果蔬采摘机构构型方案综合评价模型研究-论文.pdf

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1、第31卷第6期机械设计Vol_31No．62014年6月JOURNALOFMACHINEDESIGNJun．2014果蔬采摘机构构型方案综合评价模型研究木夏红梅，甄文斌，张炳超(华南农业大学工程学院，广东广州510642)摘要：分析果蔬采摘机构构型方案评价问题特点，选取灰色关联分析综合评价方法。制定果蔬采摘机构构型方案评价因素集，建立方案评价层次结构，构建基于模糊一致矩阵的评价因素权重排序模型。比较采摘机构构型方案评价列集与设计需求评价参考数列的几何相似程度，建立灰色关联度评价模型。对菠萝采摘机构构型方案进行综合评价，获得的最优方案结果合理．表明该

2、模型具有科学性和实用性。关键词：果蔬：采摘机构；灰色关联法；综合评价中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1001—2354(2014)06—0018—04果蔬采摘机构构型方案设计是果蔬采摘装备研制系统工程评价法H]、模糊综合评价法、层次分析法g63、的首要环节E卜2]。按运动功能分解方法综合，采摘机构由灰色理论分析法l7及多种方法的混合，如模糊层次分实现定位功能的手臂机构和实现姿态调整功能的手腕析法、模糊灰色综合评价法等。价值工程法以功能机构两部分组成E。手臂为3自由度空间机构，手腕按为对象，以价格为尺度，以最低成本实现产品的必要功采摘动

3、作自由度要求为具有1R，2R或3R线性独立运能，强调了功能和成本因素，未充分考虑运动和动力学动功能的空间机构。同样采摘运动功能需求，可采用不性能、控制精度等其他因素，对方案优劣评价不够全同的构件和运动副配置方式．形成多种机构构型配置方面。系统工程评价法通过专家打分从系统整体上对各案，并具有不同的性能特点。如何从众多的构型中选取项评价指标进行综合评价，模型简单，直观性强，但对满足采摘对象需求的最佳方案是机构构型设计需要解评价指标的量化难以体现评价因素指标信息认知的不决的关键问题。采摘对象不同，采摘机构构型设计性能明确性和模糊性，量化评分主要取决于专家

4、的阅历经需求不同。如菠萝种植间隔均匀，行距较大，枝叶遮挡影验及知识的广度和深度，理论性与系统性不强。模糊综响小，但果实质量很大，要求采摘机构具有很大的作业合评价法着重解决“认知不确定”的问题，对内涵清楚空间，很高的承载能力和刚度，但对避障灵活度和定位但外延不清楚定性的指标可以采用模糊数学的方法来精度要求较小。而荔枝、龙眼等树生串果，挂果的基枝、对其进行处理。此法对多因素、多层次的复杂问题评判主枝和主干生长分布不规则，枝叶遮挡问题严重，果实效果较好、应用广泛，但在模糊判断隶属函数和隶属度质量较小，要求采摘机构有较高的避障灵活度和定位精的确定方面带有很

5、大的经验性和主观性。层次分析法度。一定的承载能力和刚度及中等的作业空间。因此评是基于运筹学理论的方案比较排序法，为难以定量描价采摘机构构型方案是否最优，应从采摘机构设计性能述的决策问题提供了较好的解决方案，已在多学科领目标多角度分析，从所有备选方案中选出与设计需求指域获得广泛应用。灰色系统理论研究“部分信息已知，标最为接近的设计方案。文中针对果蔬采摘机构构型方部分信息未知”的“贫信息”不确定性系统，除了处理外案综合评价问题，选取合理的方案评价方法，建立方案延明确而内涵不明确的问题外，也适应于内涵与外延评价模型，并以菠萝采摘为例进行实例研究。都不明确

6、的问题。机构构型方案评价涉及的因素和指标较多，是多1概述因素非线性问题。方案设计阶段，机构结构尺寸不定，因素之间难以建立确定的数量关系，方案评价只能采机械运动方案综合评价常用方法有价值工程法、用定性描述。机构构型方案评价指标，如结构复杂性，收稿日期：2013—01—05：修订日期：2013—12—24基金项目：国家自然科学基金资助项目(51005080，51175189)；国家星火计划资助项目(2011CA780038)作者简介：夏红梅(1975一)，女，江苏兴化人，副教授，硕士生导师，博士，主要从事现代机械系统设计理论与方法、采摘机构构型综合设计

7、优化方面的研究，已发表论文15篇。2014年6月夏红梅，等：果蔬采摘机构构型方案综合评价模型研究19不能完全说是内涵清楚，外延不清楚。因为人们对结构方根法、按行求和归一化法，以及根据模糊一致判断矩复杂的认识或理解实际上也不能说是完全清楚的。只阵的元素与权重的关系式给出的排序法。3种排序公式能说结构复杂主要考虑了哪几个方面，所以对结构复计算得到的排序值差异比较大，根据模糊一致判断矩阵杂所包含信息的认知是不完全的。因此，机构构型方案元素与权重的关系式给出的排序方法分辨率最高．有可评价问题属于内涵与外延都不明确的问题，可采用灰靠的理论基础、科学性和可行性

8、[14]。因此构型评价因素色系统理论的灰色关联分析方法，把设计方案的选择权重采用基于模糊一致矩阵的关系式排序法。转化为实际