步行式插秧机优化设计研究

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我国是农业大国，水稻的种植在农作物中占据了很大的比重。而水稻的种植就必不可少的应用到了步行式插秧机。由于水稻的需求量的不断提升，水稻的种植面积有了极大的增加。对于水稻种植效率也有了更高的要求。因此，步行式插秧机也需要随着水稻的种植要求而进行改进和完善。步行式插秧机的改进主要是对分插机构进行优化设计，可以根据当前的水稻种植需要而进行相应的设计，有效的提升水稻种植的效率，对农业生产具有重要的意义。

一、步行式插秧机的发展

我国是粮食生产大国，水稻是最主要的农作物之一。但是我国又是人口大国，水稻产量的人均水平与世界平均水平相差很多。随着人口的增长，对于粮食的需求也在增加。因此，提升水稻种植技术，增加水稻产量成为农业生产重要的工作内容。农机化是现代农业发展的新形势，对提高农业生产力具有重要的作用，极大的推动了农业的机械化发展。在现代农业发展机械化的发展模式的带动下，步水稻插秧机开始代替水稻的人工种植，进行大规模的推广和应用。水稻插秧机的种类有很多种，根据我国各区域的水稻种植土地的类型以及种植习惯的不同所应用的插秧机种类也有所不同，应用最为广泛的就是步行式插秧机。由于步行式插秧机分插机构的特点，开发出宽窄行插秧的新型水稻种植技术，对提高水稻产量起到重要的作用。虽然当前还处于理论研究过程当中，将会成为水稻种植技术未来的发展趋势[1]。

二、步行式插秧机分插机构的优化设计

面对日益提高的粮食需求，作为农业生产的重要粮食作物，水稻产量的提高具有很重要的意义。水稻种植的机械化发展，是提升水稻种植效率和提高水稻产量的有效办法。作为水稻种植最重要的农机设备，步行式插秧机分插机构的优化设计，对完善水稻种植技术具有重要的意义。

（一）合理的插秧结构设计

设计出合理的插秧结构，是提升水稻产量的有效种植办法。这就需要对步行式插秧机分插机构进行合理的设计，对多个目标进行参数优化，调整其植臂尖点的运行轨迹。在计算机信息系统当中输入多目标的参数，计算所得出相应的数据是不能作为优化参数的，在某种程度上来说存在着不合理性。因为真正参与到水稻种植当中的步行式插秧机，是由人来操作和控制的。而对于插秧结构的设计来讲，需要人的参与才能得出合理的结论。因此，步行式插秧机分插机构的优化设计需要人和计算机系统的协调配合，发挥各自的优势，弥补步行式插秧机分插机构的优化设计当中存在的不足，获取最优参数，进行合理的设计，形成最佳的水稻插秧结构，最大程度的提升水稻的产量[2]。

（二）参数导引

在进行合理的插秧结构设计的同时，需要引入科学的计算方法，以得出理想的目标值。“参数导引”作为一种启发式算法，可以对步行式插秧机分插机构的各项参数，通过合理的算法，得出优化参数。首先，经过科学的理论分析，得出结论，并作为参考，建立步行式插秧机分插机构运动函数，并结合参数计算，获取函数值，并将其作为计算机目标值。然后，根据理想目标值，通过算法计算得出的目标函数会与其产生偏差，这时可以对目标函数当中的某一个函数进行更改，在进行计算以得出目标值。最后，将该目标值与理想目标值进行对比，计算二者之间的差值，与最大允许的差值进行比对，当低于最大差值时，按照算法进行反复计算，直到达到差值计算要求，满足理想目标值，实现插秧结构的优化[3]。

（三）建立明确的优化目标

首先，在建立明确的步行式插秧机分插机构优化目标之前，要消除秧箱和栽植臂之间的相互影响，将二者安排在相对立的位置上。秧针要安装在栽植臂前端位置之上，秧箱进行横向运动，栽植臂使秧针进行纵向运动，可以达到良好的取秧效果。其次，将建立的数学模型通过计算机软件，能够描绘准确的栽植臂的侧面图，完全呈现出栽植臂先后经过秧门的实际情况，从而判断秧箱和栽植臂之间是否相互影响。最后，在保证不损害秧苗根部的前提下，撕拉壮苗而获取秧块。要积极考虑取秧的实际情况，以建立理想的秧门模型，所获取的获取秧块尽量接近于矩形，才能更好的达到理想秧门模型的建立效果。在保证秧苗不会倒的情况之下，在合适的角度之下进行秧块获取。另外，适当保持行星架构与水面的距离，以有效的减小插秧机前进的阻力。对分插机构齿轮结构进行优化设计，保持齿轮与水面的距离，有效实现步行式插秧机分插机构优化[4]。

三、结论

步行式插秧机的大规模应用，极大的推动了水稻种植生产的进步。为了提高步行式插秧机的工作效率，对步行式插秧机分插机构进行优化设计，以有效提高步行式插秧机的农业生产效率。通过合理的插秧结构设计“，参数导引”启发式算法的计算，建立明确的优化目标，实现有效的步行式插秧机分插机构优化，极大的提升了水稻种植效率，对水稻种植具有积极的意义，对农业的发展具有重要的推动作用。

作者：刘甲林 单位：湖南省永州市祁阳县农业机械化管理局