基于EDEM的小型变量撒肥机设计与仿真优化

为了提高丘陵山区田间肥料撒施的智能性和均匀性,设计了一种手扶式变量撒肥机.首先,对撒肥机的整机结构和撒肥盘进行了设计,并通过分析肥料颗粒在撒肥盘上和空气中的运动和受力,建立了肥料颗粒的运动方程;同时,对以AT 89 C 51单片机为核心的撒肥控制系统进行了软硬件设计.应用Design-Expert 8.0设计正交试验,以叶片个数、撒肥盘离地高度、撒肥盘转速为试验因素,以撒肥均匀性变异系数为试验指标,对撒肥过程进行离散元仿真试验研究,建立了试验因素与指标之间的回归模型,并进行了响应面分析和目标参数优化.结果表明:各因素影响主次顺序为叶片个数、撒肥盘离地高度、撒肥盘转速;经参数优化后可知,当叶片个数为7、撒肥盘离地高度为449.84 mm、撒肥盘转速为158.75 r/min时,撒肥均匀性变异系数最小,为7.14％,整机撒肥性能最优.研究结果可用于撒肥机结构的改进和撒肥装置工作参数的优化,也可为小型变量撒肥机的设计与优化提供参考.