基于Box—Behnken设计的韭菜收割机工作参数优化与田间性能验证

来源：中国农机化学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：李海, 曹晓庆, 宋学锋, 张仕林, 张武, 张锋伟

单位：（1. 甘肃交通职业技术学院汽车学院，兰州市，730207； 2. 甘肃农业大学机电工程学院，兰州市，730070）

摘要：针对韭菜机械化收获过程中存在的植株损伤率高、漏割损失大等关键问题，以手扶式韭菜收割机为作业机具，以韭菜为作业对象，基于作物—机械互作机理开展收获参数优化研究。采用Box—Behnken试验设计构建三因素三水平正交试验方案，系统分析前进速度（0.40~0.60 m/s）、割刀转速（1 800~2 200 r/min）和输送速度（0.48~0.72 m/s）对损失率与损伤率的影响规律。通过二次回归正交试验建立多因素交互作用的数学模型，并利用响应面分析法优化参数组合。验证试验表明，最佳参数组合：前进速度为0.50 m/s、割刀转速为2 000 r/min、输送速度为0.60 m/s，此时损失率与损伤率分别为4.71%、2.26%，研究揭示关键参数交互作用对收获性能的影响机制，可为韭菜收割装备的智能化控制系统开发提供理论支撑。研究结果可为韭菜收割机械的结构改进与参数优化提供理论依据，提出参数优化方法对叶菜类作物收获机械的农艺适配性提升具有普适性参考价值，有助于推动设施蔬菜生产全程机械化发展。对提升蔬菜收获装备的农艺适应性具有实际意义。

关键词：韭菜收割机,工作参数优化,损失率,损伤率,响应面分析

基金资助：国家自然基金项目（32260432）；甘肃省科技重大专项(21ZD4NA012)