基于垄面识别的叶菜收割机割台高度主动调控系统设计与试验

　　为解决叶菜垄作模式下割台基准与调整基准不匹配问题，研究人员开发了基于垄面的割台高度主动调控系统（CHAS），通过机械-液压联合方案实现双基准统一。静态测试显示系统响应时间（ART）为0.06-0.29秒，控制精度达94.5%，田间试验中茬高合格率97%。该研究为垄作叶菜机械化收割提供了创新解决方案。

　　

在叶菜机械化收割领域，传统割台高度调整方案面临严峻挑战。由于垄作模式下收割机底盘沿垄沟行进，而叶菜生长于垄面，导致调整基准（垄沟）与切割基准（垄面）分离。这种基准不匹配问题在灌溉等田间管理导致垄高（g_r
）实时变化时尤为突出，现有技术难以适应。江苏大学与协同创新中心的研究团队在Haitao Peng和Hanping Mao带领下，提出革命性的解决方案——基于垄面的割台高度主动调整系统（CHAS），相关成果发表于《Biosystems Engineering》。

研究团队采用机械-液压联合设计，通过垄面高度检测装置、仿形臂和液压缸协同工作，将垄高变化转化为系统硬件信息。关键技术包括：1）接触式垄面高度检测装置（含位移传感器）；2）双液压缸驱动的割台调整机构；3）考虑垄高的运动学模型；4）基于田间实测数据的系统校准。

系统概述
通过安装在割台前后的两个检测装置实时获取垄面高度，结合仿形辊确保检测连续性。当垄高g_r
变化时，控制器根据建立的h_l
-l_h
模型（切割高度h_l
与液压缸长度l_h
关系）驱动液压缸调整，实现基准统一。

性能验证
静态测试表明：从0 mm调整至10/20/30 mm时，平均响应时间（ART）分别为0.06/0.16/0.22秒，平均绝对误差（MAEV）为1.2-1.5 mm；反向调整时ART为0.08-0.29秒。田间试验显示：茬高控制在（0,20）mm范围内的概率达97%，系统平均控制精度94.5%，显著优于传统方案。

该研究创新性地解决了垄作叶菜收割的基准不匹配难题，通过将调整基准从底盘转移至垄面，实现了"随垄而动"的精准控制。所开发的机械-液压协同系统为高价值叶菜的低损收割提供了可靠技术支撑，对推动蔬菜生产机械化具有重要实践意义。研究还启示：在非平坦种植模式下，农业机械设计需重新审视传统基准选择原则，这一理念可延伸至其他根茎类作物收获装备研发。