步行式插秧機最佳化設計研究論文

　　我國是農業大國，水稻的種植在農作物中佔據了很大的比重。而水稻的種植就必不可少的應用到了步行式插秧機。由於水稻的需求量的不斷提升，水稻的種植面積有了極大的增加。對於水稻種植效率也有了更高的要求。因此，步行式插秧機也需要隨著水稻的種植要求而進行改進和完善。步行式插秧機的改進主要是對分插機構進行最佳化設計，可以根據當前的水稻種植需要而進行相應的設計，有效的提升水稻種植的效率，對農業生產具有重要的意義。

　　一、步行式插秧機的發展

　　我國是糧食生產大國，水稻是最主要的農作物之一。但是我國又是人口大國，水稻產量的人均水平與世界平均水平相差很多。隨著人口的增長，對於糧食的需求也在增加。因此，提升水稻種植技術，增加水稻產量成為農業生產重要的工作內容。農機化是現代農業發展的新形勢，對提高農業生產力具有重要的作用，極大的推動了農業的機械化發展。在現代農業發展機械化的發展模式的帶動下，步水稻插秧機開始代替水稻的人工種植，進行大規模的推廣和應用。水稻插秧機的種類有很多種，根據我國各區域的水稻種植土地的型別以及種植習慣的不同所應用的插秧機種類也有所不同，應用最為廣泛的就是步行式插秧機。由於步行式插秧機分插機構的特點，開發出寬窄行插秧的新型水稻種植技術，對提高水稻產量起到重要的作用。雖然當前還處於理論研究過程當中，將會成為水稻種植技術未來的發展趨勢[1]。

　　二、步行式插秧機分插機構的最佳化設計

　　面對日益提高的糧食需求，作為農業生產的重要糧食作物，水稻產量的提高具有很重要的意義。水稻種植的機械化發展，是提升水稻種植效率和提高水稻產量的有效辦法。作為水稻種植最重要的農機裝置，步行式插秧機分插機構的最佳化設計，對完善水稻種植技術具有重要的意義。

　　（一）合理的插秧結構設計

　　設計出合理的插秧結構，是提升水稻產量的有效種植辦法。這就需要對步行式插秧機分插機構進行合理的設計，對多個目標進行引數最佳化，調整其植臂尖點的執行軌跡。在計算機資訊系統當中輸入多目標的引數，計算所得出相應的資料是不能作為最佳化引數的，在某種程度上來說存在著不合理性。因為真正參與到水稻種植當中的步行式插秧機，是由人來操作和控制的。而對於插秧結構的設計來講，需要人的.參與才能得出合理的結論。因此，步行式插秧機分插機構的最佳化設計需要人和計算機系統的協調配合，發揮各自的優勢，彌補步行式插秧機分插機構的最佳化設計當中存在的不足，獲取最優引數，進行合理的設計，形成最佳的水稻插秧結構，最大程度的提升水稻的產量[2]。

　　（二）引數導引

　　在進行合理的插秧結構設計的同時，需要引入科學的計算方法，以得出理想的目標值。“引數導引”作為一種啟發式演算法，可以對步行式插秧機分插機構的各項引數，透過合理的演算法，得出最佳化引數。首先，經過科學的理論分析，得出結論，並作為參考，建立步行式插秧機分插機構運動函式，並結合引數計算，獲取函式值，並將其作為計算機目標值。然後，根據理想目標值，透過演算法計算得出的目標函式會與其產生偏差，這時可以對目標函式當中的某一個函式進行更改，在進行計算以得出目標值。最後，將該目標值與理想目標值進行對比，計算二者之間的差值，與最大允許的差值進行比對，當低於最大差值時，按照演算法進行反覆計算，直到達到差值計算要求，滿足理想目標值，實現插秧結構的最佳化[3]。

　　（三）建立明確的最佳化目標

　　首先，在建立明確的步行式插秧機分插機構最佳化目標之前，要消除秧箱和栽植臂之間的相互影響，將二者安排在相對立的位置上。秧針要安裝在栽植臂前端位置之上，秧箱進行橫向運動，栽植臂使秧針進行縱向運動，可以達到良好的取秧效果。其次，將建立的數學模型透過計算機軟體，能夠描繪準確的栽植臂的側面圖，完全呈現出栽植臂先後經過秧門的實際情況，從而判斷秧箱和栽植臂之間是否相互影響。最後，在保證不損害秧苗根部的前提下，撕拉壯苗而獲取秧塊。要積極考慮取秧的實際情況，以建立理想的秧門模型，所獲取的獲取秧塊儘量接近於矩形，才能更好的達到理想秧門模型的建立效果。在保證秧苗不會倒的情況之下，在合適的角度之下進行秧塊獲取。另外，適當保持行星架構與水面的距離，以有效的減小插秧機前進的阻力。對分插機構齒輪結構進行最佳化設計，保持齒輪與水面的距離，有效實現步行式插秧機分插機構最佳化[4]。

　　三、結論

　　步行式插秧機的大規模應用，極大的推動了水稻種植生產的進步。為了提高步行式插秧機的工作效率，對步行式插秧機分插機構進行最佳化設計，以有效提高步行式插秧機的農業生產效率。透過合理的插秧結構設計“，引數導引”啟發式演算法的計算，建立明確的最佳化目標，實現有效的步行式插秧機分插機構最佳化，極大的提升了水稻種植效率，對水稻種植具有積極的意義，對農業的發展具有重要的推動作用。