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摘要
针对三七收获过程中根土分离率低、根茎损伤率高等问题，该研究深入分析土壤与三七黏附特性，明确影响根土黏附参数间的制约关系，建立考虑土壤粒径、含水率、孔隙率、三七根茎表面粗糙度因子及根土接触面积的黏附力数学模型，实现了种植土壤与三七根茎黏附力量化求解。通过三七种植区土壤粒径、含水率与孔隙率之间的土力学分析，确定了三七收获时三七种植土壤平均粒径为0.058 mm，平均含水率为20.95%，以及土壤孔隙率可由平均含水率线性表征；对三七根茎表面进行光学全矢量可视化处理，实现了三七根茎表面粗糙度因子、表观表面积与比表面积求解与耦合，试验结果得出三七根茎表面平均粗糙度因子为4.14，在纳米尺度上表面粗糙度显著，三七根茎比表面积为粗糙度因子与表观表面积构成的二元二次函数，且含水率一定时，三七根土壤黏附力与三七根茎表面粗糙度因子、三七根茎表观表面积均成正比。在此基础上开展三七根土黏附力测定试验并进行试验验证，结果表明：构建的数学模型计算值与试验值相对误差为5.65%，模型准确可靠，为研究三七收获机械分离装置提供科学的理论依据。
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单位机电工程学院; 昆明理工大学
