信号机机构尺寸(插秧机分插机构尺寸参数优化设计)

文摘：建立了对宽窄行分插机制的规模优化模型；基于宽窄行分插机构的运动轨迹，对分插机构的重要尺寸参数进行逆向计算，针对约束条件多且复杂的问题，对；利用MATLAB中的Fmincon函数进行求解，通过优化设计生成可视化设计系统，方便了该方法的有效推广，提高了设计效率。

关键词：分插学院；插秧机；优化设计；视觉界面中的图像分类编号：S223.91 2文件识别码：a文章编号：1674-1161(2015)04-0040-03

分插机构是插秧机的核心部件，其性能直接影响插秧机的质量。交叉分插机构是宽窄行水稻种植的核心机构，其工作轨迹是复杂的空间海豚形轨迹，但其优化方法尚不明确。为了优化宽窄行分插机构的尺寸，基于宽窄行分插机构的运动轨迹，提出了一种分插机构的尺寸优化模型。1 分插机构规模优化模型

1.1设计参数分插机构尺寸优化设计变量为：偏心距e、偏心齿轮半径r、中心距a、偏心齿轮螺旋角、初始安装角0、行星架转角0、分插机构种植臂和种植臂初始安装角0。模型的设计参数表示为：X=(e，r，a，0，0，0，s，)。

1.2目标函数水稻宽窄行栽培技术是指在单位总行数不变、穴距适当增加、穴数适当减少的情况下，将原来单一的等距行距改为宽窄相间、合理搭配的栽培模式，即宽行距40厘米、窄行距20厘米，如图如图1所示。

传统插秧机的行距为30厘米。为了实现水稻宽窄行种植的目的，将插秧机的纵向偏移量设置为S=50 mm，并将纵向偏移量确定为优化目标。同时，栽植臂需要完成挑秧和推秧的过程，在对运动中，移栽孔的宽度也影响秧苗的直立性，因此移栽轨迹的高度差y和移栽孔的宽度x同样为优化目标。1.3制约因素

1.3.1插秧机取秧时，栽植臂的秧针与水平面的夹角应在-5至25之间，栽植臂到达取秧点时显示如图2。移栽轨道的高度差最大限度地受到移栽轨道高度差的限制，上下限值设定在10 mm的偏差范围内

1.3.6其他约束其他线性约束a和b由Rbmin-Rb0和给定的e、r和a极限确定.1.4优化计算的实现

上述约束中的非线性约束存储在fxxystj.m中，并使用MATLAB的最大值和最小值函数来寻找每个参数的极值。给定初始值x0=[R e a 0 0 0 S ]，调用目标函数和非线性约束语句为：[x，f]=fmincon(‘my function’，x0，a，b，[]，[]，[]，‘FX xystj’)，将上述程序存储在yhjieguo.m 2参数化设计界面中

2.1界面设计利用MATLAB中的可视化设计工具GUI完成系统编辑，实现分插机构尺寸优化的可视化设计。尺寸优化界面如如图4所示。

需要输入已知的参数值进行计算，得到满足条件范围内的偏心齿轮的半径当量。在操作之后，输出每个参数的值以显示插秧机的分插机构的尺寸的最优解。优化程序被编辑并存储在m文件中，需要调用yhjieguo.m文件来实现优化。偏心非圆齿轮的优化结果界面如如图5所示。2.2程序设计

首先，将运动规律输入到MATLAB中。在非线性约束文件中，运动参数值通过以下方式获得

根据约束条件的描述，R、e、a、0、0、s和的限值如下：18 mmR2 mm，3 mme5 mm，36 mma42 mm，4 0 12，70 0 90，-优化变量的初始值确定如下：x0=[e R a000s]=[4 19 38 580-95 180 15]。根据所选的Fmincon函数，高度差为250 mm，移栽孔宽度为23 mm，秧针纵向位移偏移量为50 mm，优化结果及原始数据见表1。

优化后的分插机构纵向运动范围为 s=50 mm。根据数据对比，优化效果明显，达到了优化目标。利用MATLAB工具进行优化，设计人员使用简单方便，可以将设计人员从繁重重复的设计计算中解放出来，从而提高产品的设计效率。