手扶式移栽机栽植机构优化设计与试验

发布时间：2024-03-04 23:29

　　为使移栽机具备较好的栽植性能，提出一种凸轮摆杆式栽植机构，为保证良好的栽植直立度、均匀性以及栽植深度合格率，需要对栽植机构连杆部分的长度及位置进行分析，在该栽植机构工作原理的基础上建立相应的数学模型，通过分析得到相应的设计变量、约束函数以及栽植点的目标轨迹函数，利用MATLAB优化工具箱中fgoalattain求解移栽机栽植机构复杂的多目标非线性规划问题，可以得到一组较为完善的设计变量参数组合[L₁、L₂、L₃、L₄、L₅、L₆、θ₂、θ₃、γ]的优化数据，经过迭代计算最优参数组合为[128 mm; 52 mm; 150 mm; 120 mm; 336 mm; 60 mm; 256π/180;316π/180;8π/180],进而可以得到栽植点的轨迹曲线、摆角曲线、速度曲线以及加速度曲线，以株距变异系数、直立度、栽植深度合格率为评价指标，记录相应的移栽数据，当速度为300、400、500 mm/s时，移栽合格率及...

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【部分图文】：

图1整机结构简图

手扶式半自动移栽机主要由发动机、车轮、链条、供苗机构、变速箱、鸭嘴开合控制机构、栽植机构、鸭嘴栽植器、覆土机构等结构组成，其整机结构简图如图1所示。启动发动机，发动机将动力经过变速箱传输给栽植机构，实现预期的栽植轨迹运动，另外在鸭嘴栽植器入土一定深度时，鸭嘴需要张开进行放苗移栽工....

图2栽植机构结构示意图

栽植机构模型建立，如图2所示。图3为该移栽机的栽植机构简图，栽植机构的主动件分别为凸轮K以及曲柄BC,两者都以ω的角速度顺时针匀速转动，凸轮K将其中一个动力经过滚子R传递给摆杆MOA,使A点有一个运动，凸轮的作用主要是可以实现轨迹的平缓，在曲柄BC的带动下将另一个动力传递到D点，....

图3栽植机构简图

图2栽植机构结构示意图栽植机构的运动轨迹可分为X方向以及Y方向，建立数学模型，表1为栽植机构数学模型参数表，和传统的栽植机构所采用的两个主动件都是曲柄的方案不同，该栽植机构的两个主动件分别是凸轮K以及曲柄BC,它们共同控制栽植点H的运动轨迹。由图3可知

图4凸轮轮廓曲线

通过对栽植点进行分析，已知θ7是在一定范围内摆动，若已知γ,则可以推导出θ6。在栽植过程中V取500mm/s,时间t为可控变量，B点要安装在减速箱上，参考现有机型对该点的位置进行提前设计选定，(XB,YB)为(139.08,35.72),综上，栽植点的轨迹设计变量为X=[x(....

本文编号：3919333