一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大蒜播種機(jī)蒜種定向裝置控制系統(tǒng)。

二、

背景技術(shù)：

隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和農(nóng)業(yè)產(chǎn)品出口貿(mào)易迅速發(fā)展，大蒜需求量增大，大蒜種植面積不斷擴(kuò)大。國(guó)內(nèi)外高校及研究機(jī)構(gòu)研制的大蒜播種機(jī)，“根下尖上、直立播種”的關(guān)鍵技術(shù)還不夠成熟，我國(guó)大蒜仍然依靠人工播種，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，每人每天僅可播種220m²，大蒜播種機(jī)的播種性能亟待優(yōu)化。申請(qǐng)?zhí)枮?016106039095的一種新型大蒜播種機(jī)，采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)蒜種定向裝置工作，較好地解決了蒜種定向問題，蒜種調(diào)向率達(dá)到93％，但機(jī)器存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，響應(yīng)滯后等問題。

三、

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種適配于申請(qǐng)?zhí)枮?016106039095的一種新型大蒜播種機(jī)的蒜種定向裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)；該新型大蒜播種機(jī)，包括機(jī)架、提料裝置、勺式提料杯、分料管和蒜種定向裝置；所述的蒜種定向裝置包括第一定位板、第二定位板、開合處理支撐架、導(dǎo)向料杯總成、調(diào)整料杯總成、點(diǎn)插播種器總成和異形不完全齒輪等。本發(fā)明中所述的部件與該新型大蒜播種機(jī)中涉及的部件一致。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，plc根據(jù)編碼器檢測(cè)的機(jī)器行進(jìn)速度來控制響應(yīng)時(shí)間，適用于田間工作。

一種蒜種定向裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括電機(jī)、蓄電池、高壓斷路器、自動(dòng)檢測(cè)裝置和自動(dòng)控制裝置；電機(jī)、蓄電池和高壓斷路器安裝在所述的機(jī)架下方；電機(jī)通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)提料裝置，由蓄電池供電；高壓斷路器連接在蓄電池和電機(jī)之間，用于接通或斷開電路；

所述的自動(dòng)檢測(cè)裝置包括編碼器、紅外發(fā)射管、紅外接收管、固定板、電壓比較器、繼電器、電路板和電壓轉(zhuǎn)換器。電壓轉(zhuǎn)換器安裝在所述機(jī)架下方，將蓄電池提供的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓，分別為編碼器、紅外發(fā)射管和紅外接收管供電；編碼器安裝在所述機(jī)架的一側(cè)，用于檢測(cè)機(jī)器行進(jìn)速度；紅外發(fā)射管和紅外接收管并排安裝在固定板上，固定板垂直安裝在電路板一側(cè)，所述紅外發(fā)射管和紅外接收管正對(duì)大蒜播種機(jī)的勺式提料杯；紅外發(fā)射管和紅外接收管通過引線與電壓比較器連接，電壓比較器與繼電器連接；電壓比較器、繼電器集成安裝在電路板上，電路板安裝在所述的機(jī)架上方。

所述的自動(dòng)控制裝置包括plc(可編程控制器)空氣開關(guān)、電磁鐵、電子滅弧器、l形支架、搖臂、螺釘和輔助彈簧；所述的電磁鐵包括推桿、內(nèi)部芯軸、鐵圈和推程彈簧；所述的plc包括com端口、輸入端口和輸出端口；空氣開關(guān)連接在蓄電池和plc之間，用于控制電路開合狀態(tài)；plc安裝在所述機(jī)架下方，由蓄電池供電；所述繼電器接入com端口，吸合時(shí)觸發(fā)plc程序運(yùn)行，斷開時(shí)不再觸發(fā)plc工作；編碼器接入plc輸入端；電機(jī)連接plc輸出端。l形支架安裝在大蒜播種機(jī)的第一定位板、第二定位板和開合處理支撐架的外側(cè)，位于大蒜播種機(jī)異形不完全齒輪的下方；電磁鐵為三個(gè)；電磁鐵一固定在第一定位板外側(cè)的l形支架上，電磁鐵二固定在第二定位板外側(cè)的l形支架上，電磁鐵三固定在開合處理支撐架外側(cè)的l形支架上；每個(gè)電磁鐵的推桿通過搖臂固定在大蒜播種機(jī)的異形不完全齒輪上；輔助彈簧的一端固定在l形支架邊緣，另一端固定在搖臂上；每個(gè)電磁鐵的一個(gè)引腳分別與plc輸出端連接，另一個(gè)引腳均接零線；電子滅弧器的兩根引線分別連接在每個(gè)電磁鐵的兩個(gè)引腳上，用于抑制接通和斷開負(fù)載時(shí)的瞬間高壓，保證電路正常工作。

本發(fā)明還涉及一種蒜種定向裝置自動(dòng)控制方法，步驟如下：

1、紅外發(fā)射管不斷發(fā)射紅外信號(hào)，勺式提料杯隨著提料裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到分料管入口時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的光線在勺式提料杯表面發(fā)生反射，被紅外接收管接收；

2、紅外接收管接收的光信號(hào)經(jīng)過電壓比較器處理后輸出低電平，使繼電器吸合，控制plc開始工作：

2.1蒜種由大蒜播種機(jī)的勺式提料杯通過分料管進(jìn)入導(dǎo)向料杯總成；

2.2電磁鐵一通電，內(nèi)部芯軸和鐵圈吸合，與鐵圈連接的推桿推動(dòng)搖臂向外擺動(dòng)，帶動(dòng)異形不完全齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，控制導(dǎo)向料杯總成打開，蒜種落入調(diào)整料杯總成中，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)；

2.3電磁鐵一斷電，推程彈簧和輔助彈簧控制推桿回?cái)[，搖臂和異形不完全齒輪控制導(dǎo)向料杯總成閉合，同時(shí)電磁鐵二通電，搖桿通過搖臂和異形不完全齒輪控制調(diào)整料杯總成打開，蒜種落入點(diǎn)插播種器總成中；

2.4電磁鐵二斷電，推程彈簧和輔助彈簧控制推桿回?cái)[，調(diào)整料杯總成閉合，同時(shí)電磁鐵三通電，驅(qū)動(dòng)點(diǎn)插播種器總成打開，將蒜種播種到土壤里，隨后電磁鐵三斷電，彈簧復(fù)位，點(diǎn)插播種器總成閉合；

3、當(dāng)紅外接收管檢測(cè)到下一個(gè)勺式提料杯時(shí)，重復(fù)上述步驟，完成蒜種栽植過程。

本發(fā)明將大蒜播種機(jī)原有氣動(dòng)式播種更換為電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了蒜種定向裝置的自動(dòng)化工作；plc根據(jù)編碼器檢測(cè)到的機(jī)器行進(jìn)速度來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)整大蒜播種機(jī)中提料裝置的轉(zhuǎn)速快慢，提高了機(jī)器工作效率。

四、附圖說明

圖1為本大蒜播種機(jī)整機(jī)示意圖

圖2為本大蒜播種機(jī)蒜種定向裝置示意圖

圖3為自動(dòng)檢測(cè)裝置示意圖

圖4為電磁鐵安裝示意圖

圖5為本大蒜播種機(jī)控制裝置電路示意圖

圖6為本大蒜播種機(jī)控制裝置工作流程圖

圖中1、分料管2、提料裝置3、勺式提料杯4、機(jī)架5、編碼器6、高壓斷路器7、空氣開關(guān)8、電壓轉(zhuǎn)換器9、電機(jī)10、plc11、鏈傳動(dòng)12、導(dǎo)向料杯總成13、調(diào)整料杯總成14、第一定位板15、異性不完全齒輪16、電子滅弧器17、電磁鐵一18、電磁鐵二19、電磁鐵三20、推桿21、搖臂22、開合處理支撐架23、第二定位板24、點(diǎn)插播種器總成25固定板26、紅外發(fā)射管27、紅外接收管28、電路板29、繼電器30、電壓比較器31、螺釘32、l形支架33、輔助彈簧

五、具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種大蒜播種機(jī)定向裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)，適配于申請(qǐng)?zhí)枮?016106039095的一種新型大蒜播種機(jī)。本發(fā)明利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，代替原有的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。電機(jī)、蓄電池、高壓斷路器、plc、空氣開關(guān)和電壓轉(zhuǎn)換器均安裝在大蒜播種機(jī)機(jī)架下方，編碼器安裝在機(jī)架一側(cè)。電機(jī)、plc由蓄電池供電；蓄電池與電機(jī)之間接入dz10-100/300型三相高壓斷路器，以控制線路通斷狀態(tài)，保障實(shí)驗(yàn)過程安全穩(wěn)定。采用三菱fx1n-14mr-001型plc，并在電路中接入dz47-125a型空氣開關(guān)來控制線路開合狀態(tài)。電壓轉(zhuǎn)換器將蓄電池提供的高電壓轉(zhuǎn)換為24v電壓，為編碼器供電，同時(shí)轉(zhuǎn)換為5v電壓，為紅外發(fā)射管和紅外接收管供電。電機(jī)通過鏈傳動(dòng)帶動(dòng)大蒜播種機(jī)的提料裝置轉(zhuǎn)動(dòng)。編碼器與plc輸入端連接，電機(jī)與plc輸出端連接。紅外發(fā)射管和接收管與電壓比較器連接，電壓比較器與繼電器連接，繼電器與plc的com端口連接，電壓比較器和繼電器集成安裝在電路板上；紅外發(fā)射管和紅外接收管的引腳并排安裝在固定板上，固定板豎直安裝在電路板的側(cè)面；紅外發(fā)射管和紅外接收管正對(duì)大蒜播種機(jī)分料管的入口，電路板安裝在現(xiàn)有大蒜播種機(jī)原有的機(jī)架上方。l形支架分別焊接在現(xiàn)有大蒜播種機(jī)的第一定位板、第二定位板和開合處理支撐架的外側(cè)。電磁鐵采用推拉式交流電磁鐵；電磁鐵為三個(gè)，電磁鐵一固定在第一定位板外側(cè)的l形支架上，電磁鐵二固定在第二定位板外側(cè)的l形支架上，電磁鐵三固定在開合處理支撐架外側(cè)的l形支架上；所有電磁鐵的推桿通過搖臂與大蒜播種機(jī)的異形不完全齒輪連接；每個(gè)電磁鐵的其中一個(gè)引腳分別與plc輸出端連接，另一個(gè)引腳均接入零線。3tx1型電子滅弧器的兩根引線分別焊接在每個(gè)電磁鐵的兩個(gè)引腳上，無正負(fù)極之分。輔助彈簧的一端通過長(zhǎng)螺釘固定在l形支架的邊緣，另外一端固定在異形不完全齒輪的搖臂上。

使用時(shí)，plc中根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)編程控制程序，內(nèi)容包括延時(shí)程序，控制各個(gè)電磁鐵的通、斷電狀態(tài)和通電時(shí)長(zhǎng)的程序，以及根據(jù)編碼器檢測(cè)到的機(jī)器行進(jìn)速度并控制電機(jī)轉(zhuǎn)速等；延時(shí)程序的目的是等待蒜種通過分料管落入導(dǎo)向料杯總成并穩(wěn)定后，再開始令電磁鐵通電；根據(jù)蒜種由導(dǎo)向料杯總成完全進(jìn)入調(diào)整料杯總成、由調(diào)整料杯總成完全進(jìn)入點(diǎn)插播種器總成以及從點(diǎn)插播種器總成完全進(jìn)入種穴內(nèi)的時(shí)間設(shè)置各個(gè)電磁鐵通電時(shí)長(zhǎng)。

接通電源，機(jī)器前進(jìn)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；工作時(shí)，紅外發(fā)射管不斷發(fā)射紅外信號(hào)，勺式提料杯隨著提料裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到分料管入口時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)出的光線在勺式提料杯表面發(fā)生反射，并被紅外接收管接收；光信號(hào)經(jīng)過電壓比較器處理后輸出低電平，使繼電器吸合，之后plc接收到觸發(fā)信號(hào)，自動(dòng)控制程序開始運(yùn)行：t0時(shí)刻，延時(shí)程序啟動(dòng)，等待蒜種通過分料管進(jìn)入導(dǎo)向料杯總成并穩(wěn)定；t1時(shí)刻，電磁鐵一通電，內(nèi)部芯軸和鐵圈吸合，與鐵圈連接的推桿推動(dòng)搖臂向外擺動(dòng)，帶動(dòng)異形不完全齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，控制導(dǎo)向料杯總成打開，蒜種落入調(diào)整料杯總成中，彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)；t2時(shí)刻，電磁鐵一斷電，搖桿在推程彈簧和輔助彈簧共同作用下回?cái)[，導(dǎo)向料杯總成閉合，同時(shí)電磁鐵二通電，內(nèi)部芯軸和鐵圈吸合，搖桿通過搖臂和異形不完全齒輪使調(diào)整料杯總成打開，蒜種落入點(diǎn)插播種器總成中；t3時(shí)刻，電磁鐵二斷電，推程彈簧和輔助彈簧驅(qū)動(dòng)搖臂回?cái)[，調(diào)整料杯總成閉合，同時(shí)電磁鐵三通電，驅(qū)動(dòng)點(diǎn)插播種器總成打開，將蒜種播種到土壤里，隨后電磁鐵三斷電，彈簧復(fù)位，點(diǎn)插播種器總成閉合；當(dāng)傳感器檢測(cè)到下一個(gè)勺式提料杯時(shí)，重復(fù)上述步驟，完成蒜種栽植過程；

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)靈敏；可自動(dòng)檢測(cè)勺式提料杯位置；plc可根據(jù)編碼器檢測(cè)到的機(jī)器行進(jìn)速度來控制提料裝置的轉(zhuǎn)速快慢，保證蒜種按照柱距要求栽植；自動(dòng)化程度高，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，滿足大蒜“根下尖上、直立栽種”的特殊農(nóng)藝要求；可針對(duì)蒜種播種過程，研究播種效果的影響因素。

本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。