农业机械机构轨迹创新设计的应用

孙洪旗

摘 要：农业是我国立国之本，农业的发展有助于人们的生活水平提高。目前，我国农业正在提升自身的机械化水平，而机械技术是机械化形成的重要因素，农业机械机构轨迹创新设计是对机械机构学的革新，同时也是一项重要的机械技术，本文主要对其应用进行研究。

关键词：农业机械；机构轨迹；创新设计；应用

中图分类号：S223.91 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）14-0041-01

农业作为我国一项古老的产业，有着几千年的发展历史，在农业的发展过程中，其发展一直在不断的改革创新。现代农业主要以机械化为主，机械化水平也在不断的提高，这是机械技术创新的具体体现，也是农业机械化发展的必然趋势。本文主要通过蔬菜移栽分插机构作为此项研究的案例，对农业机械机构轨迹创新设计的具体应用进行研究。

1 机构轨迹综合优化的原理及方法

1.1 机构轨迹综合

通过机构学理论可知，优化和综合存在着密切的联系。通过设计的相关准则最大程度的将需要完成机构轨迹设计的任务进行准确的做出规定，并通过之前所决定采用的机构来进行给定运动的实现，使运动学给定值及动力学给定值得以确定，然后通过型综合来进行机构的结构形式的获取，使运动区域和几何要求得到满足。以优化的方法对机构轨迹综合进行应用，并在约束的条件得到满足的条件下，根据对变量采取不同的取值方法，使其所有要求的最优解能够得到相应的满足条件。

1.2 具体的流程

以平面连杆机构为例，进行对机构轨迹综合具体的流程做简要介绍。使轨迹机构能够得以实现通常是指连杆机构上的某一个点能够沿着特定的轨迹进行运动。一般情况下，这种特定的轨迹是通过离散点的形式表现出来的，所以，使轨迹机构的设计任务得以实现，关键在于平面连杆机构上的某一个点对一系列设计点的通过。

2 蔬菜移栽分插机构参数的辅助设计和优化

通过采用后插式的分插机构能够有效的使蔬菜移栽机得到相应的改进，其主要是通过曲柄摇杆机构进行改进的。并且移栽的整体质量受其性能的影响较大，对其参数进行选择需要同时满足栽植行业的相关标准和运动的轨迹，与此同时，还需要对回程不推苗、栽植臂部没有运动干涉等要求进行满足。在对其设计的过程中，可以以绝对的运动轨迹进行模拟，以此来筛选出一组相对较好的设计参数，然后通过此组设计参数进行最优值的确定。为了使分插机构的正常工作能够得到有效的保证，并能够使插秧机较好的工作，必须对分插机构的参数进行有效的辅助设计和优化。

2.1 优化目标及结构参数特点

将分插机构进行优化，既要对分插机的工作轨迹进行优化，还要对其运动轨迹的形状进行掌握以及对动力学进行分析。若要使运动轨迹达到实际应用的价值标准，必须做到以下几点：

（1）为了使移栽的钵苗保持良好的直立程度，取秧器同水平线之间夹角的范围应该保持在5°至20°之间，应避免夹角出现过大或过小。（2）在栽植过程中，栽植臂的运动轨迹所形成的穴口大小范围应保持在35～50mm之间，如果穴口太大，移栽的钵苗必定会出现倾倒的现象，如果穴口太小，则不便于栽植。（3）必须保证取苗的运动轨迹与苗箱保持垂直的状态，以减少对钵苗的损伤。（4）当切割式取苗器送苗结束后，必须将推苗这一步骤完成。（5）推苗的角度应该保持在60°至75°的范围之内；推苗的角度和取苗的角度形成的差值应该保持在55°至60°的范围之内。（6）为了能够使分插机同时对大苗和小苗进行移栽，并能够保证大苗不会出现倒塌的状态，栽植臂的尖点的运动轨迹必须使其高度保持在一定的范围之内，一般情况下，在290～320mm范围之内最为合适。

2.2 通过优化进行结构参数的设置

首先，通过已完成的运动学模型，对上述所提到的取苗角、推苗角、轨迹高度进行综合考虑其所带来的影响，并结合约束的条件来对结构参数进行合理的选取；其次，通过计算机对设计参数进行调整；最后，经过分析的研究，对方案的好坏进行评定，选择出最优的方案。

在進行设计优化时，需要从始至终对取苗角、推苗角的大小保持在合适的状态，以使栽植后的钵苗保持直立的状态。并且需要对栽植臂的尖点运动轨迹的高度进行合理的保持，以保证钵苗移栽的全面性。而对于分插机构的参数存在交互性以及模糊性的特征，在某一范围内进行参数修改时，所修改的参数可能会使多个要求产生重要的影响。因此，将每一个参数对移栽运动轨迹的影响进行分析存在着一定的必要性。

3 结语

随着我国科学技术的不断进步，农业机械化和自动化水平得到了不断的提高，这无疑是对运动轨迹和动力特点做出更高、更标准的要求，所以需要我们必须对存在的缺陷进行改良，与此同时，也要求参与设计工作的技术人员能够进行科学创新，不断的积累生产经验和相关知识，并且根据所给定的工作任务利用自身的积累来进行对最优解的寻求，从而研制出新的技术，服务于社会的发展和需求。

参考文献

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