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基于改进粒子群优化算法的水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合与试验
1
作者
辛亮
冯宇琛
+1 位作者
张轶群
何泽宇
《农业机械学报》
北大核心
2025年第8期283-292,共10页
针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制,从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(GFPSO)的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先...
针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制,从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(GFPSO)的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先提出并置式水稻钵苗膜上移栽机构设计要求,分别完成钵苗移栽与协同破膜挖穴理想轨迹规划与关键位姿点选取,建立水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合模型;将粒子群优化算法与适应度-距离平衡选择策略及高斯随机游走扩散过程结合,提出一种改进粒子群智能优化算法(GFPSO)进而完成复合非圆行星轮系机构的混合多位姿综合模型求解,实现基于求解结果的轮系机构设计。根据设计结果开展水稻钵苗膜上移栽机构三维建模及ADAMS虚拟样机仿真,通过对比仿真轨迹与关键点位姿参数,验证了机构设计正确性。通过物理样机加工装配与试验台架组装,开展机构空转试验。试验结果表明,实际运动轨迹、姿态与理论设计、虚拟仿真结果基本一致;开展水稻钵苗膜上移栽性能试验,试验结果表明,平均膜上移栽成功率为90.95%,平均栽植株距变异系数为2.35%,水稻钵苗膜上移栽性能良好,验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性与实用性。
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关键词
水稻钵苗膜上移栽
复合非圆齿轮行星轮系
混合多位姿综合
改进粒子群优化算法
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职称材料
非圆齿轮-连杆组合式水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验
被引量：
3
2
作者
辛亮
王明成
+3 位作者
张浩
孙国玉
王航
庄智圆
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期63-70,共8页
为实现机械化一体式水稻钵苗膜上移栽要求,提出非圆齿轮-连杆组合式行星轮系移栽机构,用一套机构实现取苗、送苗、破膜挖穴和栽植4个工序协同配合作业,满足水稻钵苗膜上移栽所需的轨迹与姿态要求。对移栽机构进行理论分析并建立运动学模...
为实现机械化一体式水稻钵苗膜上移栽要求,提出非圆齿轮-连杆组合式行星轮系移栽机构,用一套机构实现取苗、送苗、破膜挖穴和栽植4个工序协同配合作业,满足水稻钵苗膜上移栽所需的轨迹与姿态要求。对移栽机构进行理论分析并建立运动学模型,结合优化目标,基于Matlab GUI平台开发了数字可视化优化设计软件,通过人机交互获得1组满足移栽要求的机构参数。根据优化参数对机构开展结构设计与三维建模,通过ADAMS软件完成了虚拟样机仿真验证。研制了水稻钵苗膜上移栽机构物理样机与多功能试验测试台架,开展了移栽机构在空转和带苗状态下运动学特性和工作性能试验,结果表明,理论轨迹、虚拟样机仿真轨迹和物理样机台架试验轨迹在误差允许范围内保持一致,验证了移栽机构设计的一致性与正确性,性能试验结果:取苗成功率为94%,移栽成功率为92.36%,栽植株距变异系数为2.67%,满足移栽作业要求,验证了水稻钵苗膜上移栽机构设计的合理性与可行性。
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关键词
水稻钵苗膜上移栽
齿轮-连杆组合机构
非圆行星轮系
优化设计
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职称材料
题名
基于改进粒子群优化算法的水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合与试验
1
作者
辛亮
冯宇琛
张轶群
何泽宇
机构
东北农业大学工程学院
出处
《农业机械学报》
北大核心
2025年第8期283-292,共10页
基金
黑龙江省自然科学基金优秀青年项目(YQ2023E001)。
文摘
针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制,从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(GFPSO)的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先提出并置式水稻钵苗膜上移栽机构设计要求,分别完成钵苗移栽与协同破膜挖穴理想轨迹规划与关键位姿点选取,建立水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合模型;将粒子群优化算法与适应度-距离平衡选择策略及高斯随机游走扩散过程结合,提出一种改进粒子群智能优化算法(GFPSO)进而完成复合非圆行星轮系机构的混合多位姿综合模型求解,实现基于求解结果的轮系机构设计。根据设计结果开展水稻钵苗膜上移栽机构三维建模及ADAMS虚拟样机仿真,通过对比仿真轨迹与关键点位姿参数,验证了机构设计正确性。通过物理样机加工装配与试验台架组装,开展机构空转试验。试验结果表明,实际运动轨迹、姿态与理论设计、虚拟仿真结果基本一致;开展水稻钵苗膜上移栽性能试验,试验结果表明,平均膜上移栽成功率为90.95%,平均栽植株距变异系数为2.35%,水稻钵苗膜上移栽性能良好,验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性与实用性。
关键词
水稻钵苗膜上移栽
复合非圆齿轮行星轮系
混合多位姿综合
改进粒子群优化算法
Keywords
transplanting rice pot seedlings on film-mulched
composite non circular gear planetary gear system
mixed multi pose synthesis
improved particle swarm optimization
分类号
S223.92 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
非圆齿轮-连杆组合式水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验
被引量：
3
2
作者
辛亮
王明成
张浩
孙国玉
王航
庄智圆
机构
东北农业大学工程学院
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期63-70,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52105247)
黑龙江省自然科学基金优秀青年项目(YQ2023E001)
+1 种基金
中央支持地方高校改革发展资金优秀青年项目
东北农业大学“学术骨干”基金项目。
文摘
为实现机械化一体式水稻钵苗膜上移栽要求,提出非圆齿轮-连杆组合式行星轮系移栽机构,用一套机构实现取苗、送苗、破膜挖穴和栽植4个工序协同配合作业,满足水稻钵苗膜上移栽所需的轨迹与姿态要求。对移栽机构进行理论分析并建立运动学模型,结合优化目标,基于Matlab GUI平台开发了数字可视化优化设计软件,通过人机交互获得1组满足移栽要求的机构参数。根据优化参数对机构开展结构设计与三维建模,通过ADAMS软件完成了虚拟样机仿真验证。研制了水稻钵苗膜上移栽机构物理样机与多功能试验测试台架,开展了移栽机构在空转和带苗状态下运动学特性和工作性能试验,结果表明,理论轨迹、虚拟样机仿真轨迹和物理样机台架试验轨迹在误差允许范围内保持一致,验证了移栽机构设计的一致性与正确性,性能试验结果:取苗成功率为94%,移栽成功率为92.36%,栽植株距变异系数为2.67%,满足移栽作业要求,验证了水稻钵苗膜上移栽机构设计的合理性与可行性。
关键词
水稻钵苗膜上移栽
齿轮-连杆组合机构
非圆行星轮系
优化设计
Keywords
rice pot seedling transplanting on film
gear-linkage combined mechanism
non-circular planetary wheel system
optimization design
分类号
S223.92 [农业科学—农业机械化工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于改进粒子群优化算法的水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合与试验
辛亮
冯宇琛
张轶群
何泽宇
《农业机械学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
非圆齿轮-连杆组合式水稻钵苗膜上移栽机构优化设计与试验
辛亮
王明成
张浩
孙国玉
王航
庄智圆
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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