空间角度变化的旋转式树枝聚拢机构运动学仿真分析

来源：中国农机化学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：杨爱茜, 李辉, 黄铭森, 王占海, 杨欣

单位：(1. 衡水学院，河北衡水，053000； 2. 常州机电职业技术学院，江苏常州，213164；3. 河北农业大学，河北保定，071000)

摘要：为解决果树修剪后处理树枝效率低的问题，研发一套能够将散落的树枝聚拢到行间中心位置的机构。考虑到树枝的物理特性，设计一种能够实现弹齿角度变化的聚拢机构。阐述聚拢轨迹形成机理并对其进行运动学分析，建立数学模型；编写计算机程序对聚拢轨迹进行仿真运动；通过弹齿空间角度变化反求出滑道空间位置与形状。影响运动轨迹的主要影响因素包括曲柄长度LGH、滑道深度LHJ、连杆长度LGK、弹齿KM段长度LKM、弹齿MN段长度LMN、弯曲角∠MKN、聚拢各个阶段中旋转角度α1与摆动角度β1之间的关系等。以人机对话方式对影响因素进行单因素优化分析，获得一组非劣解组合：LGH=80 mm、LHJ=30 mm、LGK=300 mm、LKM=100 mm、LMN=650 mm、∠MKN=35°。α1与β1之间的关系：弹齿抬升阶段的α1为(0°，90°]、β1为-45°→45°；下降阶段的α1为(90°，180°]、β1为45°→-45°；有效作业阶段的α1为(180°，360°]、β1为-45°。

关键词：树枝,弹齿角度,聚拢机构,运动学,仿真试验,人机互动

基金资助：国家现代农业产业技术体系资金资助(CARS—27)；衡水学院校级科研项目(2022GC09)