農(nóng)業(yè)機械機構軌跡創(chuàng)新設計的應用

孫洪旗

摘 要：農(nóng)業(yè)是我國立國之本，農(nóng)業(yè)的發(fā)展有助于人們的生活水平提高。目前，我國農(nóng)業(yè)正在提升自身的機械化水平，而機械技術是機械化形成的重要因素，農(nóng)業(yè)機械機構軌跡創(chuàng)新設計是對機械機構學的革新，同時也是一項重要的機械技術，本文主要對其應用進行研究。

關鍵詞：農(nóng)業(yè)機械；機構軌跡；創(chuàng)新設計；應用

中圖分類號：S223.91 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0041-01

農(nóng)業(yè)作為我國一項古老的產(chǎn)業(yè)，有著幾千年的發(fā)展歷史，在農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，其發(fā)展一直在不斷的改革創(chuàng)新?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)主要以機械化為主，機械化水平也在不斷的提高，這是機械技術創(chuàng)新的具體體現(xiàn)，也是農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的必然趨勢。本文主要通過蔬菜移栽分插機構作為此項研究的案例，對農(nóng)業(yè)機械機構軌跡創(chuàng)新設計的具體應用進行研究。

1 機構軌跡綜合優(yōu)化的原理及方法

1.1 機構軌跡綜合

通過機構學理論可知，優(yōu)化和綜合存在著密切的聯(lián)系。通過設計的相關準則最大程度的將需要完成機構軌跡設計的任務進行準確的做出規(guī)定，并通過之前所決定采用的機構來進行給定運動的實現(xiàn)，使運動學給定值及動力學給定值得以確定，然后通過型綜合來進行機構的結構形式的獲取，使運動區(qū)域和幾何要求得到滿足。以優(yōu)化的方法對機構軌跡綜合進行應用，并在約束的條件得到滿足的條件下，根據(jù)對變量采取不同的取值方法，使其所有要求的最優(yōu)解能夠得到相應的滿足條件。

1.2 具體的流程

以平面連桿機構為例，進行對機構軌跡綜合具體的流程做簡要介紹。使軌跡機構能夠得以實現(xiàn)通常是指連桿機構上的某一個點能夠沿著特定的軌跡進行運動。一般情況下，這種特定的軌跡是通過離散點的形式表現(xiàn)出來的，所以，使軌跡機構的設計任務得以實現(xiàn)，關鍵在于平面連桿機構上的某一個點對一系列設計點的通過。

2 蔬菜移栽分插機構參數(shù)的輔助設計和優(yōu)化

通過采用后插式的分插機構能夠有效的使蔬菜移栽機得到相應的改進，其主要是通過曲柄搖桿機構進行改進的。并且移栽的整體質(zhì)量受其性能的影響較大，對其參數(shù)進行選擇需要同時滿足栽植行業(yè)的相關標準和運動的軌跡，與此同時，還需要對回程不推苗、栽植臂部沒有運動干涉等要求進行滿足。在對其設計的過程中，可以以絕對的運動軌跡進行模擬，以此來篩選出一組相對較好的設計參數(shù)，然后通過此組設計參數(shù)進行最優(yōu)值的確定。為了使分插機構的正常工作能夠得到有效的保證，并能夠使插秧機較好的工作，必須對分插機構的參數(shù)進行有效的輔助設計和優(yōu)化。

2.1 優(yōu)化目標及結構參數(shù)特點

將分插機構進行優(yōu)化，既要對分插機的工作軌跡進行優(yōu)化，還要對其運動軌跡的形狀進行掌握以及對動力學進行分析。若要使運動軌跡達到實際應用的價值標準，必須做到以下幾點：

（1）為了使移栽的缽苗保持良好的直立程度，取秧器同水平線之間夾角的范圍應該保持在5°至20°之間，應避免夾角出現(xiàn)過大或過小。（2）在栽植過程中，栽植臂的運動軌跡所形成的穴口大小范圍應保持在35～50mm之間，如果穴口太大，移栽的缽苗必定會出現(xiàn)傾倒的現(xiàn)象，如果穴口太小，則不便于栽植。（3）必須保證取苗的運動軌跡與苗箱保持垂直的狀態(tài)，以減少對缽苗的損傷。（4）當切割式取苗器送苗結束后，必須將推苗這一步驟完成。（5）推苗的角度應該保持在60°至75°的范圍之內(nèi)；推苗的角度和取苗的角度形成的差值應該保持在55°至60°的范圍之內(nèi)。（6）為了能夠使分插機同時對大苗和小苗進行移栽，并能夠保證大苗不會出現(xiàn)倒塌的狀態(tài)，栽植臂的尖點的運動軌跡必須使其高度保持在一定的范圍之內(nèi)，一般情況下，在290～320mm范圍之內(nèi)最為合適。

2.2 通過優(yōu)化進行結構參數(shù)的設置

首先，通過已完成的運動學模型，對上述所提到的取苗角、推苗角、軌跡高度進行綜合考慮其所帶來的影響，并結合約束的條件來對結構參數(shù)進行合理的選??；其次，通過計算機對設計參數(shù)進行調(diào)整；最后，經(jīng)過分析的研究，對方案的好壞進行評定，選擇出最優(yōu)的方案。

在進行設計優(yōu)化時，需要從始至終對取苗角、推苗角的大小保持在合適的狀態(tài)，以使栽植后的缽苗保持直立的狀態(tài)。并且需要對栽植臂的尖點運動軌跡的高度進行合理的保持，以保證缽苗移栽的全面性。而對于分插機構的參數(shù)存在交互性以及模糊性的特征，在某一范圍內(nèi)進行參數(shù)修改時，所修改的參數(shù)可能會使多個要求產(chǎn)生重要的影響。因此，將每一個參數(shù)對移栽運動軌跡的影響進行分析存在著一定的必要性。

3 結語

隨著我國科學技術的不斷進步，農(nóng)業(yè)機械化和自動化水平得到了不斷的提高，這無疑是對運動軌跡和動力特點做出更高、更標準的要求，所以需要我們必須對存在的缺陷進行改良，與此同時，也要求參與設計工作的技術人員能夠進行科學創(chuàng)新，不斷的積累生產(chǎn)經(jīng)驗和相關知識，并且根據(jù)所給定的工作任務利用自身的積累來進行對最優(yōu)解的尋求，從而研制出新的技術，服務于社會的發(fā)展和需求。

參考文獻

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