孫洪旗

摘 要：農(nóng)業(yè)是我國(guó)立國(guó)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(guó)農(nóng)業(yè)正在提升自身的機(jī)械化水平，而機(jī)械技術(shù)是機(jī)械化形成的重要因素，農(nóng)業(yè)機(jī)械機(jī)構(gòu)軌跡創(chuàng)新設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械機(jī)構(gòu)學(xué)的革新，同時(shí)也是一項(xiàng)重要的機(jī)械技術(shù)，本文主要對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；機(jī)構(gòu)軌跡；創(chuàng)新設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S223.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0041-01

農(nóng)業(yè)作為我國(guó)一項(xiàng)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(guò)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(jī)械化為主，機(jī)械化水平也在不斷的提高，這是機(jī)械技術(shù)創(chuàng)新的具體體現(xiàn)，也是農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的必然趨勢(shì)。本文主要通過(guò)蔬菜移栽分插機(jī)構(gòu)作為此項(xiàng)研究的案例，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械機(jī)構(gòu)軌跡創(chuàng)新設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 機(jī)構(gòu)軌跡綜合優(yōu)化的原理及方法

1.1 機(jī)構(gòu)軌跡綜合

通過(guò)機(jī)構(gòu)學(xué)理論可知，優(yōu)化和綜合存在著密切的聯(lián)系。通過(guò)設(shè)計(jì)的相關(guān)準(zhǔn)則最大程度的將需要完成機(jī)構(gòu)軌跡設(shè)計(jì)的任務(wù)進(jìn)行準(zhǔn)確的做出規(guī)定，并通過(guò)之前所決定采用的機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行給定運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)，使運(yùn)動(dòng)學(xué)給定值及動(dòng)力學(xué)給定值得以確定，然后通過(guò)型綜合來(lái)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式的獲取，使運(yùn)動(dòng)區(qū)域和幾何要求得到滿足。以優(yōu)化的方法對(duì)機(jī)構(gòu)軌跡綜合進(jìn)行應(yīng)用，并在約束的條件得到滿足的條件下，根據(jù)對(duì)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(yīng)的滿足條件。

1.2 具體的流程

以平面連桿機(jī)構(gòu)為例，進(jìn)行對(duì)機(jī)構(gòu)軌跡綜合具體的流程做簡(jiǎn)要介紹。使軌跡機(jī)構(gòu)能夠得以實(shí)現(xiàn)通常是指連桿機(jī)構(gòu)上的某一個(gè)點(diǎn)能夠沿著特定的軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。一般情況下，這種特定的軌跡是通過(guò)離散點(diǎn)的形式表現(xiàn)出來(lái)的，所以，使軌跡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)任務(wù)得以實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵在于平面連桿機(jī)構(gòu)上的某一個(gè)點(diǎn)對(duì)一系列設(shè)計(jì)點(diǎn)的通過(guò)。

2 蔬菜移栽分插機(jī)構(gòu)參數(shù)的輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化

通過(guò)采用后插式的分插機(jī)構(gòu)能夠有效的使蔬菜移栽機(jī)得到相應(yīng)的改進(jìn)，其主要是通過(guò)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的。并且移栽的整體質(zhì)量受其性能的影響較大，對(duì)其參數(shù)進(jìn)行選擇需要同時(shí)滿足栽植行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)動(dòng)的軌跡，與此同時(shí)，還需要對(duì)回程不推苗、栽植臂部沒(méi)有運(yùn)動(dòng)干涉等要求進(jìn)行滿足。在對(duì)其設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以以絕對(duì)的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行模擬，以此來(lái)篩選出一組相對(duì)較好的設(shè)計(jì)參數(shù)，然后通過(guò)此組設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)值的確定。為了使分插機(jī)構(gòu)的正常工作能夠得到有效的保證，并能夠使插秧機(jī)較好的工作，必須對(duì)分插機(jī)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行有效的輔助設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

2.1 優(yōu)化目標(biāo)及結(jié)構(gòu)參數(shù)特點(diǎn)

將分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既要對(duì)分插機(jī)的工作軌跡進(jìn)行優(yōu)化，還要對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀進(jìn)行掌握以及對(duì)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析。若要使運(yùn)動(dòng)軌跡達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)，必須做到以下幾點(diǎn)：

（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(yīng)該保持在5°至20°之間，應(yīng)避免夾角出現(xiàn)過(guò)大或過(guò)小。（2）在栽植過(guò)程中，栽植臂的運(yùn)動(dòng)軌跡所形成的穴口大小范圍應(yīng)保持在35～50mm之間，如果穴口太大，移栽的缽苗必定會(huì)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(yùn)動(dòng)軌跡與苗箱保持垂直的狀態(tài)，以減少對(duì)缽苗的損傷。（4）當(dāng)切割式取苗器送苗結(jié)束后，必須將推苗這一步驟完成。（5）推苗的角度應(yīng)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(yīng)該保持在55°至60°的范圍之內(nèi)。（6）為了能夠使分插機(jī)同時(shí)對(duì)大苗和小苗進(jìn)行移栽，并能夠保證大苗不會(huì)出現(xiàn)倒塌的狀態(tài)，栽植臂的尖點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(guò)優(yōu)化進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)置

首先，通過(guò)已完成的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對(duì)上述所提到的取苗角、推苗角、軌跡高度進(jìn)行綜合考慮其所帶來(lái)的影響，并結(jié)合約束的條件來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理的選??；其次，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整；最后，經(jīng)過(guò)分析的研究，對(duì)方案的好壞進(jìn)行評(píng)定，選擇出最優(yōu)的方案。

在進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)，需要從始至終對(duì)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(duì)栽植臂的尖點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的高度進(jìn)行合理的保持，以保證缽苗移栽的全面性。而對(duì)于分插機(jī)構(gòu)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(jìn)行參數(shù)修改時(shí)，所修改的參數(shù)可能會(huì)使多個(gè)要求產(chǎn)生重要的影響。因此，將每一個(gè)參數(shù)對(duì)移栽運(yùn)動(dòng)軌跡的影響進(jìn)行分析存在著一定的必要性。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化水平得到了不斷的提高，這無(wú)疑是對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡和動(dòng)力特點(diǎn)做出更高、更標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以需要我們必須對(duì)存在的缺陷進(jìn)行改良，與此同時(shí)，也要求參與設(shè)計(jì)工作的技術(shù)人員能夠進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新，不斷的積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)知識(shí)，并且根據(jù)所給定的工作任務(wù)利用自身的積累來(lái)進(jìn)行對(duì)最優(yōu)解的尋求，從而研制出新的技術(shù)，服務(wù)于社會(huì)的發(fā)展和需求。

參考文獻(xiàn)

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