华中农业大学学报

作者：董汝宁，段宏兵，韩明兴，张粉，李彦龙

单位：1.华中农业大学工学院，武汉 430070;2.农业农村部马铃薯生物学与生物技术重点实验室，武汉 430070;3.农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，武汉 430070;4.定西市三牛农机制造有限公司，定西 743022

关键词：贝母;收获机;药土分离;耦合仿真;多目标灰狼算法

基金：湖北省农机创新发展专项（HBSNYSXZY202336）；中央高校基本科研业务费专项（2662024GXPY007）

针对贝母收获机在药土分离方面存在相近粒径药土分离困难、收净率较低的问题，设计一种高效碎土的贝母药土分离装置。基于运动学和动力学分析，确定影响工作性能的关键参数和取值范围，构建DEM-MBD耦合仿真模型，以筛面倾角、曲柄半径、曲柄转速和碎土辊转速为试验因素，以收净率和分离效率为试验指标，开展中心复合设计试验，建立收净率和分离效率与各显著因素之间的回归模型。结果显示：曲柄半径和曲柄转速的增大均使收净率和分离效率增大；筛面倾角的增大则使二者呈现相反的趋势，过大的倾角导致物料堵塞在前端，无法向后运动，但随着摆动筛的运行，土壤不断向下筛分。基于多目标灰狼优化算法（multi-objective grey wolf optimizer，MOGWO），对模型进行求解，获得最优解组合：筛面倾角为1.6°、曲柄半径为39.7 mm、曲柄转速为332 r/min、碎土辊转速为284 r/min，此时收净率达到93.72%，分离效率达到92.09%。在相同条件下的台架验证试验结果显示，收净率为91.05%，分离效率为90.17%；台架试验结果与仿真优化后的结果基本保持一致，相对误差小于3%，满足贝母药土分离要求。

来源：2026年第1期

《华中农业大学学报》期刊编辑部

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