针对目前黄连(Coptis chinensis)人工收获劳动强度大、效率低的问题,该研究在分析黄连种植农艺特性的基础上,提出了一种交替式黄连挖掘装置。首先,在对挖掘装置关键部件曲柄摇杆机构运动学建模的基础上,利用遗传算法,将黄连根土复合体...针对目前黄连(Coptis chinensis)人工收获劳动强度大、效率低的问题,该研究在分析黄连种植农艺特性的基础上,提出了一种交替式黄连挖掘装置。首先,在对挖掘装置关键部件曲柄摇杆机构运动学建模的基础上,利用遗传算法,将黄连根土复合体被抛出时的最大速度作为目标函数,以杆长、最小传动角、挖掘深度、最小切土厚度、入土角、切土轨迹、抛出位置为约束条件对曲柄摇杆机构各杆杆长进行了优化求解。进一步,采用图像重建法建立了黄连根茎的三维模型,运用离散元法(discrete element method,DEM)构建了挖掘装置-黄连根茎-土壤的离散元复合模型,并联合多体动力学软件RecurDyn进行了挖掘过程的耦合仿真分析,黄连根土复合体的运动过程及状态变化表明,挖掘装置挖掘性能符合设计要求。最后,制作试验样机进行挖掘性能试验,得到了挖掘装置在前进速度为0.5m/s、曲柄转速为300r/min时挖掘性能最优,其抛送合格率、挖松率、损伤率分别为93.15%、99.28%、2.95%。试验结果表明,该挖掘装置的挖掘性能满足黄连根茎的挖掘要求,可为黄连机械化收获装备的开发提供参考。展开更多
文摘针对目前黄连(Coptis chinensis)人工收获劳动强度大、效率低的问题,该研究在分析黄连种植农艺特性的基础上,提出了一种交替式黄连挖掘装置。首先,在对挖掘装置关键部件曲柄摇杆机构运动学建模的基础上,利用遗传算法,将黄连根土复合体被抛出时的最大速度作为目标函数,以杆长、最小传动角、挖掘深度、最小切土厚度、入土角、切土轨迹、抛出位置为约束条件对曲柄摇杆机构各杆杆长进行了优化求解。进一步,采用图像重建法建立了黄连根茎的三维模型,运用离散元法(discrete element method,DEM)构建了挖掘装置-黄连根茎-土壤的离散元复合模型,并联合多体动力学软件RecurDyn进行了挖掘过程的耦合仿真分析,黄连根土复合体的运动过程及状态变化表明,挖掘装置挖掘性能符合设计要求。最后,制作试验样机进行挖掘性能试验,得到了挖掘装置在前进速度为0.5m/s、曲柄转速为300r/min时挖掘性能最优,其抛送合格率、挖松率、损伤率分别为93.15%、99.28%、2.95%。试验结果表明,该挖掘装置的挖掘性能满足黄连根茎的挖掘要求,可为黄连机械化收获装备的开发提供参考。
