[發明專利]降低打捆機撿拾器漏檢率的優化設計方法

有效

• 申請號: 201710623964.5
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107491597B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 戚得眾;雷亞闊;陳源;左耀;周明剛;劉明勇
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 王和平

1.一種降低打捆機撿拾器漏檢率的優化設計方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)構建撿漏區面積數學模型：得到撿漏區面積S滿足如下式(7)的數學關系式：

S＝h×b/2 式(7)

其中，式(7)中的h為撿漏區高度，式(7)中的b為撿漏區跨度；

2)構建彈齒與物料接觸速度數學模型：得到彈齒與物料接觸時的瞬時速度v滿足如下的式(10)所示的數學關系式：

其中，Vxm代表彈齒端部在坐標軸x方向線速度；

Vym代表彈齒端部在坐標軸y方向線速度；

3)構建撿拾器多目標優化數學模型：包括撿拾器優化數學模型的目標函數，撿拾器的變量優化數學模型的目標函數及撿拾器約束條件確定的變量取值范圍；

所述撿拾器優化數學模型的目標函數min F[x]滿足如下式(12)所示的數學關系式：

min F[x]＝AS(x)+BV(x) 式(12)

其中，A和B為權重，S(x)為撿漏區面積函數，V(x)為彈齒與物料接觸速度函數；

所述撿拾器的變量優化數學模型的目標函數F滿足如下式(13)所示的數學關系式：

其中，撿拾器的變量包括式(13)中的圓形轉盤轉速彈齒個數z、撿拾器行駛速度v_m、圓形轉盤半徑a、擺桿長度l、凸輪基圓半徑r₀、彈齒長度l‘；

所述撿拾器約束條件滿足如下式(14)所示的數學關系式：

其中，式(14)中的v_b為撿拾器的線速度，a為圓形轉盤半徑，為圓形轉盤轉速，v_m為撿拾器行駛速度；

4)求解撿拾器多目標優化數學模型，包括如下步驟：

41)無量綱處理：對所述步驟3)中的分量目標進行無量綱處理，得到無量綱化處理后的分量目標函數

其中，f_i(x)為分量目標函數，為分量目標函數在可行域內的極小值；

42)分量目標函數的權值確定：

取撿漏區面積函數S(x)和彈齒接觸速度函數V(x)作為撿拾器優化設計的評價函數，并組成一個模糊集各分量目標函數最優解組成的多目標優化理想解模糊化為最優解通過建立各分量目標的隸屬度函數，得到撿漏區面積的隸屬度函數S(r)滿足如下式(17)所示的數學關系式，彈齒與物料接觸速度的隸屬度函數V(r)滿足如下式(18)所示的數學關系式；

其中，S_r為撿漏區面積的隸屬度，S為撿漏區面積，V_r為彈齒與物料接觸速度的隸屬度，V為彈齒與物料接觸速度；

43)遺傳算法的操作：采用遺傳算法的Matlab程序并結合歸一化處理，對各目標函數進行優化處理，得到撿拾器的變量圓形轉盤轉速彈齒個數z、撿拾器行駛速度v_m、圓形轉盤半徑a、擺桿長度l、凸輪基圓半徑r₀、彈齒長度l‘的優化值；

5)運用ADAMS軟件對步驟4)中的優化值進行仿真驗證。

2.根據權利要求1所述降低打捆機撿拾器漏檢率的優化設計方法，其特征在于：所述步驟1)中的撿漏區高度h滿足如下式(5)所示的數學關系式，撿漏區跨度b滿足如下式(6)所示的數學關系式；

3.根據權利要求1或2所述降低打捆機撿拾器漏檢率的優化設計方法，其特征在于：所述步驟2)中的V_xm和V_ym分別滿足如下式(8)和式(9)所示的數學關系式；

其中，為擺桿轉角，為擺桿初始轉角，滿足如下式(11)所示的數學關系式：

當擺桿轉角取最大值時，彈齒與物料接觸時的瞬時速度v為最小值v_min。

4.根據權利要求1或2所述降低打捆機撿拾器漏檢率的優化設計方法，其特征在于：所述步驟3)中的撿拾器的變量滿足如下取值范圍：

圓形轉盤轉速控制在50～100r/min之間，圓形轉盤半徑為150～200mm，擺桿長度為150～200mm，凸輪基圓半徑為50～100mm，彈齒個數為3～5個之間，彈齒長度為100～200mm，撿拾器行駛速度控制在5～10km/h之間。