农业机械学报

作者：辛亮，冯宇琛，张轶群，何泽宇

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：水稻钵苗膜上移栽;复合非圆齿轮行星轮系;混合多位姿综合;改进粒子群优化算法

基金：黑龙江省自然科学基金优秀青年项目（YQ2023E001）

针对现有水稻钵苗膜上移栽机构缺少对钵苗移栽及破膜挖穴作业轨迹与姿态控制，从而影响水稻钵苗膜上移栽协同作业质量的问题，本文提出一种基于改进粒子群优化算法（GFPSO）的并置式复合非圆齿轮行星轮系机构混合多位姿综合设计方法。首先提出并置式水稻钵苗膜上移栽机构设计要求，分别完成钵苗移栽与协同破膜挖穴理想轨迹规划与关键位姿点选取，建立水稻钵苗膜上移栽机构混合多位姿综合模型；将粒子群优化算法与适应度-距离平衡选择策略及高斯随机游走扩散过程结合，提出一种改进粒子群智能优化算法（GFPSO）进而完成复合非圆行星轮系机构的混合多位姿综合模型求解，实现基于求解结果的轮系机构设计。根据设计结果开展水稻钵苗膜上移栽机构三维建模及ADAMS虚拟样机仿真，通过对比仿真轨迹与关键点位姿参数，验证了机构设计正确性。通过物理样机加工装配与试验台架组装，开展机构空转试验。试验结果表明，实际运动轨迹、姿态与理论设计、虚拟仿真结果基本一致；开展水稻钵苗膜上移栽性能试验，试验结果表明，平均膜上移栽成功率为90.95％，平均栽植株距变异系数为2.35％，水稻钵苗膜上移栽性能良好，验证了水稻钵苗膜上移栽机构的可行性与实用性。

来源：2025年第8期

《农业机械学报》期刊编辑部

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