丘陵山地桑叶采收机取袋机构优化设计与试验

针对丘陵山地桑叶采收机收集装置自动取袋过程实现困难的问题,通过桑叶取袋装袋过程运动学分析,对取袋机构进行了优化设计与试验.首先通过分析整机结构与取袋机构工作原理,建立了取袋机构运动学分析模型;以最大横向取袋距离和取袋瞬间角度为目标,建立了优化设计模型,并开发了辅助分析设计软件,确定了取袋机构参数的取值范围;采用带基因策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对模型求解,获得最优设计参数.其次根据最优设计参数建立了三维模型,利用ANSYS进行运动学仿真分析,结果表明取袋机构末端执行器位移图像和速度曲线与设计要求一致,可满足取袋机构设计要求.最后研制出桑叶采收机与取袋机构样机,对取袋机构样机开展高速摄像试验,验证了取袋机构运动轨迹与理论仿真结果基本一致.以曲柄转速、吨口袋种类、磁吸石外圆尺寸为试验因素,取袋开袋成功率为指标开展桑叶取袋开袋正交试验,并根据最优组合进行验证试验.试验结果表明:曲柄转速为0.1 r/s、吨口袋形状与尺寸为方体550 mm、磁吸石外圆尺寸为20 mm时,取袋开袋成功率为97.50%,表明该机构能完成取袋作业,可实现桑叶采收机的取袋开袋功能.