趙雄 張笑舒 吳慶沛 代麗 陳建能

摘 要：為了使得花卉盤栽機(jī)械結(jié)構(gòu)輕簡、控制方便、實(shí)現(xiàn)取栽一體化，該文對(duì)以五桿機(jī)構(gòu)為載體的混合驅(qū)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。根據(jù)花卉移栽作業(yè)的農(nóng)藝要求，設(shè)計(jì)出盆栽作業(yè)中有利于實(shí)現(xiàn)取苗和植苗的 “尖嘴形”工作軌跡，通過移栽軌跡建立機(jī)構(gòu)參數(shù)求解的數(shù)學(xué)模型，并將五桿機(jī)構(gòu)拆解為兩個(gè)桿組，基于遺傳算法和基于Pareto排序的NSGA-II優(yōu)化算法分兩個(gè)步驟進(jìn)行優(yōu)化，最終優(yōu)化出機(jī)構(gòu)參數(shù)，與同類設(shè)計(jì)相比，機(jī)構(gòu)移栽軌跡高、機(jī)構(gòu)尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、實(shí)時(shí)可控電機(jī)角加速度波動(dòng)小、換向次數(shù)少、運(yùn)動(dòng)精度高?；趦?yōu)化得到機(jī)構(gòu)參數(shù)建立機(jī)構(gòu)的三維模型，通過Adams虛擬仿真驗(yàn)證了模型設(shè)計(jì)的正確性，在此基礎(chǔ)之上試制了樣機(jī)，采用stm32單片機(jī)通過DDA運(yùn)動(dòng)插補(bǔ)算法擬合兩原動(dòng)件的角位移函數(shù)曲線，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的同步聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制，最后開展了樣機(jī)移栽實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)中取苗成功率為90%-93.4%，盆栽成功率為80.5%-86.9%，表明了機(jī)構(gòu)能夠在花卉移栽中實(shí)現(xiàn)取栽一體化工作。

關(guān)鍵詞：混合驅(qū)動(dòng);機(jī)構(gòu)優(yōu)化;取栽一體化;同步運(yùn)動(dòng)控制

DOI： 10.25165/j.ijabe.20201302.5187

引用信息： Zhao X， Zhang X S， Wu Q P， Dai L， Chen J N. ?Research and experiment of a novel flower transplanting device using hybrid-driven mechanism. ?Int J Agric & Biol Eng， 2020; 13（2）： 92–100.