赵 雄，崔海洋，代 丽※，徐亚丹,2，王 川，沈 锦

混合驱动五杆花卉盘栽机构的优化设计与试验

赵 雄1，崔海洋1，代 丽1※，徐亚丹1,2，王 川1，沈 锦1

（1. 浙江理工大学机械与自动控制学院，杭州 310018； 2. 杭州职业技术学院青年汽车学院，杭州 310018）

为实现盘栽机构的轻简化和运动设计的灵活性，该文以一种混合驱动五杆机构来实现花卉穴盘苗盘栽运动。根据工作要求拟定机构轨迹,以变速电机最小角速度波动为目标，基于遗传算法优化得到机构中机架位置为（0,−150）和（−267.20,61.87），五杆机构的杆长分别为152.80、324.55、336.56、100.40、302.60、341.00 mm。建立花卉盘栽机构三维模型，利用ADAMS进行了机构运动仿真，验证了机构优化设计结果的正确性。对混合驱动五杆花卉盘栽机构控制系统进行了设计，试制样机并开展了花卉盘栽试验。通过进行花卉移栽试验，测试得到花卉移栽轨迹高度为265 mm，取苗倾角为140°，取苗时入钵摆角为6.92°、出钵摆角为6.27°，取苗环扣宽度小于3 mm，植苗倾角为90°，植苗时入盘摆角为13.19°、出盘摆角为4.19°，植苗段垂直轨迹大于40 mm。花卉移栽的平均成功率为87.16%，表明混合驱动五杆花卉盘栽机构可以实现花卉盘栽工作。研究拓展了混合驱动的应用领域，可为全自动花卉盘栽装备的研发提供参考。

农业机械；设计；优化；混合驱动；并联机构；逆向求解；花卉移栽

赵 雄，崔海洋，代 丽，徐亚丹，王 川，沈 锦. 混合驱动五杆花卉盘栽机构的优化设计与试验[J]. 农业工程学报，2017，33(15)：34－40. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.15.004 http://www.tcsae.org

Zhao Xiong, Cui Haiyang, Dai Li, Xu Yadan, Wang Chuan, Shen Jin. Optimal design and experiment of hybrid-driven five-bar flower potted-seedling transplanting mechanism[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(15): 34－40. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.15.004 http://www.tcsae.org

0 引 言

花卉盘栽是劳动密集型工作，美国和澳大利亚开发了全自动花卉移栽生产线，其花卉盘栽机构由机、电、气共同构成，具有独立的机械部分与控制部分，采用四针气缸驱动式[1-2]，完成盘栽动作需要多套机构协调配合，整套装置造价高，中小花卉生产企业难以承受[3-5]。……