[發明專利]一種適用于旱地電驅移栽機的五桿類栽植機構

在審

• 申請號: 201911162140.8
• 申請日: 2019-11-25
• 公開（公告）號: CN111010948A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 袁宗陽;權龍哲;姜士杰;郎繼超;齊森茂;魏春雨
• 申請（專利權）人: 東北農業大學
• 主分類號: A01C11/00
• 分類號: A01C11/00;G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明所述的優化設計方法針對的旱地電驅移栽機雙曲柄五連桿類栽植機構，主要由主動曲柄(12)、從動曲柄(7)、短連架桿(11)、長連架桿(10)、主動鏈輪(1)、兩個從動鏈輪(6)(8)、傳動鏈(3)、輔助輪(5)、鴨嘴栽植器(9)、框架螺栓(2)4個、緊固螺栓(4)5個、驅動電機(14)延長桿(16)、鋁型材(15)、安裝軸承(13)組成。

2.栽植機構的主體部分即雙曲柄五連桿部分由主動曲柄(12)、從動曲柄(7)、短連架桿(11)、長連架桿(10)和延長桿(16)組成，桿件之間由螺栓(17)(18)(19)(20)(21)連接，其中主動鏈輪(1)由驅動電機(14)進行驅動，兩個從動鏈輪(6)(8)以及輔助輪(5)支撐鏈條，完成傳動，帶動主動曲柄(12)和從動曲柄(7)完成動作，在主動曲柄(12)、從動曲柄(7)、長連架桿(11)和短連架桿(10)的合成運動下，通過短連架桿(11)、長連架桿(10)和延長桿(16)帶動鴨嘴栽植器(9)完成栽植任務。

3.栽植機構的機架由鋁型材(15)4根搭建而成，并由緊固螺栓(4)和框架螺栓(2)進行固定，在曲柄五連桿機構的后方除驅動電機外還裝有安裝軸承(13)，便于將栽植機構固定在移栽機機體上并調節上下位置。

4.本發明設計了一種優化方法，首先本發明通過建立機構的運動簡圖以及列寫封閉矢量方程了解機構的運動規律，然后通過拉格朗日方程描述受控雙曲柄五連桿栽植機構的動力學模型，考慮成立條件選取邊界約束條件f₂(L)＝l_min≤l_i≤l_max、傳動角約束條件f₃(L)＝γ_min≥[γ]、最小破膜條件最小入土機械損傷標準栽植深度等株距移栽有效零速移栽幾個指標為約束條件，并為補償平衡單一改變參數會導致不同的待優化性能指標向著不同的方向改變的現象，對性能指標進行了權重分配，最終確定為目標函數應用遺傳算法進行優化，該方法可優化純電驅雙曲柄五連桿栽植機構的機構設計參數，優化后的栽植機構可在完成農藝要求的前提下，保證工作時驅動電機的輸出力矩和栽植機構的速度性能滿足工作要求且始終維持在一個比較平穩的狀態，并實現了能耗的最小化以及工作效率的最大化。