[发明专利]降低打捆机捡拾器漏检率的优化设计方法

摘要

本发明公开了一种降低打捆机捡拾器漏检率的优化设计方法，属于秸秆回收机械设备技术领域。该设计方法包括如下步骤：1)构建捡漏区面积数学模型；2)构建弹齿与物料接触速度数学模型；3)构建捡拾器多目标优化数学模型；4)求解捡拾器多目标优化数学模型；5)运用ADAMS软件对上述优化后的数据进行仿真验证。本发明的优化设计方法采用优化设计算法对现有的捡拾器各结构尺寸进行优化，并对相关的设计参数进行模拟仿真验证，得到了结构简单紧凑便于维修，且捡拾率高的捡拾器。

主权项

一种降低打捆机捡拾器漏检率的优化设计方法，其特征在于：包括如下步骤：1)构建捡漏区面积数学模型：得到捡漏区面积S满足如下式(7)的数学关系式：S＝h×b/2  式(7)其中，式(7)中的h为捡漏区高度，式(7)中的b为捡漏区跨度；2)构建弹齿与物料接触速度数学模型：得到弹齿与物料接触时的瞬时速度v满足如下的式(10)所示的数学关系式：3)构建捡拾器多目标优化数学模型：包括捡拾器优化数学模型的目标函数，捡拾器的变量优化数学模型的目标函数及捡拾器约束条件确定的变量取值范围；所述捡拾器优化数学模型的目标函数min F[x]满足如下式(12)所示的数学关系式：minF[x]＝AS(x)+BV(x)   式(12)其中，A和B为权重，S(x)为捡漏区面积函数，V(x)为弹齿与物料接触速度函数；所述捡拾器的变量优化数学模型的目标函数F满足如下式(13)所示的数学关系式：其中，捡拾器的变量包括式(13)中的圆形转盘转速弹齿个数z、捡拾器行驶速度vm、圆形转盘半径a、摆杆长度l、凸轮基圆半径r0、弹齿长度l‘；所述捡拾器约束条件满足如下式(14)所示的数学关系式：其中，式(14)中的vb为捡拾器的线速度，a为滚筒半径，为滚筒转速，vm为捡拾器行驶速度；4)求解捡拾器多目标优化数学模型，包括如下步骤：41)无量纲处理：对所述步骤3)中的分量目标进行无量纲处理，得到无量纲化处理后的分量目标函数其中，fi(x)为分量目标函数，为分量目标函数在可行域内的极小值；42)分量目标函数的权值确定：取捡漏区面积函数S(x)和弹齿接触速度函数V(x)作为捡拾器优化设计的评价函数，并组成一个模糊集各分量目标函数最优解组成的多目标优化理想解模糊化为最优解通过建立各分量目标的隶属度函数，得到捡漏区面积的隶属度函数S(r)满足如下式(17)所示的数学关系式，弹齿与物料接触速度的隶属度函数V(r)满足如下式(18)所示的数学关系式；其中，Sr为捡漏区面积的隶属度，S为捡漏区面积，Vr为弹齿与物料接触速度的隶属度，V为弹齿与物料接触速度；43)遗传算法的操作：采用遗传算法的Matlab程序并结合归一化处理，对各目标函数进行优化处理，得到捡拾器的变量圆形转盘转速弹齿个数z、捡拾器行驶速度vm、圆形转盘半径a、摆杆长度l、凸轮基圆半径r0、弹齿长度l‘的优化值；5)运用ADAMS软件对步骤4)中的优化值进行仿真验证。