[发明专利]一种适用于旱地电驱移栽机的五杆类栽植机构

权利要求书

1.本发明所述的优化设计方法针对的旱地电驱移栽机双曲柄五连杆类栽植机构，主要由主动曲柄(12)、从动曲柄(7)、短连架杆(11)、长连架杆(10)、主动链轮(1)、两个从动链轮(6)(8)、传动链(3)、辅助轮(5)、鸭嘴栽植器(9)、框架螺栓(2)4个、紧固螺栓(4)5个、驱动电机(14)延长杆(16)、铝型材(15)、安装轴承(13)组成。

2.栽植机构的主体部分即双曲柄五连杆部分由主动曲柄(12)、从动曲柄(7)、短连架杆(11)、长连架杆(10)和延长杆(16)组成，杆件之间由螺栓(17)(18)(19)(20)(21)连接，其中主动链轮(1)由驱动电机(14)进行驱动，两个从动链轮(6)(8)以及辅助轮(5)支撑链条，完成传动，带动主动曲柄(12)和从动曲柄(7)完成动作，在主动曲柄(12)、从动曲柄(7)、长连架杆(11)和短连架杆(10)的合成运动下，通过短连架杆(11)、长连架杆(10)和延长杆(16)带动鸭嘴栽植器(9)完成栽植任务。

3.栽植机构的机架由铝型材(15)4根搭建而成，并由紧固螺栓(4)和框架螺栓(2)进行固定，在曲柄五连杆机构的后方除驱动电机外还装有安装轴承(13)，便于将栽植机构固定在移栽机机体上并调节上下位置。

4.本发明设计了一种优化方法，首先本发明通过建立机构的运动简图以及列写封闭矢量方程了解机构的运动规律，然后通过拉格朗日方程描述受控双曲柄五连杆栽植机构的动力学模型，考虑成立条件选取边界约束条件f₂(L)＝l_min≤l_i≤l_max、传动角约束条件f₃(L)＝γ_min≥[γ]、最小破膜条件最小入土机械损伤标准栽植深度等株距移栽有效零速移栽几个指标为约束条件，并为补偿平衡单一改变参数会导致不同的待优化性能指标向着不同的方向改变的现象，对性能指标进行了权重分配，最终确定为目标函数应用遗传算法进行优化，该方法可优化纯电驱双曲柄五连杆栽植机构的机构设计参数，优化后的栽植机构可在完成农艺要求的前提下，保证工作时驱动电机的输出力矩和栽植机构的速度性能满足工作要求且始终维持在一个比较平稳的状态，并实现了能耗的最小化以及工作效率的最大化。