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林产工业2025年第07期:基于ADAMS的沙柳栽植机器人植苗机构设计与试验

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘全威;骆泽宇;李鹏飞;吴静;黄锦瀚;张海军;郭家杰;张迎康;李明琦;王子恒;

单位:郑州航空工业管理学院机械工程学院;中国船舶集团有限公司第七一三研究所;郑州航空工业管理学院实验室与设备管理处;

摘要:为实现沙柳的自动化栽植,设计了一种全流程自动化沙柳栽植机器人。植苗机构是沙柳栽植机器人的关键部件,其转动精度和落苗速度对植苗准确性和效率有着重要影响。为实现植苗机构的高效精准植苗,对植苗机构进行了结构设计、仿真优化和试验研究。建立了植苗机构运动学和动力学模型,确定了植苗电机额定转矩,并对植苗机构驱动电机进行了选型。在ADAMS软件中构建了植苗机构刚柔耦合模型,以沙柳苗倾角和落苗时间为评价指标,对储苗筒筒径、苗筒盘转速进行了仿真与优化,确定最佳储苗筒筒径为20 mm,苗筒盘最佳速度曲线为最大速度55°/s的梯形速度曲线。最后,进行了植苗机构转动精度与落苗时间试验。结果表明:转角误差最大为1.6%,落苗时间小于0.7 s,且落苗顺畅,苗孔中沙柳苗的直立度高,可满足高速精准植苗需要。本研究可为后续沙柳栽植机器人结构优化提供参考。

关键词:沙柳栽植机器人;;植苗机构;;ADAMS;;刚柔耦合模型;;仿真优化

基金资助:河南省自然科学基金面上项目(252300420069);; 郑州航空工业管理学院青年科研基金支持计划专项(25ZHQN01012);郑州航空工业管理学院实验室开放项目(ZHSK25-18);郑州航空工业管理学院研究生教育改革与发展研究项目(2025YJSJG20);郑州航空工业管理学院研究生教育创新计划基金(2025CX115、2025CX107)