随着全球产业不断升级，农机装备制造业的竞争日趋激烈，市场需求变得更加多样化，当前我国农机装备制造业的设计研发方法与西方发达国家相比仍有不足，造成设计周期长、效率低、设计可靠性差等问题。因此，利用现有设计知识，融入实际产品实例的特点，建立基于知识的农机装备参数化设计系统，对提高我国农机装备制造企业的自主设计研发能力显得尤为重要。联合收获机是最重要的农业机械装备之一，脱粒、清选装置作为其核心作业装置，研究其基于知识的参数化设计系统具有重要的实际意义。
　　脱粒、清选装置的设计制造过程涉及到大量的设计公式、规则、经验和设计实例等设计知识，传统的设计研发方法的设计周期长、设计效率低，已不能满足当下的市场需求。为打破传统设计研发方法的限制，减少重复性设计，提高设计效率，降低设计成本，本文利用知识工程和参数化设计技术，研发基于知识的联合收获机脱粒、清选装置参数化设计系统。具体研究内容分为以下几个部分：
　　(1)脱粒清选装置知识库的构建
　　确定初期主要以人工获取方式，设计系统运行后实现人工获取与自动更新相结合的联合收获机脱粒、清选装置设计知识的获取方式，比只通过人工获取的知识方式，大大提高了知识的获取效率；整理分类获取的设计知识，主要分为实例类和规则类知识；采用框架式表示法和IF-THEN产生式表示法相结合的知识表示方法，针对设计知识的不同类型，确定对应的知识表示方法，使知识的表示更准确；将设计知识存储在数据库SQLServer软件中，包含了纹杆滚筒式、钉齿滚筒式、双滚筒式、轴流滚筒式和弓齿滚筒式的脱粒装置以及风机-振动筛式、气流式的清选装置的实例库和规则库，构建了存储有34个规则类知识表、22个实例类知识表和1522条设计知识的脱粒、清选装置知识库。完整的知识库为设计系统的知识推理提供了充分的知识基础。
　　(2)脱粒清选装置参数化模型库的构建
　　通过NX的UIStyler及PTSAuthor工具创建脱粒、清选装置模型实例的参数化设计交互界面；以钉齿脱粒滚筒模型的参数化为例，运用NX的表达式技术创建了钉齿脱粒滚筒的弯头钉齿、齿板、辐盘、排草板、加固环和滚筒传动轴的模型实例及对应的表达式，并编写参数化建模程序，实现钉齿脱粒滚筒模型实例的参数化设计；将知识库中的主要的5种脱粒装置、2种清选装置的各个零部件模型实例进行参数化建模，再将参数化的702个零部件模型实例存储至NX重用库中，同时也导入至Teamcenter中，构建了与知识库中实例知识相对应的脱粒、清选装置参数化模型库，大大缩短了脱粒、清选装置模型的设计周期。
　　(3)基于知识的脱粒清选装置的参数化设计系统的构建
　　采用ADO.NET的接口方式将构建的脱粒、清选装置的知识库与VisualStudio的集成，利用VisualStudio开发了基于知识的脱粒、清选装置参数化设计系统的窗体应用程序，实现了设计系统对知识库中设计知识的添加、修改、删除和查询的功能；研究整机-装置实例匹配和最近邻相似算法相结合的基于实例的知识推理方法，在VisualStudio中开发了基于知识的脱粒、清选装置参数化设计系统；以输出钉齿脱粒滚筒模型实例为例，测试设计系统，推理出了符合设计参数要求的钉齿脱粒滚筒模型实例，证明了设计系统的可行性。通过基于知识的脱粒、清选装置参数化设计系统，可以提高脱粒、清选装置的设计效率。
　　(4)仿真分析与样机试验
　　对系统测试输出的钉齿脱粒滚筒模型实例进行静力学分析和模态分析，确定了输出的钉齿脱粒滚筒模型实例的强度和刚度均满足要求；在输出的钉齿脱粒滚筒基础上，完成该钉齿滚筒式脱粒装置整个模型实例的参数化再变型设计，并制造出样机；通过样机滚筒转速的台架试验，确定设计输出的钉齿滚筒式脱粒装置，在滚筒转速为650~950r?min-1时，均可获得总损失率小于3%、破碎率小于1.5%的良好的脱粒效果，并且在转速为850r?min-1时，获得总损失率为0.83%、破碎率为0.15%的最优脱粒效果，与设计参数要求的最优滚筒转速一致，证明设计输出的钉齿滚筒式脱粒装置符合设计参数要求。通过对设计实例的仿真分析和台架试验，证明了基于知识的脱粒、清选装置参数化设计系统的有效性和实用性。