基于遗传算法的红薯栽植机构设计

红薯是我国重要的农作物之一,但目前国内所使用的红薯移栽机,对地膜的破坏程度很大,降低其经济效益,设计一种新型的指夹式栽植机构,对机构进行运动学分析,建立栽植机构的数学模型与约束条件,通过遗传算法进行优化求解,使用现代设计软件进行三维建模并进行运动仿真。仿真结果表明,遗传算法能很好地解决非线性约束条件下的优化问题,遗传算法种群规模设置为50,采用随机遍历抽样方法,交叉概率0.8,变异概率0.01,迭代100次后适应度值收敛,得到各参数最优解,基于所得到的优化结果建立三维模型,深度偏差为26%,入土苗长偏差为11.1%,运动仿真结果满足红薯栽植轨迹的需要,相较于传统fmincon函数所得轨迹深度偏差降低5%,入土苗长偏差率降低37.8%,为实现红薯栽植的机械化提供设计理论基础。

基于Creo的红薯移栽机凸轮机构设计与分析

根据红薯移栽机栽植的农艺要求,利用连杆-凸轮组合机构的运动规律,模拟出夹持手指的运动轨迹,进而设计圆柱凸轮机构的轮廓曲线。对正弦加速度运动规律和五次多项式运动规律的圆柱凸轮机构在Creo软件中建立三维模型,并进行运动学仿真,应用Adams软件对仿真结果进行分析。分析表明采用正弦加速度运动规律的凸轮滚子质心处加速度的最大值相较于五次多项式运动规律的减小6.58 m/s^(2),最大接触力减小32.778 N,设备振动与冲击也相对减小,为实现红薯移栽的机械化提供理论基础。