打捆机捡拾器多目标优化研究与设计

戚得众，雷亚阔，陈 源，孙 勇

（湖北工业大学 湖北省农业机械工程研究设计院，湖北 武汉 430068）

1 引言

随着畜牧业在农业产业中的比重加大以及焚烧秸秆带来的危害，打捆机的研究也得到了快速的发展，相较于国外对于打捆机的研究，国内还处于起步阶段。国外学者的研究一般只是集中在整机的综合研究上，对捡拾器理论分析的研究并不多。文献[1]建立了捡拾器运动参数模型，认为捡拾器是个“反转后的摆动从动件盘形凸轮机构”；文献[2]对捡拾器参数进行了分析，并提出了改进设计方案；文献[3]提出了参数化设计与运动学仿真相结合的优化方案；文献[4]通过分析捡拾器的参数，使得滑道滚筒式捡拾器弹齿的离地高度可低于（3～4）cm，减少了牧草捡拾损失。滚筒式捡拾器作为打捆机的关键部件且捡拾结构较为复杂，自从盛凯建立了捡拾器的数学模型，国内学者近几年对其进行了深入研究，但其研究仅聚焦在数学模型的建立与仿真分析，并没有提出一个最优的优化设计方案。

2 捡拾器运动学分析

在没有加速度突变的前提下影响捡拾器捡拾效果的主要从两方面体现：捡漏区面积最小和弹齿与物料接触速度最小。根据科研人员推导的方程，推导出捡漏区面积以及物料与弹齿刚接触的线速度数学模型。

2.1 捡漏区面积数学模型的建立

捡漏区面积是衡量捡拾器捡拾效果好坏的一个重要标准，它可以通过捡漏区的高度与跨度来表现。通过分析并构建捡拾器弹齿尖端摆线运动轨迹数学模型，得出捡拾器捡漏区高度与跨度。……