茶园仿生掘耕刀具设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：任宁, 俞国红, 应博凡, 沈帅, 陈志东

单位：1. 浙江省农业科学院农业装备研究所，杭州市，310021； 2. 农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室（部省共建），杭州市，310021； 3. 浙江省畜牧技术推广与种畜禽监测总站（浙江省农业机械试验鉴定推广总站），杭州市，310021； 4. 浙江唐诗之路控股集团有限公司，浙江新昌，312500

摘要：为解决现有掘耕刀具在茶园掘耕过程中存在阻力大、能耗高的问题，基于穿山甲爪趾开展掘耕刀具结构仿生设计，利用正交试验设计刀面仿生凸棱结构，并采用离散元方法研究不同参数组合对掘耕阻力的影响水平，获得最优组合参数：凸棱宽度为5.0mm，凸棱高度为3.0mm；使用最优参数开展全仿生刀具设计及耕作仿真分析，仿真试验结果表明，使用全仿生刀具可理论减阻35.4%。通过田间试验表明，使用全仿生学设计的掘耕刀具进行茶园耕作管理，实际可减阻30.6%，整体具有较好的减阻效果；同时，开展耕深、耕深变异系数等耕作质量指标对比分析，结果显示，全仿生刀具在减阻的同时还能够保持良好的耕作质量。

关键词：茶园,掘耕,减阻,离散元,仿生学

基金资助：浙江省农机研发制造推广应用一体化项目（2024R30S24C01）；浙江省“三农九方”农业科技协作项目（2023SNJF046）