基于仿生学的开沟覆土装置设计与仿真分析

来源：中国农机化学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：赵秀艳, 张通, 商晓猛, 刘润平, 吴日恒, 张开兴

单位：1. 山东农业大学信息科学与工程学院，山东泰安，271018； 2. 山东农业大学机械与电子工程学院，山东泰安，271018

摘要：针对我国蔬菜机械化生产过程中存在土壤黏附、作业阻力大和能量损耗严重等问题，优化并设计出一种能够减少土壤黏附、降低工作阻力和损耗的开沟覆土装置。首先，研究蚯蚓和穿山甲的减附降阻机理，并利用逆向工程技术进行特征提取和曲线拟合。然后，根据开沟器和覆土镇压装置的结构特点，设计仿生波纹开沟器和覆土镇压装置。最后在土壤模型中对比仿生波纹开沟器、传统直线开沟器和芯铧式开沟器在不同作业速度和开沟深度下的性能，结果显示，仿生波纹开沟器在速度为2m/s和开沟深度为90mm时减阻率最高达9.17%。通过旋转正交组合试验确定仿生覆土镇压装置的最优参数组合。

关键词：仿生,开沟器,覆土镇压,优化设计

基金资助：山东省自然科学基金（ZR2021ME181）