，以確保分離篩的運(yùn)行穩(wěn)定可靠。2級(jí)振動(dòng)裝置的振動(dòng)強(qiáng)度調(diào)整采用桿條式分離篩與支撐膠輪相結(jié)合的形式，通過(guò)支撐膠輪控制分離篩的“支撐”與“懸垂”程度，實(shí)現(xiàn)控制分離篩的振動(dòng)強(qiáng)度。

1. 振動(dòng)軸I 2. 振動(dòng)軸II 3. 傳動(dòng)軸 4. 變速箱 5. 驅(qū)動(dòng)滾筒 6. 換向器 7. 張緊滾筒 8. 緩沖篩驅(qū)動(dòng)軸 9. 秧蔓側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)軸

1.2　工作原理及主要技術(shù)參數(shù)

收獲機(jī)田間作業(yè)時(shí)，機(jī)具通過(guò)牽引裝置掛接于拖拉機(jī)后方，2組松土限深裝置分別對(duì)應(yīng)于薯壟位置，拖拉機(jī)牽引馬鈴薯收獲機(jī)沿薯壟方向前進(jìn)，切土圓盤對(duì)應(yīng)于薯壟兩側(cè)，挖掘鏟滿幅入土挖掘。分離篩通過(guò)驅(qū)動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，挖掘鏟挖掘起的薯雜混合物在分離篩運(yùn)行作用下向后輸送，并在前、后2級(jí)高頻低幅振動(dòng)分離作用下實(shí)現(xiàn)薯土分散分離。經(jīng)薯秧分離裝置和緩沖篩輸運(yùn)至秧蔓側(cè)輸出裝置輸送帶上的秧蔓和雜草輸出至已收獲地表，分離干凈的薯塊經(jīng)緩沖篩和集薯裝置的“聚攏”作用平鋪于已壓實(shí)平整的地表。收獲作業(yè)時(shí)，挖掘鏟鏟面與分離篩的工作段處于同一平面，沿薯雜混合物運(yùn)行方向呈前低后高的“直線”狀態(tài)布置。為了減小切土阻力，改善切蔓防纏效果，切土圓盤的入土深度范圍為30～80 mm；根據(jù)前期試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，防止較小薯塊二次掩埋，設(shè)置挖掘鏟后端與分離篩前端的間隙≤15 mm；根據(jù)薯雜分離實(shí)現(xiàn)需求，柔性梳秧?xiàng)U與分離篩在鉛垂方向上的距離為2～3 mm，且根據(jù)實(shí)際收獲工況可調(diào)。根據(jù)國(guó)內(nèi)北方馬鈴薯壟作的主導(dǎo)種植模式及其農(nóng)藝要求，緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2　關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)及參數(shù)確定

由前期馬鈴薯收獲試驗(yàn)可知，分離篩上施加的振動(dòng)幅度過(guò)大時(shí)，薯雜混合物的“跳躍”和“回流”易導(dǎo)致破皮和傷薯等。從滿足薯土分散分離和土塊破碎2個(gè)方面考慮，在結(jié)合薯雜混合物運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加分離篩與薯雜混合物之間低幅度的碰撞接觸次數(shù)來(lái)改善碎土效果和減損控制是可行的，故采用高頻低幅的振動(dòng)形式有利于兼顧薯土分離效率和收獲品質(zhì)。

2.1　薯土分離裝置設(shè)計(jì)與分析

基于高頻低幅薯土分離指導(dǎo)思想，設(shè)計(jì)的薯土分離裝置主要由換向膠輪、一級(jí)振動(dòng)裝置、一級(jí)支撐膠輪、二級(jí)振動(dòng)裝置、二級(jí)支撐膠輪、驅(qū)動(dòng)滾筒和張緊滾筒等部件組成（如圖2所示）。高頻率周期性振動(dòng)有利于土塊的分散分離和破碎分離，低幅度振動(dòng)可使得薯塊被“擊起”后的跌落高度相對(duì)降低。由于薯土混合物在高頻低幅振動(dòng)作用下的整體流動(dòng)性較好，有效降低了“薯-薯”、“薯-機(jī)”之間的碰撞接觸與摩擦幾率，馬鈴薯的碰撞特征更加有利于控制在馬鈴薯膠質(zhì)層破裂和機(jī)械損傷臨界值范圍內(nèi)，有助于減輕薯塊的切線擦傷甚至內(nèi)部損傷等。根據(jù)國(guó)內(nèi)馬鈴薯薯塊三軸尺寸中最小尺寸在30～80 mm之間這一尺寸特征[24]，以較好支承和輸運(yùn)薯塊為原則，并保證良好的薯土分離效果，設(shè)計(jì)的桿條直徑為11 mm，相鄰桿條間距為45 mm。從最大限度保證較佳的薯土分離效果和收獲品質(zhì)等方面考慮，裝置采用“單條分離篩+雙振動(dòng)可調(diào)分離”的形式，分離篩的總長(zhǎng)度為6 355 mm，其有效分離行程和有效輸送寬度分別為2 860和1 624 mm，分離篩篩面與水平面之間的夾角（簡(jiǎn)稱為“分離篩傾角”）約為19°，正常工作狀態(tài)下分離篩傾角可通過(guò)改變拖拉機(jī)與懸掛裝置的相對(duì)位置進(jìn)行調(diào)整。

一般薯土分離裝置施加于分離篩的振動(dòng)頻率為3～8 Hz[25]，結(jié)合分離篩的運(yùn)行速度與收獲速度的匹配關(guān)系，選取振動(dòng)膠輪的相關(guān)參數(shù)為：振動(dòng)膠輪直徑φ=75 mm，振動(dòng)膠輪軸線的所在圓直徑φ=149 mm，由此得振動(dòng)膠輪的有效工作圓周（外切圓）直徑φ=224 mm。由此，在支撐膠輪的配合作用下，分離篩可實(shí)現(xiàn)15～30 mm相對(duì)較低的振動(dòng)幅度。另外，為保證分離篩上的薯土混合物能夠完成正常輸送與分離，分離篩運(yùn)行速度與收獲速度應(yīng)有適宜的匹配范圍，其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析如圖5所示。

分離篩運(yùn)行速度（為簡(jiǎn)化分析，忽略二者之間由于滑動(dòng)等引起的速度差異）與收獲速度之間的關(guān)系式為

=v1/v（1）

式中為速度系數(shù)，一般取0.8～2.5[16]；v1為分離篩的運(yùn)行速度，m/s。

一般而言，對(duì)于分離輸送裝置，當(dāng)薯土混合物沿1軸的分速度為1.2～2.0 m/s時(shí)，分離效率較高；超過(guò)2.0 m/s后，則分離效率降低[8,16]。驅(qū)動(dòng)滾筒和張緊滾筒轉(zhuǎn)速與分離篩運(yùn)行速度之間的關(guān)系滿足式（2）~式（4）。

v1=1π1/60 （2）

v2=2π2/60 （3）

v1=2（4）

注：x1為x軸正向（平行于離篩運(yùn)動(dòng)方向）；y1為y軸正向（垂直于分離篩篩面）；O1為坐標(biāo)原點(diǎn)；α為分離篩傾角，(°)；vg1為驅(qū)動(dòng)滾筒的速度，m·s–1；vg2為張緊滾筒的速度，m·s–1；vs為收獲速度，m·s–1；vy為薯土混合物躍起的速度，m·s–1；ng1為驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速，r·min–1；ng2為張緊滾筒的轉(zhuǎn)速，r·min–1；φg1為驅(qū)動(dòng)滾筒分度圓直徑，m；φg2為張緊滾筒分度圓直徑，m。

驅(qū)動(dòng)滾筒和張緊滾筒中部及兩端對(duì)應(yīng)于分離篩連接帶位置處分別設(shè)有橡膠鏈輪，以驅(qū)動(dòng)分離篩運(yùn)行，鏈輪的分度圓直徑分別為205和170 mm。在前期的馬鈴薯收獲機(jī)田間試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按取拖拉機(jī)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速n=540 r/min計(jì)算，經(jīng)綜合分析后選取變速箱的傳動(dòng)比為3.46，通過(guò)變速箱將拖拉機(jī)傳動(dòng)軸的縱向的動(dòng)力轉(zhuǎn)向成橫向的動(dòng)力。

田間作業(yè)時(shí)，薯土分離裝置可實(shí)現(xiàn)“薯-土-雜”的輸送、振動(dòng)分散分離和土塊碎土分離，最終將薯塊拋落至緩沖篩[26]。在振動(dòng)裝置的作用下，薯土混合物“跳躍”離開(kāi)分離篩之前，在與分離篩之間摩擦力f的綜合作用下，跟隨分離篩向后輸送。分離篩上薯土混合物跳躍過(guò)程受力分析如圖6所示。

注：fg為薯土混合物沿分離篩篩面法向向上的慣性力，N；FNh為分離篩對(duì)薯土混合物的支反力，N；fz為薯土混合物與分離篩之間的摩擦力，N；mh為分離篩上躍起的某一部分薯土混合物的質(zhì)量，kg；mhg為分離篩上躍起的某一部分薯土混合物所受的重力，N。

振動(dòng)膠輪從分離篩緊段下面交替擊打分離篩時(shí)，使得分離篩產(chǎn)生“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”[27]，由此導(dǎo)致薯土混合物產(chǎn)生沿分離篩篩面法向向上的慣性力f和分離篩對(duì)薯土混合物的支反力F。薯土混合物“跳躍”時(shí)，其支反力F=0，此時(shí)沿1軸建立方程，有：

f≥mgcos（5）

振動(dòng)強(qiáng)度的調(diào)整，是通過(guò)手柄控制支撐膠輪“頂起”分離篩的程度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于采用前后2級(jí)振動(dòng)分離形式，分離篩呈現(xiàn)出2級(jí)無(wú)振動(dòng)、前段振動(dòng)后段自由狀態(tài)以及2級(jí)振動(dòng)形成“微波浪”等多種薯土分離形式。不同振動(dòng)強(qiáng)度下分離篩上物料的運(yùn)行軌跡及運(yùn)動(dòng)特征均產(chǎn)生相應(yīng)的變化，從而影響薯土分離效果及收獲品質(zhì)。分離篩的狀態(tài)變化直接影響著薯土混合物的運(yùn)動(dòng)特征，無(wú)振動(dòng)或輕微振動(dòng)適合于沙質(zhì)土壤條件下的馬鈴薯收獲，2級(jí)較強(qiáng)振動(dòng)適合于黏重土壤或者收獲速度較快上土量較大、馬鈴薯可受到土壤的緩沖保護(hù)作用等工況。收獲過(guò)程中，高效分離與低損收獲如何兼顧，需要綜合考慮不同的土壤類型、機(jī)具薯土分離形式、收獲工況以及馬鈴薯品種等多種因素。2級(jí)振動(dòng)調(diào)整裝置綜合作用產(chǎn)生的振動(dòng)強(qiáng)度較小時(shí)，薯土混合物的運(yùn)動(dòng)較為平穩(wěn)；反之，薯土混合物的運(yùn)動(dòng)較為“劇烈”，往往伴隨著一定的“跳躍”和“回流”現(xiàn)象，相當(dāng)于增加了分離篩的有效分離行程，導(dǎo)致馬鈴薯與分離篩桿條的瞬間摩擦和接觸碰撞次數(shù)增多，碰撞加速度峰值也會(huì)增大，從而增加了馬鈴薯切線擦傷、疲勞累積損傷、內(nèi)部損傷等形式損傷的概率。分離篩運(yùn)行速度的變化會(huì)導(dǎo)致分離篩的波動(dòng)程度也隨之變化，在一定程度上也影響著振動(dòng)調(diào)整裝置的激振效果。

2.2　薯秧分離裝置設(shè)計(jì)與分析

薯秧分離裝置包括梳秧裝置、浮動(dòng)式抽秧裝置和秧蔓側(cè)輸出裝置（如圖7所示）。團(tuán)狀且相互纏繞的秧蔓在梳秧?xiàng)U的阻擋作用下進(jìn)入驅(qū)動(dòng)滾筒處分離篩與抽秧軸之間的間隙，疏秧?xiàng)U與驅(qū)動(dòng)滾筒處分離篩之間間隙的調(diào)整有利于適應(yīng)不同的秧蔓分離需求。驅(qū)動(dòng)滾筒后下方設(shè)有浮動(dòng)式抽秧軸，其旋轉(zhuǎn)方向與驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)向相反，且抽秧軸轉(zhuǎn)速快于驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速，以利用相對(duì)線速度差實(shí)現(xiàn)差速“揉搓”和“抽秧”。

由圖7中的受力分析可以看出，轉(zhuǎn)速較快的抽秧軸施加在秧蔓團(tuán)上的抽拽力方向朝向斜下方，梳秧?xiàng)U和轉(zhuǎn)速較慢的驅(qū)動(dòng)滾筒處分離篩桿條對(duì)秧蔓團(tuán)摩擦力的合力方向向上，由此產(chǎn)生的“揉搓”和“抽拽”可將秧蔓擠壓“扁軟”或剪切“碎斷”，以避免擁堵，保證機(jī)具的可靠性。收獲作業(yè)時(shí)，薯-秧混合體在柔性梳秧?xiàng)U的阻擋作用下進(jìn)入驅(qū)動(dòng)滾筒與浮動(dòng)式抽秧軸之間的縫隙，并利用相對(duì)線速度差產(chǎn)生的“刮擦”、“推擠”和“抽拽”等作用來(lái)完成薯秧分離，即薯塊在二者間隙約束力和分離篩末端斜拋產(chǎn)生的慣性作用力的綜合作用下被迫脫離薯-秧混合體。經(jīng)柔性梳秧?xiàng)U完成薯-秧混合體、秧蔓分離的秧蔓絕大部分落入秧蔓側(cè)輸出裝置，也有一部分落入緩沖篩篩面上，經(jīng)緩沖篩的斜向上的帶動(dòng)作用下跌落至秧蔓側(cè)輸出裝置，最終由秧蔓側(cè)輸出裝置輸送收獲機(jī)已完成收獲后的一側(cè)地輪后方的地面上。秧蔓側(cè)輸出裝置的輸送帶靠近緩沖篩的一側(cè)設(shè)有掛蔓齒，具有良好的掛蔓作用，以防止秧蔓在空氣動(dòng)力作用下再次進(jìn)入緩沖篩。另外，調(diào)整臂可方便的調(diào)整柔性梳秧?xiàng)U與驅(qū)動(dòng)滾筒處分離篩之間的距離，以適應(yīng)不同工況的收獲作業(yè)。

1. 柔性梳秧?xiàng)U 2. 浮動(dòng)式抽秧軸 3. 緩沖篩 4. 側(cè)輸出裝置 5. 刮刀 6. 分離篩

1. Flexible seedling comb bar 2. Floating seedling-pulling shaft 3. Buffer sieve 4. Side output devices 5. Scraper 6. Separation sieve

注：F為抽秧軸對(duì)秧蔓的支反力，N；f為秧蔓分別與梳秧?xiàng)U和分離篩桿條之間摩擦力的合力，N；F為梳秧?xiàng)U對(duì)秧蔓的支反力，N；F為分離篩桿條對(duì)秧蔓的支反力，N；F為抽秧軸對(duì)秧蔓的抽拽力，N；F為分離篩桿條對(duì)秧蔓的驅(qū)動(dòng)力，N。

Note: Frepresents reaction force of pull seedlings shaft to seedlings, N;frepresents resultant frictional force between the seedlings and separation sieve bar, seedling comb bar, N;Frepresents reaction force of seedling comb bar and seedlings, N;Frepresents reaction force of separation sieve bar and seedlings, N;Frepresents pulling force of floating seedling-pulling shaft on seedling, N;Frepresents driving force of separation sieve bar on seedling, N.

圖7 薯秧分離裝置布局及受力分析

Fig.7 Layout of seedling separation device and force analysis

浮動(dòng)式抽秧裝置主要由固定板、螺桿、張緊彈簧、浮動(dòng)式抽秧軸、連接臂等組成（如圖8所示）。浮動(dòng)式抽秧軸兩端通過(guò)連接盤、螺桿和張緊彈簧實(shí)現(xiàn)與連接臂的浮動(dòng)連接，收獲作業(yè)過(guò)程中，可充分利用張緊彈簧的彈性來(lái)適應(yīng)不同的抽秧工況。當(dāng)殺秧時(shí)間短，秧蔓尚未來(lái)得及枯萎時(shí)，浮動(dòng)式抽秧軸處的秧蔓處理量大，此時(shí)張緊彈簧被拉長(zhǎng)，使得浮動(dòng)式抽秧軸與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的縫隙增大；反之亦反。浮動(dòng)式抽秧軸的下方設(shè)置有用來(lái)刮土切蔓的刮刀，以防堵防纏。綜合分析，選取浮動(dòng)式抽秧軸直徑為82 mm，且表面包有橡膠層，既可對(duì)薯塊起到緩沖減損作用，同時(shí)還起到增大摩擦力的作用，以便于順暢抽秧。一般殺秧作業(yè)后秧蔓的殘留長(zhǎng)度仍在100～150 mm之間，故將2個(gè)相鄰柔性梳秧?xiàng)U之間的距離設(shè)計(jì)為148 mm。

1. 張緊滾筒 2. 固定板 3. 螺桿 4. 驅(qū)動(dòng)滾筒 5. 張緊彈簧 6. 連接臂7. 浮動(dòng)式抽秧軸 8. 機(jī)架側(cè)板

2.3　緩沖篩式薯雜分離裝置設(shè)計(jì)與分析

由前期的馬鈴薯收獲機(jī)田間試驗(yàn)和相關(guān)薯土分離試驗(yàn)研究可知，跌落沖擊是造成馬鈴薯機(jī)械化收獲環(huán)節(jié)切線擦傷、內(nèi)部損傷甚至破裂傷薯等現(xiàn)象的因素之一，故在收獲機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)必須從合理控制跌落高度方面入手來(lái)探索減損措施。為降低薯塊的跌落沖擊高度，研制的低位鋪放馬鈴薯收獲機(jī)在分離篩的末端下方設(shè)置了緩沖篩，既降低薯塊從分離篩直接跌落至地表時(shí)的高度，又充分利用橡膠指桿條的橡膠指柔性緩沖特性來(lái)達(dá)到減損的目的，還保證秧蔓逆向向上輸送而不至于滑落?；谏鲜龇治鲈O(shè)計(jì)的緩沖薯雜分離裝置如圖9所示，主要由集薯板、張緊裝置、擋蔓板及緩沖篩等組成。

1. 集薯板 2. 側(cè)立板 3. 張緊裝置 4. 擋蔓板 5. 緩沖篩 6. 從動(dòng)軸 7. 支撐架 8. 齒形輪

集薯板通過(guò)支撐架固定在緩沖篩上方，呈現(xiàn)“入口大、出口小”狀布置，以便于薯塊歸攏于收獲后的地表。經(jīng)過(guò)分離篩和薯秧分離裝置運(yùn)送過(guò)來(lái)的馬鈴薯落到緩沖篩上，緩沖篩上段的運(yùn)行方向與馬鈴薯滾落方向相反，比重輕的雜草被逆向輸送至緩沖篩的主動(dòng)端跌落至秧蔓側(cè)輸出裝置輸送帶上，密度大的馬鈴薯則在集薯板的阻擋作用下鋪放到地面上。設(shè)計(jì)的緩沖篩橡膠指桿條如圖9b所示，其直徑φ2=15 mm，相鄰橡膠指桿條之間的間距2=45 mm，同1根橡膠指桿條上徑向交錯(cuò)布置有2排橡膠指，橡膠指長(zhǎng)度為25 mm，同排相鄰橡膠指間距為11.5 mm。

田間作業(yè)時(shí)，馬鈴薯從分離篩至收集至地表伴隨著2次跌落過(guò)程，即1次是薯塊由分離篩跌落至緩沖篩，1次是由緩沖篩跌落至地表。薯塊由分離篩末端朝著緩沖篩跌落時(shí)，可以看作是具有初速度為v1的斜拋運(yùn)動(dòng)（如圖10所示）。設(shè)計(jì)的樣機(jī)可通過(guò)調(diào)整緩沖篩與驅(qū)動(dòng)滾筒之間的相對(duì)位置來(lái)改變薯塊拋起點(diǎn)與緩沖篩最高點(diǎn)之間的距離h。同時(shí)，緩沖篩傾角的調(diào)整影響著薯塊在水平方向上的位移l和薯塊由分離篩至緩沖篩的跌落高度h。當(dāng)緩沖篩的傾角一定時(shí)，薯塊由分離篩跌落至緩沖篩過(guò)程的相關(guān)運(yùn)動(dòng)分析如下：

l=v1tcos=n1πφ1tcos/60 （6）

h=v1tsin–0.52=n1πφ1tsin/60–0.52（7）

tan=(h-h)/(l-l1) （9）

式中l為薯塊在水平方向上的位移，m；t為薯塊由分離篩至緩沖篩的跌落時(shí)間，s；h為薯塊由分離篩至緩沖篩的跌落高度，m；h為將要拋起的薯塊中心與至緩沖篩最高點(diǎn)之間的距離，m；l1為將要拋起的薯塊中心與緩沖篩主動(dòng)軸中心在水平方向上的距離，m。

注：vy1為薯塊在垂直于分離篩篩面方向躍起的初始速度，m·s–1；vh1為薯塊沿緩沖篩下落的運(yùn)行速度，m·s–1；vy2為薯塊垂直于緩沖篩篩面的運(yùn)行速度，m·s–1；β為緩沖篩傾角，(°)；lsd為薯塊在水平方向上的位移，m；hsd為薯塊由分離篩至緩沖篩的跌落高度，m；hsh為將要拋起的薯塊中心與至緩沖篩最高點(diǎn)之間的距離，m；ld1為將要拋起的薯塊中心與緩沖篩主動(dòng)軸中心水平方向上的距離，m。

綜上所述，影響薯塊斜拋運(yùn)動(dòng)的參數(shù)有：分離篩的運(yùn)行速度、分離篩傾角、緩沖篩傾角以及薯塊拋起點(diǎn)與緩沖篩最高點(diǎn)之間的距離h等。若分離篩的運(yùn)行速度過(guò)慢，薯塊的在水平方向上的斜拋行程過(guò)小，則薯塊有可能會(huì)跌落至浮動(dòng)式抽秧軸上，這會(huì)在一定程度上增加切線擦傷和擠壓傷薯的概率[28-29]。如果分離篩的運(yùn)行速度過(guò)快，薯塊的在水平方向上的斜拋行程過(guò)大，則薯塊由分離篩跌落至緩沖篩的高度增加，這會(huì)在一定程度上增加薯塊沖擊損傷的概率。為保證實(shí)現(xiàn)有效秧蔓回流輸送效果和減損效果，選取的驅(qū)動(dòng)滾筒中心與緩沖篩主動(dòng)軸中心之間的垂直距離為384 mm。

在分離篩末端的后方設(shè)有防護(hù)板，防護(hù)板距離分離篩末端的距離為240 mm，防護(hù)板上固定有柔性膠皮，以避免分離篩末端拋出的馬鈴薯縱向位移過(guò)大、跌落至緩沖篩的鉛錘高度過(guò)大而造成薯塊切線擦傷和機(jī)械損傷等。在緩沖篩靠近秧蔓側(cè)輸出一側(cè)的下方設(shè)有擋蔓板，以避免側(cè)輸出的秧蔓在空氣動(dòng)力的作用下漂浮至緩沖篩而影響秧蔓分離效果。同時(shí)，為增強(qiáng)機(jī)具對(duì)作業(yè)工況的適應(yīng)能力，設(shè)計(jì)的緩沖篩篩面與水平面之間的夾角（簡(jiǎn)稱為“緩沖篩傾角”）可調(diào)（如圖11所示），其結(jié)構(gòu)由液壓缸、調(diào)整臂、調(diào)整軸、牽引臂和牽引鏈等組成。2條牽引鏈與緩沖篩靠近從動(dòng)軸的一端連接，以便通過(guò)液壓缸控制2條牽引鏈的高低來(lái)調(diào)整緩沖篩的傾角。

1. 調(diào)整臂 2. 液壓缸 3. 牽引臂 4. 調(diào)整軸 5. 牽引鏈 6. 緩沖篩 7. 集薯板

3　田間試驗(yàn)與結(jié)果分析

3.1　試驗(yàn)條件

試驗(yàn)地位于河北省張家口市沽源縣高山堡鄉(xiāng)二龍山村，屬溫帶大陸性草原氣候，年平均氣溫1.4 ℃，年平均降水量426 mm，年平均無(wú)霜期天數(shù)為117 d，海拔1 396 m。馬鈴薯種植模式：上一年翻耕，于2018年5月上旬機(jī)械化種植，壟間距90 cm，壟寬50 cm，壟高25 cm，株距25 cm，單壟單行。試驗(yàn)時(shí)間為2018年9月18日－2018年9月21日，試驗(yàn)地種植品種為布爾班克，試驗(yàn)前1周機(jī)械化殺秧，人工去除滴灌帶。土層≥0～15 cm和土層＞15～30 cm的平均土壤緊實(shí)度分別為181.08 kPa和526 kPa；土壤平均含水率10.84%。其他試驗(yàn)設(shè)備有功率為88.2 kW的約翰迪爾1204拖拉機(jī)、精度為0.01 g的NP-501型電子天平秤、美國(guó)Teachmark公司生產(chǎn)的碰撞檢測(cè)裝置（IRD）、8203型鋼卷尺、米尺和PS-930型秒表。田間試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)如圖12。

a. 收獲機(jī)背面 a. Rear of harvesterb. 收獲機(jī)側(cè)面 b. Side of harvester

3.2　試驗(yàn)方法

樣機(jī)田間試驗(yàn)的傷薯率、破皮率、明薯率及純作業(yè)時(shí)間（純作業(yè)時(shí)間指正常作業(yè)的時(shí)間）等指標(biāo)參考《NY/T648－2015馬鈴薯收獲機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》[30]規(guī)定的檢測(cè)方法進(jìn)行，其中純作業(yè)時(shí)間指正常作業(yè)的時(shí)間，不包括地頭轉(zhuǎn)向、停機(jī)等時(shí)間，其中穩(wěn)定區(qū)作業(yè)長(zhǎng)度為10 m，數(shù)據(jù)采集區(qū)作業(yè)長(zhǎng)度為30 m，傷及薯肉的薯塊視為傷薯，擦傷面積大于0.2 cm2的薯塊視為破皮[11]。另外，檢驗(yàn)振動(dòng)分離裝置、薯秧分離及側(cè)輸出裝置、緩沖薯雜分離及壓實(shí)整平裝置的穩(wěn)定性、可靠性及各裝置的協(xié)調(diào)配合性能。試驗(yàn)過(guò)程中，在測(cè)定上述指標(biāo)的同時(shí)，在設(shè)定的試驗(yàn)參數(shù)條件下，待收獲機(jī)按照設(shè)定的收獲速度勻速行駛后，以馬鈴薯碰撞檢測(cè)裝置（如圖13所示）獲取馬鈴薯在整個(gè)收獲環(huán)節(jié)各個(gè)流程的碰撞信息，首先將碰撞檢測(cè)球置于田間作業(yè)收獲機(jī)前端挖掘裝置正上方的薯雜混合物中，使其混流于待分離的薯雜混合物中，來(lái)記錄薯塊在收獲機(jī)中到達(dá)各關(guān)鍵位置處的碰撞加速度、速度變化值等碰撞特征信息；待碰撞檢測(cè)球從收獲機(jī)末端落下時(shí)取出，并將反映碰撞特征的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)；最后，分析薯塊在收獲過(guò)程中所產(chǎn)生的機(jī)械沖擊特征，探索樣機(jī)易產(chǎn)生破皮損傷的關(guān)鍵位置，以準(zhǔn)確評(píng)估樣機(jī)的收獲品質(zhì)。

圖13 馬鈴薯碰撞檢測(cè)

3.3　結(jié)果與分析

3.3.1緩沖篩傾角選取

兼顧秧蔓分離效果和薯塊的收獲品質(zhì)是緩沖篩傾角選取考慮的關(guān)鍵。在前期收獲試驗(yàn)和試驗(yàn)地預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，收獲速度為0.88 m/s時(shí)分別設(shè)置緩沖篩傾角為27°、36°和45°，觀察分離篩末端與緩沖篩銜接處的薯雜分離情況，分析緩沖篩傾角變化對(duì)薯塊和秧蔓運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響，優(yōu)選不同出試驗(yàn)地較佳的緩沖篩傾角。采集的不同緩沖篩傾角條件下薯塊在緩沖篩上的碰撞特征信息如表2所示。分析可知，緩沖篩傾角為27°、36°和45°時(shí)，薯塊在緩沖篩上的碰撞次數(shù)在10～14次之間，當(dāng)緩沖篩傾角為27°時(shí)，采集到的碰撞加速度峰值為125.66，與緩沖篩傾角為36°和45°時(shí)相比，碰撞加速度峰值分別增大0.58倍、1.19倍。這是由于緩沖篩傾角較小時(shí)，薯塊由分離篩至緩沖篩的跌落高度h相對(duì)增加，由緩沖篩跌落至地表時(shí)的高度也較大，薯塊在緩沖篩上的滾落時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致碰撞加速度峰值較大。

另外，此時(shí)緩沖篩上的混合物易產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象，部分薯塊下落不夠流暢。緩沖篩傾角為45°時(shí)，采集到的碰撞加速度峰值只有57.42，這是由于薯塊由分離篩至緩沖篩的跌落高度h和薯塊從緩沖篩跌落至地表時(shí)的高度均較小，薯塊在緩沖篩上的滾落時(shí)間相對(duì)較短所致。但是，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)此時(shí)緩沖篩上的秧蔓逆向輸送至側(cè)輸出裝置輸送帶的效果較差，導(dǎo)致秧蔓分離不徹底而影響后續(xù)撿拾工作。兼顧緩沖減損和薯雜分離2方面的實(shí)際需求，選取較優(yōu)的緩沖篩傾角為36°。

表2 不同緩沖篩傾角條件下的碰撞特征

3.3.2不同收獲速度對(duì)薯土分離效果的影響

為探索不同收獲速度條件下分離篩不同關(guān)鍵區(qū)域及整個(gè)薯-土-雜分離過(guò)程中的碰撞損傷規(guī)律，以前期收獲試驗(yàn)為基礎(chǔ)，選取機(jī)具收獲速度分別為1=0.88 m/s和2=1.16 m/s，設(shè)置緩沖篩傾角為36°。不同收獲速度條件下的測(cè)試結(jié)果如表3所示。由表3可見(jiàn)，樣機(jī)的各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果均能滿足《NY/T648－2015馬鈴薯收獲機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范》的要求。

表3 不同收獲速度條件下的測(cè)試結(jié)果

由表3可見(jiàn)，收獲速度對(duì)薯塊在分離篩上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有著顯著影響。收獲速度較大時(shí)，一定時(shí)間內(nèi)大量的薯雜混合物被挖掘輸送至分離篩，僅依靠分離篩桿條縫隙和振動(dòng)裝置的激振作用無(wú)法進(jìn)行較好的分散分離和土塊破碎分離，甚至仍有一部分土塊跌落至緩沖篩，從而導(dǎo)致收獲速度v2=1.16 m/s時(shí)的明薯率比v1=0.88 m/s時(shí)下降2.3%。對(duì)比可知，v1=0.88 m/s時(shí)的傷薯率和破皮率分別比評(píng)價(jià)指標(biāo)[30]降低0.03個(gè)百分點(diǎn)和0.11個(gè)百分點(diǎn)，v2=1.16 m/s時(shí)的傷薯率和破皮率分別比評(píng)價(jià)指標(biāo)降低0.38個(gè)百分點(diǎn)和0.93個(gè)百分點(diǎn)。另外，由于土壤的緩沖保護(hù)作用，收獲速度v2=1.16 m/s比v1=0.88 m/s時(shí)的傷薯率和破皮率分別降低0.35個(gè)百分點(diǎn)和0.82個(gè)百分點(diǎn)，這是因?yàn)殡S著收獲速度的提高，單位時(shí)間內(nèi)分離篩上的薯雜混合物總量也隨之增加，土壤的緩沖作用有利于減小薯塊與桿條的直接接觸碰撞次數(shù)，有助于降低薯塊的最大碰撞加速度峰值，因此可有效降低傷薯率和破皮率，但也同時(shí)導(dǎo)致明薯率的降低。反之，伴隨著細(xì)碎土壤的分散分離和土塊的破碎分離，薯雜混合物尚未到達(dá)分離篩末端已基本完成薯土分離，導(dǎo)致薯塊在分離篩上直接與桿條接觸，雖然明薯率得到提高，但同時(shí)傷薯率和破皮率也明顯增大。

3.3.3薯壟不同位置對(duì)薯土分離效果的影響

在薯土分離過(guò)程中，由于振動(dòng)裝置的激振作用以及在薯雜混合物中分布狀況的差異，一部分薯塊會(huì)產(chǎn)生“回流”或“側(cè)流”。為此，同一收獲速度條件下的試驗(yàn)分2組進(jìn)行，即第1組試驗(yàn)將碰撞試驗(yàn)球掩埋于分離篩前端對(duì)應(yīng)于“薯壟”中間位置，第2組試驗(yàn)對(duì)應(yīng)于“薯壟”邊緣位置。試驗(yàn)還測(cè)得了2種收獲速度條件下不同位置的碰撞力G和速度變化值D等關(guān)鍵參數(shù)，本試驗(yàn)采集的最小臨界碰撞加速度為10，存儲(chǔ)于碰撞檢測(cè)球后導(dǎo)出至計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析。設(shè)定每次試驗(yàn)初次碰撞時(shí)間t記作0，自初次碰撞后的碰撞時(shí)間t為此次碰撞與初次碰撞的時(shí)間間隔，由此得不同收獲速度條件下的碰撞信息如圖14和圖15所示。

圖14 不同收獲速度條件下薯壟中間位置的碰撞信息

由圖14可以看出，試驗(yàn)球置于分離篩上對(duì)應(yīng)于薯壟中間位置時(shí)，收獲速度為0.88 m/s時(shí)的碰撞加速度峰值為149.02，試驗(yàn)球在機(jī)具中歷時(shí)約為2.88 s，收獲過(guò)程中碰撞30次。收獲速度為1.16 m/s時(shí)的碰撞加速度峰值只有61.54，試驗(yàn)球在機(jī)具中歷時(shí)約為2.44 s，碰撞次數(shù)為24次。

分析可知，隨著收獲速度的增加，薯塊碰撞加速度和碰撞次數(shù)均減小，這主要是因?yàn)殡S著收獲速度的增加，單位時(shí)間“涌入”分離篩的薯雜混合物相應(yīng)增加，土壤在薯土分離過(guò)程中起到了一定的緩沖作用導(dǎo)致的。

由圖15可以看出，試驗(yàn)球置于分離篩上對(duì)應(yīng)于薯壟邊緣位置時(shí)，收獲速度為0.88 m/s時(shí)的碰撞加速度峰值為180.16，試驗(yàn)球在機(jī)具中歷時(shí)約為4.42 s，碰撞次數(shù)為39次。而收獲速度為1.16 m/s時(shí)的碰撞加速度峰值達(dá)184.62，試驗(yàn)球在機(jī)具中歷時(shí)只有3.75 s，碰撞次數(shù)為43次。分析可知，薯塊的碰撞加速度峰值和碰撞次數(shù)受到收獲速度的影響不大，這主要是因?yàn)閷?duì)應(yīng)于薯壟邊緣位置薯雜混合物的數(shù)量相對(duì)較小、土壤的摩擦帶動(dòng)和緩沖減損作用不夠明顯導(dǎo)致的。

圖15 不同收獲速度條件下薯壟邊緣位置的碰撞信息

比較圖14a與圖15a、圖14b與圖15b可以看出，同一收獲速度條件下，薯塊對(duì)應(yīng)于薯壟邊緣位置時(shí)的碰撞加速度峰值和碰撞次數(shù)比中間位置時(shí)明顯增大，試驗(yàn)球在機(jī)具中的歷時(shí)也較長(zhǎng)，這主要是由于薯塊在薯壟邊緣位置時(shí)的薯雜混合物厚度相對(duì)較小，土壤的摩擦帶動(dòng)效果差、薯塊多次翻滾“回流”現(xiàn)象相對(duì)加劇、土壤的緩沖“包裹”減損效果較弱所致。薯塊在分離篩上對(duì)應(yīng)于薯壟中間位置時(shí)，前半段基本處于土壤的“包裹”中，即在分離篩的前半段基本不產(chǎn)生碰撞，直至后半段伴隨著土壤的透篩減少才逐漸產(chǎn)生碰撞，尤其當(dāng)收獲速度較大時(shí)土壤的保護(hù)作用越發(fā)明顯，這進(jìn)一步說(shuō)明了收獲速度對(duì)薯土分離效果影響的重要程度。

另外，薯塊位于分離篩上對(duì)應(yīng)于薯壟邊緣位置時(shí)，容易產(chǎn)生較大的碰撞加速度峰值（＞150），這主要是由于薯塊在該位置處受到土壤的緩沖保護(hù)作用相對(duì)較弱、薯塊與桿條直接接觸的概率較大所導(dǎo)致的。所以，薯塊在分離篩上對(duì)應(yīng)于薯壟邊緣位置時(shí)產(chǎn)生疲勞累計(jì)破皮損傷和傷薯的概率較大。

3.4　討 論

由圖14和圖15可以看出，與輸送分離段相比，薯塊在緩沖篩上產(chǎn)生的碰撞加速度峰值較小且變化幅度不大，即在輸送分離段薯塊易產(chǎn)生幅值較大的碰撞加速度，相對(duì)較強(qiáng)的機(jī)械沖擊是產(chǎn)生傷薯和破皮的主要原因，這也充分說(shuō)明低位鋪放薯雜分離裝置具有較強(qiáng)減輕跌落過(guò)程機(jī)械沖擊的作用。另外，跌落在緩沖篩上的薯塊伴隨著橡膠指桿條的彈性變形作用實(shí)現(xiàn)減損控制，使得緩沖除雜段所對(duì)應(yīng)的碰撞加速度峰值基本上不高于分離篩上所產(chǎn)生的碰撞加速度，這充分說(shuō)明緩沖篩的橡膠指桿條具有良好的降低機(jī)械沖擊作用。

薯塊在緩沖篩上的碰撞加速度峰值變化不明顯，即緩沖效果不佳，觀察發(fā)現(xiàn)這是由于收獲速度的增加導(dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)跌落至緩沖篩的薯塊數(shù)量增多，薯-薯之間在“聚攏”時(shí)的“劇烈”碰撞產(chǎn)生了相對(duì)較大的碰撞加速度，這進(jìn)一步說(shuō)明收獲速度對(duì)緩沖效果具有較大影響。另外，有研究表明，收獲前對(duì)較干地塊進(jìn)行適當(dāng)灌溉，可減少土塊數(shù)量，使得收獲后的薯塊與分離篩有關(guān)零 部件之間增加一層濕潤(rùn)土壤，有利于減輕薯塊的碰撞損傷[31]。

碰撞加速度峰值和速度變化值是產(chǎn)生損傷的主要原因，在一定的碰撞加速度峰值條件下，速度變化值越小，其損傷區(qū)域面積越大[32]。薯塊與分離篩桿條直接接觸時(shí)，易產(chǎn)生較大的碰撞加速度峰值和較小的速度變化值，尤其在振動(dòng)激勵(lì)迫使薯塊“跳躍”的情況下。當(dāng)試驗(yàn)球與緩沖篩接觸碰撞時(shí)，其大部分碰撞所對(duì)應(yīng)的速度變化值相對(duì)較為分散，且薯塊與緩沖篩的接觸碰撞產(chǎn)生的速度變化值趨勢(shì)比與分離篩振動(dòng)分離段碰撞時(shí)大，這充分說(shuō)明本文設(shè)計(jì)的低位鋪放形式具有良好的減損控制效果，這與前人研究結(jié)論是一致的，即相對(duì)較硬材料的接觸碰撞與較軟的材料相比，易產(chǎn)生較大的碰撞加速度峰值和較小的速度變化值[33]。因此，在后續(xù)樣機(jī)優(yōu)化改進(jìn)中，可采取措施使得薯雜混合物盡可能均勻鋪放至分離篩上，以有效避免部分薯塊與分離篩桿條之間的直接接觸碰撞而導(dǎo)致的傷薯現(xiàn)象。

4　結(jié) 論

1）研制的緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)采用“2級(jí)高頻低幅振動(dòng)分離+薯秧分離及側(cè)輸出+低位鋪放”的薯土分離工藝，可一次性完成高效切土切蔓、松土限深、挖掘輸送、2級(jí)振動(dòng)分離、秧蔓分離及側(cè)輸出、低位鋪放薯雜分離等作業(yè)。在收獲速度為0.88和1.16 m/s時(shí)，生產(chǎn)率分別為0.41和0.54 hm2/h，傷薯率分別為1.47%和1.12%，破皮率分別為1.89%和1.07%，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2）收獲速度為0.88 m/s時(shí)，在緩沖篩傾角為27°、36°和45°條件下，分析了緩沖篩傾角變化對(duì)薯塊和秧蔓的影響規(guī)律，優(yōu)選出較佳的緩沖篩傾角為36°。試驗(yàn)結(jié)果表明，薯塊在緩沖篩上產(chǎn)生的碰撞加速度峰值相對(duì)較小，其碰撞加速度峰值主要來(lái)源于薯塊與分離篩的碰撞接觸，這充分說(shuō)明低位鋪放薯雜分離裝置具有良好的減輕跌落沖擊效果。

3）隨著收獲速度的增大，薯塊碰撞加速度峰值和碰撞次數(shù)均減小，可有效降低傷薯率和破皮率，但明薯率有所降低；反之，碰撞加速度峰值明顯增大，明薯率升高的同時(shí)傷薯率和破皮率也明顯增大。薯塊位于分離篩上對(duì)應(yīng)于薯壟邊緣位置時(shí)，容易產(chǎn)生較大的碰撞加速度峰值（＞150）。

[1] Nobuhisa K, Tsutomu K, Keiichi S, et al. Energy efficiency of potato production practices for bioethanol feedstock in northern Japan[J]. European Journal of Agronomy, 2013, 44(1): 1－8.

[2] 徐建飛，金黎平. 馬鈴薯遺傳育種研究：現(xiàn)狀與展望[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，50(6)：990－1015. Xu Jianfei, Jin Liping. Advances and perspectives in research of potato genetics and breeding[J]. Scientia agricultura Sinica, 2017, 50(6): 990－1015. (in Chinese with English abstract)

[3] Kang Wenqin, Fan Mingshou, Ma Zhong, et al. Luxury absorption of potassium by potato plants[J]. American Journal of Potato Research, 2014, 91(5): 573－578.

[4] 孫偉，王虎存，趙武云，等. 殘膜回收型全膜覆土壟播馬鈴薯挖掘機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2018，49(9)：105－114. Sun Wei, Wang Hucun, Zhao Wuyun, et al. Design and experiment of potato digger with waste film recollection for complete film mulching, soil covering and ridge sowing pattern[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(9): 105－114. (in Chinese with English abstract)

[5] 呂金慶，田忠恩，楊穎，等. 4U2A 型雙行馬鈴薯挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31(6)：17－24. Lü Jinqing, Tian Zhongen, Yang Ying, et al. Design and experimental analysis of 4U2A type double-row potato digger[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(6): 17－24. (in Chinese with English abstract)

[6] 戴飛，郭笑歡，趙武云，等. 帆布帶式馬鈴薯挖掘-殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2018，49(3)：104－113. Dai Fei, Guo Xiaohuan, Zhao Wuyun, et al. Design and experiment of canvas belt combined operation machine for potato digging and plastic film collecting[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2018, 49(3): 104－113. (in Chinese with English abstract)

[7] 魏忠彩，李學(xué)強(qiáng)，孫傳祝，等. 馬鈴薯收獲與清選分級(jí)機(jī)械化傷薯因素分析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技學(xué)報(bào)，2017，19(8)：63－70. Wei Zhongcai, Li Xueqiang, Sun Chuanzhu, et al. Analysis of potato mechanical damage in harvesting and cleaning and sorting storage[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2017, 19(8): 63－70. (in Chinese with English abstract)

[8] 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院. 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)出版社，2007.

[9] 呂金慶，孫賀，兌瀚，等. 粘重土壤下馬鈴薯挖掘機(jī)分離輸送裝置改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2017，48(11)：146－155. Lü Jinqing, Sun He, Dui Han, et al. Design and experiment on conveyor separation device of potato digger under heavy soil condition[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(11): 146－155. (in Chinese with English abstract)

[10] 謝勝仕，王春光，鄧偉剛，等. 擺動(dòng)分離篩薯土分離機(jī)理分析與參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2017，48(11)：156－164. Xie Shengshi, Wang Chunguang, Deng Weigang, et al. Separating mechanism analysis and parameter optimization experiment of swing separation sieve for potato and soil mixture[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(11): 156－164. (in Chinese with English abstract)

[11] 魏忠彩，李洪文，孫傳祝，等. 振動(dòng)與波浪二級(jí)分離馬鈴薯收獲機(jī)改進(jìn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(12)：42－52. Wei Zhongcai, Li Hongwen, Sun Chuanzhu, et al. Improvement of potato harvester with two segment of vibration and wave separation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(12): 42－52. (in Chinese with English abstract)

[12] 呂金慶，尚琴琴，楊穎，等. 馬鈴薯殺秧機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2016，47(5)：106－114. Lü Jinqing, Shang Qinqin, Yang Ying, et al. Design optimization and experiment on potato haulm cutter[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2016, 47(5): 106－114. (in Chinese with English abstract)

[13] 馮斌，孫偉，石林榕，等. 收獲期馬鈴薯塊莖碰撞恢復(fù)系數(shù)測(cè)定與影響因素分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(13)：50－57. Feng Bin, Sun Wei, Shi Linrong, et al. Determination of restitution coefficient of potato tubers collision in harvest and analysis of its influence factors[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(13): 50－57. (in Chinese with English abstract)

[14] Zhou K, Jensen A L, Bochtis D D, et al. Simulation model for the sequential in-field machinery operations in a potato production system[J]. Computers & Electronics in Agriculture, 2015, 116(8): 173－186.

[15] Naji Mordi N Al-Dosary. Potato harvester performance on tubers damage at the eastern of Saudi Arabia[J]. CIGR Journal, 2016, 18(2): 32－42.

[16] 李濤，周進(jìn)，徐文藝，等. 4UGS2 型雙行甘薯收獲機(jī)的研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(11)：26－33. Li Tao, Zhou Jin, Xu Wenyi, et al. Development of 4UGS2 type double-row sweet potato harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(11): 26－33. (in Chinese with English abstract)

[17] Canneyt T V, Langenakens J, Tijskens E, et al. Characterisation of a potato-shaped instrumented tool to predict mechanical damage to potatoes[J]. Ifac Proceedings Volumes, 2001, 34(28): 61－66.

[18] Opara U L, Pathare P B. Bruise damage measurement and analysis of fresh horticultural produce: A review[J]. Postharvest Biology & Technology, 2014, 91(5): 9－24.

[19] Azizi P, Dehkordi N S, Farhadi R. Design, construction and evaluation of potato digger with rotary blade[J]. Cercetari Agronomice in Moldova, 2014, 47(3): 5－13.

[20] Tvan C, Tijskens E, Ramon H, et al. Characterisation of a potato-shaped instrumented device[J]. Biosystems Engineering, 2003, 86(3): 275－285.

[21] 魏忠彩，李學(xué)強(qiáng)，張宇帆，等. 馬鈴薯全程機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù)與裝備研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)機(jī)化研究，2017，39(9)：1－6. Wei Zhongcai, Li Xueqiang, Zhang Yufan, et al. Reviews on technology and equipment of potato production[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research, 2017, 39(9): 1－6. (in Chinese with English abstract)

[22] 楊然兵，楊紅光，尚書旗，等. 馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)立式環(huán)形分離輸送裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(3)：10－18. Yang Ranbing, Yang Hongguang, Shang Shuqi, et al. Design and experiment of vertical circular separating and conveying device for potato combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(3): 10－18. (in Chinese with English abstract)

[23] Wei Zhongcai, Li Hongwen, Sun Chuanzhu, et al. Experiment on the characteristics of dropping collision and harvesting of potatoes[J]. International Agricultural Engineering Journal, 2018, 27(1): 99－111.

[24] 王彥軍. 4M-2型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)分離輸送系統(tǒng)的研究[D]. 蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007. Wang Yanjun. Research on Separating and Conveying System of the 4M-2 Potato Combine Harvester[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2007. (in Chinese with English abstract)

[25] 田忠恩. 馬鈴薯挖掘機(jī)防堵裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能試驗(yàn)[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016. Tian Zhongen. Design and Experiment Research on Anti- Blocking System of Potato Digger[D]. Harbin: Northeast Agricultural University, 2016. (in Chinese with English abstract)

[26] 戴飛，趙武云，孫偉，等. 馬鈴薯收獲與氣力輔助殘膜回收聯(lián)合作業(yè)機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2017，48(1)：64－72. Dai Fei, Zhao Wuyun, Sun Wei, et al. Design and experiment of combined operation machine for potato harvesting and plastic film pneumatic auxiliary collecting[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2017, 48(1): 64－72. (in Chinese with English abstract)

[27] 呂金慶，田忠恩，吳金娥，等. 4U1Z型振動(dòng)式馬鈴薯挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015，31(12)：39－47. Lü Jinqing, Tian Zhong’en, 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)

[28] 魏宏安，張俊蓮，楊小平，等. 4UFD-1400 型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30(3)：12－17. Wei Hong’an, Zhang Junlian, Yang Xiaoping, et al. Improved design and test of 4UFD-1400 type potato combine harvester[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(3): 12－17. (in Chinese with English abstract)

[29] 孫廣輝，魏宏安，李彥晶，等. 4UFD-1400 型馬鈴薯聯(lián)合收獲機(jī)薯秧分離裝置設(shè)計(jì)[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，47(6)：146－150. Sun Guanghui, Wei Hong’an, Li Yanjing, et al. Development of potato seeding separation devices of 4UFD-1400 potato combine harvester[J]. Journal of Gansu Agricultural University, 2012, 47(6): 146－150. (in Chinese with English abstract)

[30] 中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部.馬鈴薯收獲機(jī)質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范: NY/T648－2015[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015.

[31] Bentini M, Caprara C, Martelli R. Harvesting damage to potato tubers by analysis of impacts recorded with an instrumented sphere[J]. Biosystems Engineering, 2006, 94(1): 75－85.

[32] Zapp H R, Ehlert S H, Brown G K, et al. Advanced instrumented sphere (IS) for impact measurements[J]. Transactions of the ASAE, 1990, 33(3): 955－960.

[33] Xu Rui, Takeda F, Krewer G, et al. Measure of mechanical impacts in commercial blueberry packing lines and potential damage to blueberry fruit[J]. Postharvest Biology & Technology, 2015, 110(12): 103－113.

Development of potato harvester with buffer type potato-impurity separation sieve

Wei Zhongcai1, Li Hongwen1※, Su Guoliang2,3, Sun Chuanzhu2,4, Liu Wenzheng1, Li Xueqiang2,5

(1.100083,; 2.253600,; 3.255091,; 4.255091,; 5.253600,)

Harvesting is the most crucial step of the whole potato production mechanization process, and the most challenging issue is to separate potato, soil and impurity thoroughly and meanwhile control the damage rate and bruising rate of potato. It is widely recognized that there exists some unsatisfactory separation effect problems like higher bruising rate and damage rate and lower exposed rate during the process of mechanical potato harvest. To solve these problems, based on the technology of potato-impurity separation with 2 segment of high frequency and low amplitude vibration separation, potato seedling separation and side conveying and low position laying, a new potato harvester was improved through setting low position laying segment and potato-impurity separation device with buffer sieve. The potato harvester was consisted of digging parts, soil loosening and depth control wheel, cutting device of soil and seedling, separation sieve, vibration adjustment device, device of potato and seedling separation, device of side conveying of seedling, low position laying device and compaction leveling device. In that way, it can reduce the drop height effectively and benefit for potato-impurity separating and potato-seeding separating during the process of mechanical potato harvest. As such, the field harvesting experiments were carried out, when the harvesting speed was 0.88 m/s, the effects of the inclination angle of buffer sieve on the kinematic characteristics of potato and seedling were analyzed when the inclination angle of buffer sieve was 27°, 36° and 45°, and the better inclination angle of buffer sieve 36° was selected. At the meantime, the results showed that peak impact acceleration produced by potatoes on the buffer sieve was relatively small, and the peak impact acceleration mainly came from the impact contact between potatoes and the separation sieve. Therefore, it is demonstrated that the low position laying device had a good performance to reduce drop impact, and to reduce the damage rate and bruising rate. The field harvesting experiments results showed that, the productivity was 0.41 and 0.54 hm2/h, the damage rate was 1.47% and 1.12%, and the bruising rate was 1.89% and 1.07%, respectively when the harvest speed was 0.88 and 1.16 m/s, the field harvesting experiment results and evaluation indeices met the requirements of relevant standards. The results also indicated the peak impact acceleration and impact number of potatoes were decreased with the increase of harvesting speed, which could effectively reduce the damage rate and bruising rate. However, the exposed rate decreased with the increase of harvesting speed, the main reason was the mixture of potato-impurity influxing into the separation sieve in unit time increased correspondingly, and soil worked as buffer in the process of potato-impurity separation with the increase of harvesting speed. On the contrary, the peak impact acceleration and impact time of potatoes were increased significantlyCompared with the potatoes located in the middle of the ridge on the separation sieve, it was easy to produce the larger peak impact acceleration when potatoes located on the separation sieve corresponding to the edge position of potato ridge, it was mainly due to the relatively weak soil buffering and protection for potatoes at this location, so the probability of direct contact between potatoes and rods was greater. This research may provide a technical reference for further study on the loss reduction control method of potato-impurity separation and the optimization and improvement of potato-impurity separation process.

agricultural machinery; harvesting; potato; vibrating separation; harvest quality

2018-11-09

2018-12-08

山東省重大科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目（2017CXGC0219）；山東省泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才工程高效生態(tài)農(nóng)業(yè)創(chuàng)新類項(xiàng)目（LJNY201615）；“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)（2016YFD0701603-02）；山東省農(nóng)機(jī)化裝備研發(fā)創(chuàng)新項(xiàng)目（2016YF034）

魏忠彩，博士生，主要從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)研究。Email：weizc2011sdut@163.com

李洪文，教授，主要從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)研究。Email：lhwen@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.08.001

S223.2

A

1002-6819(2019)-08-0001-11

魏忠彩，李洪文，蘇國(guó)粱，孫傳祝，劉文政，李學(xué)強(qiáng).緩沖篩式薯雜分離馬鈴薯收獲機(jī)研制[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(8)：1－11. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.08.001 http://www.tcsae.org

Wei Zhongcai, Li Hongwen, Su Guoliang, Sun Chuanzhu, Liu Wenzheng, Li Xueqiang.Development of potato harvester with buffer type potato-impurity separation sieve[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(8): 1－11. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.08.001 http://www.tcsae.org