图7 刀装配体正视图
在这个Adams模拟中，主要分析在输入转速为500r/min状态下动刀片的运动数据。首先要输出动刀片的位移曲线，以验证设计目的中，动刀片每往复一次，恰好在定刀片的两个相邻刀之间移动，实现最大限度的利用刀具进行切割。其次要输出动刀片的速度和加速度曲线，验证动刀片速度是否满足设计要求，看加速度曲线是否平滑，以验证刀的运行时平稳的。最后要输出动刀片与刀盒的接触力曲线，验证动刀片与刀盒之间是否有异常冲击力。
5.2 仿真数据分析
本次仿真主要考虑刀装配体中动刀片系统的运动学行为。将刀盒、偏心轮、连杆、轴承均定义为刚体，忽略相互之间的弹性变形，然后在各部件间施加约束。
首先为了更加直观的观察各级传动的输出比关系，给偏心轮轮添加一个3000度/秒的角速度，然后我们通过分析输出结果，演算动刀片的运行数据是否正确。在ADAMS／View模块中输入仿真时间为10s，仿真工作步长为step=100，仿真结果如下所示。
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图8. 偏心轮角速度随时间变化曲线
给予偏心轮轴心500r/min的转速：
图9. 动刀片位移随时间变化曲线
由位移曲线可以看出，位移在577.5-612.5mm之间，偏心轮旋转一圈，动刀片进行一个往复，相对位移35mm，恰好符号设计方案。说明此次仿真分析输出结果比较理想。
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图10.动刀片速度随时间变化曲线
由动刀片速度曲线可以看出，动刀片的速度最大时约为1m/s，平均速度为0.6m/s，速度较适合。说明此次仿真分析输出结果比较理想。
图11. 动刀片加速度随时间变化曲线
由动刀片的加速度曲线图可以看出，在动刀片向托刀盒方向运动时加速度有一个最大值，会对刀、曲柄还有偏心轮产生较大伤害，所以刀的装配还要进一步优化。
图12. 动刀片与托刀盒碰撞力随时间变化曲线
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由动刀片和托刀盒的碰撞曲线可以看出，在动刀片在运行过程中，与托刀盒无明显异常碰撞，说明偏心轮和连杆的设计基本符合设计要求。
综上Adams软件运动学分析，可以得出本文所设计的可快速拆卸组合式水草切割装置基本满足要求，有些地方还需要进一步的改进。
5.2 试验测试
表2: 产品参数
Parameters
动力(cc) 割幅(m) 割深(m)
收割速度(km2/h) 水中前进速度(km/h) 割刀移动速度(m/s) 船的吃水深度(m)
整体 长 x 宽 x 高(m)
注意: 以上参数可根据实际情况调节
Value
49 1.2 0～1 1.853 0.3 0.7 0.25 1x1.2x1.2
该直接传动小型船用式水草切割机第一代样机已于2012年7月经过设计、加工和调试后，在上海海洋大学湖泊进行了实地切割试验，效果满意，达到了设计要求。
图13.实地切割实验
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表3 试验数据
Parameters
工作时间（h） 割幅(m) 割深(m)
2
收割速度(km/h) 水中前进速度(km/h) 割刀移动速度(m/s) 船的吃水深度(m) 收割面积 收割率
耗油量（L）
Value 2 0.7 0～1 1.853 0.3 0.7 0.25 5 80% 1.4
通过试验测试计算，一天按8小时工作计算，割草量为20亩，耗油量5.6升，割草率80%。人工收割水草，一天按8小时计算，人均割草量为2.5亩/人。此款水草收割机收割量是人工收割的8倍，大大提高了作业效率。
6 前景预测
2012年10月，团队成员分别去上海崇明、溧阳市螃蟹养殖基地实地考察，螃蟹养殖区域大部分为分块养殖，每小块面积为20亩左右。水草覆盖面积在40%左右，呈现密集型。调研场景如图14、图15所示。
图14 调研养殖户
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