水田激光平地机平地铲姿态调整机构优化设计

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1、第53卷第10期农业装备与车辆工程2015年10月Vol．5第533卷第No．1010期AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGOctober2015doi：10．3969／j．issn．1673－3142．2015．10．004水田激光平地机平地铲姿态调整机构优化设计孙启新，陈书法，杨进，芦新春（222005江苏省连云港市淮海工学院机械工程学院）［摘要］激光平地机在农业生产中的应用越来越广，提高平地铲姿态调整系统的响应速度，是保证激光平地机作业精度的关键因素之一。针对

2、水田平地机的特点，运用ADAMS对平地铲姿态调整机构进行优化设计。以主要构件长度尺寸为设计变量，以平地铲竖直方向运动速度最大为优化目标，借助ADAMS进行参数化建模，并构建约束条件和目标函数。通过仿真优化，获得平地铲速度与设计变量的最优值。试验验证，仿真优化结果可行，经过优化设计平地铲完成上升和下降全程的响应时间分别为0.75s和0.6s，上升阶段响应速度提高了400%，下降阶段提高了150%。［关键词］激光平地机；姿态调整；优化设计；ADAMS［中图分类号］S222．5＋1［文献标志码］A［文章编号］167

3、3-3142(2015)10-0013-05OptimumDesignofAttitudeAdjustmentMechanismofLaserGraderAppliedtoPaddyFieldSunQixin，ChenShufa，YangJin，LuXinchun（CollegeofMechanicalEngineering，HuaihaiInstituteofTechnology，LianyungangCity，JiangsuProvince222005，China）［Abstract］Lasergrade

4、risusedmoreandmorewidelyinpaddyproduction．Improvingtheresponsespeedoftheattitudeadjustmentsystemisoneofthekeyfactorstoguaranteetheproductionaccuracyofthemachine．OptimumdesignofattitudeadjustmentmechanismwascarriedoutbyADAMSaccordingtothecharacteristicsofpad

5、dyfieldgraders．First，thelengthofmaincomponentswasdefinedasdesignvariables，andthevelocityofspadeasdesignobjective．Second，theobjectivefunctionofthemechanismwasconstructed，andrelationsbetweenvariablesandobjectiveweredefinedbasedonADAMS．Theoptimumvaluesofspadev

6、elocityanddesignvariablesweregotbymechanismsimulation．Lastly，testwasdesignedtoverifythesimulationresults，whichshowedthattheresultswerereliable．Theoverallresponsetimeofrisinganddroppingphasewasrespectively0．75sand0．6s，andthevelocityofresponseincreasedby400％a

7、nd150％．［Keywords］lasergrader；attitudeadjustment；optimumdesign；ADAMS0引言激光平地机以激光发射器产生的激光平面作为基准面,激光接受器固定在平地铲上，用来探测随着现代农业生产方式的转变，农业机械装平地铲相对激光平面的位置偏差，然后将此位置备正向自动化、智能化方向发展。近年来，激光平偏差传给控制系统，控制系统经运算控制液压系地机在农田耕整中的应用越来越广，在这方面的统驱动平地铲完成位置和姿态的调整。水田平地[1]研究取得了很多成果。刘刚等设计了激光

8、平地机机由于土壤柔软而承载能力差，所以平地铲的姿[2]控制测量系统，并进行了大田试验。李庆等针对态调整离不开执行机构。液压系统作为执行机构水田的特点采用倾角传感器来控制平地铲的水平的原动力，驱动机构运动，带动平地铲运动。[3]姿态。黎永键等设计了水田激光平地机平地铲姿执行机构的设计会影响平地铲姿态调整范围态专用测量系统，实现闭环控制。林潮兴等[4]对水和调整速度，平地铲的运动速度影响了整个系统田激光