本發(fā)明涉及移栽機(jī)的農(nóng)業(yè)機(jī)械制造及控制領(lǐng)域，具體為一種缽苗移栽機(jī)精確送苗控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制開發(fā)的缽苗移栽機(jī)主要以半自動(dòng)為主，取苗過(guò)程依舊需要人工完成，效率低下且勞動(dòng)強(qiáng)度大。在cn104429241a的發(fā)明專利中公開了一種半自動(dòng)移栽機(jī)的分苗機(jī)構(gòu)，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不過(guò)需要人工進(jìn)行投苗作業(yè)，工作量大、效率低下。

而全自動(dòng)移栽機(jī)則具有解放勞動(dòng)力、節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)，其中送苗系統(tǒng)則是移栽機(jī)械的第一個(gè)步驟。在cn105432198a的發(fā)明專利公開了一種全自動(dòng)機(jī)械式移箱機(jī)構(gòu)，由于此機(jī)構(gòu)純機(jī)械聯(lián)動(dòng)，并沒有反饋控制系統(tǒng)，因此精度有限且零部件易磨損。送苗系統(tǒng)的好壞將直接關(guān)系到整個(gè)移栽過(guò)程幼苗的質(zhì)量和取苗成功率，對(duì)移栽機(jī)后續(xù)的步驟產(chǎn)生巨大的影響，因此一臺(tái)優(yōu)秀的移栽機(jī)一定會(huì)需要一套優(yōu)秀的送苗系統(tǒng)，為移栽作業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種缽苗移栽機(jī)精確送苗移盤控制系統(tǒng)及方法，可實(shí)現(xiàn)電控自動(dòng)進(jìn)盤、移箱、退盤和二次進(jìn)盤，其振動(dòng)較小，能實(shí)現(xiàn)精確送苗的目標(biāo)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種缽苗移栽機(jī)精確送苗移盤控制系統(tǒng)，其特征在于，包括送苗移盤機(jī)構(gòu)、對(duì)射式激光傳感器、移盤氣缸、步進(jìn)電機(jī)、可編程控制器plc，

對(duì)射式激光傳感器裝在送苗移盤機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，用于識(shí)別缽苗苗盤是否移動(dòng)到指定取苗位置；

所述移盤氣缸的活塞桿與送苗機(jī)構(gòu)相連，控制苗盤橫向移動(dòng)；

所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與送苗移盤機(jī)構(gòu)相連，控制苗盤縱向移動(dòng)；

所述對(duì)射式激光傳感器、移盤氣缸、步進(jìn)電機(jī)均與可編程控制器plc相連，可編程控制器plc包括計(jì)數(shù)器a、橫向移動(dòng)開關(guān)，

可編程控制器plc根據(jù)對(duì)射式激光傳感器檢測(cè)的信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的工作，使苗盤到達(dá)指定取苗位置；

完成一次取苗后，橫向移動(dòng)開關(guān)用于控制移盤氣缸活塞桿的伸縮，驅(qū)動(dòng)苗盤左右移動(dòng)；計(jì)數(shù)器a用于計(jì)量苗盤橫向移動(dòng)的次數(shù)；可編程控制器plc根據(jù)計(jì)數(shù)器a的計(jì)數(shù)控制橫向移動(dòng)開關(guān)的開閉。

進(jìn)一步地，還包括與可編程控制器plc連接的編碼器，編碼器用于檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，記錄在計(jì)數(shù)器b中，使得可編程控制器plc將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度換算為苗盤實(shí)際下移量；將實(shí)際下移量與穴孔間距進(jìn)行對(duì)比，控制步進(jìn)電機(jī)做補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述送苗移盤機(jī)構(gòu)包括箱體、主動(dòng)鏈輪軸、從動(dòng)鏈輪軸、鏈條、橫向苗盤軸，所述主動(dòng)鏈輪軸和從動(dòng)鏈輪軸之間由兩條并行的鏈條連接，兩條鏈條之間設(shè)有等距離的數(shù)個(gè)橫向苗盤軸，苗盤上的苗盤槽能固定到兩根橫向苗盤軸之間。

進(jìn)一步地，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)固定軸承固定于箱體的側(cè)板上，其輸出軸與主動(dòng)鏈輪軸相連；所述移盤氣缸通過(guò)固定座固定在箱體上。

進(jìn)一步地，所述對(duì)射式激光傳感器包括激光發(fā)射器和激光接收器，通過(guò)固定板分別安裝于箱體左右兩側(cè)，上下位置可根據(jù)取苗位置確定。

進(jìn)一步地，所述編碼器固定于箱體的側(cè)板，其輸出軸與從動(dòng)鏈輪軸的一端連接。

所述的缽苗移栽機(jī)精確送苗控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選擇穴盤規(guī)格輸入可編程控制器plc；

步驟2：可編程控制器plc驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)苗盤縱向進(jìn)給供苗；當(dāng)對(duì)射式激光傳感器檢測(cè)到苗缽運(yùn)動(dòng)到指定位置時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)發(fā)送給可編程控制器plc，可編程控制器plc控制步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，縱向進(jìn)盤到位；

步驟:3：取苗完成上升沿信號(hào)觸發(fā)，計(jì)數(shù)器a的計(jì)數(shù)未達(dá)到預(yù)定值，橫向移動(dòng)開關(guān)打開，可編程控制器plc驅(qū)動(dòng)移盤氣缸橫向移盤，橫向移動(dòng)開關(guān)關(guān)閉，計(jì)數(shù)器a的計(jì)數(shù)+1，等下一次取苗完成上升沿信號(hào)觸發(fā)，可編程控制器plc根據(jù)苗盤規(guī)格信號(hào)，計(jì)算出下移距離對(duì)應(yīng)脈沖，并將下移脈沖信號(hào)發(fā)送給步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)角度；

步驟4：重復(fù)步驟3，當(dāng)計(jì)數(shù)器a值>5，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)退盤，對(duì)下一盤苗進(jìn)行二次進(jìn)盤。

進(jìn)一步地，步驟3中還包括編碼器檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，并記錄在計(jì)數(shù)器b中，可編程控制器plc將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度換算為苗盤實(shí)際下移量；將實(shí)際下移量與穴孔間距進(jìn)行對(duì)比，控制步進(jìn)電機(jī)做補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明具有如下良好的效果：

本發(fā)明采用機(jī)械傳動(dòng)，電氣控制的方案，一次可以取多株幼苗，相比傳統(tǒng)的純機(jī)械式移栽機(jī)產(chǎn)生的震動(dòng)較小，且不易產(chǎn)生累積誤差，對(duì)機(jī)械部分的損耗也相對(duì)較小，可靠度和精度高。

本發(fā)明利用電氣控制的穩(wěn)定性和精確性，按照固定的頻率將幼苗平穩(wěn)的、有規(guī)律的、準(zhǔn)確的送到取苗機(jī)構(gòu)，保證了單位時(shí)間栽植株數(shù)，提高了取苗的成功率。利用反饋調(diào)節(jié)提高送苗精度，為精確取苗提供一種可靠的方案；

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸維修方便，適用于多種場(chǎng)合多種環(huán)境下的多種移栽機(jī)械，適用性好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述缽苗移栽機(jī)精確送苗移盤控制系統(tǒng)的正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述缽苗移栽機(jī)精確送苗移盤控制系統(tǒng)的左視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為苗盤結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為可編程控制器plc及工作原理圖。

其中：

1-移箱機(jī)構(gòu)；2-對(duì)射式激光傳感器；3-移盤氣缸；4-步進(jìn)電機(jī)；5-編碼器；6-箱體；7-主動(dòng)鏈輪軸；8-從動(dòng)鏈輪軸；9-鏈條；10-橫向苗盤軸；11-苗盤；12-苗盤槽；13-固定座；14-移箱軸；15-激光發(fā)射器；16-激光接收器；17-光軸；18-固定軸承；19-側(cè)板；20-機(jī)架；21-方管；22-計(jì)數(shù)器a；23-橫向移動(dòng)開關(guān)；24-計(jì)數(shù)器b；25-可編程控制器plc；26-托板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1所示本發(fā)明所述的缽苗移栽機(jī)精確送苗移盤控制系統(tǒng)，包括送盤移箱機(jī)構(gòu)、對(duì)射式激光傳感器、移盤氣缸、步進(jìn)電機(jī)、編碼器。所述送苗移盤機(jī)構(gòu)1包括箱體6、主動(dòng)鏈輪軸7、從動(dòng)鏈輪軸8、鏈條9、橫向苗盤軸10。箱體6起到支撐的作用，是由兩個(gè)側(cè)板19和一個(gè)托板26焊接而成，兩個(gè)側(cè)板19主要由等距設(shè)置的三根方管21連接固定，托板26焊接于方管21之上，箱體6固定在的機(jī)架20上，箱體6側(cè)面形狀為直角梯形，使得箱體6頂面與地面呈60°夾角。機(jī)架20上設(shè)置四對(duì)孔，從左到右依次為光軸17孔、移盤氣缸3孔、另一個(gè)光軸17孔和一對(duì)激光發(fā)射器15與激光接收器16，其中兩根光軸17的作用是支撐箱體6，并使箱體6可以左右滑動(dòng)，移盤氣缸3的作用是通過(guò)可編程控制器plc25控制箱體6左右滑動(dòng)，激光發(fā)射器15與激光接收器16與可編程控制器plc25相連，通過(guò)反饋控制步進(jìn)電機(jī)4的運(yùn)動(dòng)。

箱體6頂面的下端裝有主動(dòng)鏈輪軸7、上端裝有從動(dòng)鏈輪軸8，兩軸在側(cè)板19內(nèi)側(cè)分別裝有兩個(gè)鏈輪，從動(dòng)鏈輪軸8外側(cè)由兩個(gè)固定軸承與側(cè)板19固定；主動(dòng)鏈輪軸7、從動(dòng)鏈輪軸8均通過(guò)固定軸承18裝在側(cè)板19上；主動(dòng)鏈輪軸7與步進(jìn)電機(jī)4的輸出軸相連。步進(jìn)電機(jī)4與可編程控制器plc25相連，為主動(dòng)鏈輪軸7提供動(dòng)力。兩組鏈輪之間由兩組平行鏈條9傳動(dòng)，兩條鏈條9之間設(shè)有等距的橫向苗盤軸10，可使苗盤11上的苗盤槽12卡入橫向苗盤軸10中，使苗盤11隨橫向苗盤軸10一起上下移動(dòng)。

所述對(duì)射式激光傳感器2包括激光發(fā)射器15和激光接收器16，通過(guò)固定板分別安裝于箱體6左右兩側(cè)，上下位置可根據(jù)取苗位置確定。對(duì)射式激光傳感器用于識(shí)別缽苗苗盤是否移動(dòng)到指定取苗位置；

所述移盤氣缸3過(guò)固定座與箱體固定連接，移盤氣缸3的活塞桿與送苗機(jī)構(gòu)相連，移盤氣缸活塞桿的伸出或收縮推動(dòng)箱體在移箱軸橫向移動(dòng)；移盤氣缸控制多次橫向移箱，確保苗盤整行苗全部取出。移動(dòng)次數(shù)根據(jù)苗盤規(guī)格及取苗爪個(gè)數(shù)可變。

所述步進(jìn)電機(jī)4通過(guò)固定軸承18固定于箱體6的側(cè)板19上，其輸出軸與主動(dòng)鏈輪軸7相連；所述步進(jìn)電機(jī)4的輸出軸與送苗移盤機(jī)構(gòu)相連，控制苗盤縱向移動(dòng)；

所述對(duì)射式激光傳感器2、移盤氣缸3、步進(jìn)電機(jī)4均與可編程控制器plc25相連，可編程控制器plc25包括計(jì)數(shù)器a22、橫向移動(dòng)開關(guān)23，

可編程控制器plc25根據(jù)對(duì)射式激光傳感器2檢測(cè)的信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)4的工作，使苗盤到達(dá)指定取苗位置；

完成一次取苗后，橫向移動(dòng)開關(guān)23用于控制移盤氣缸3活塞桿的伸縮，驅(qū)動(dòng)苗盤左右移動(dòng)；計(jì)數(shù)器a22用于計(jì)量苗盤橫向移動(dòng)的次數(shù)；可編程控制器plc25根據(jù)計(jì)數(shù)器a22的計(jì)數(shù)控制橫向移動(dòng)開關(guān)23的開閉。

可編程控制器plc25連接的編碼器5，所述編碼器固定于箱體的側(cè)板，編碼器5用于檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，記錄在計(jì)數(shù)器b中，使得可編程控制器plc25將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度換算為苗盤實(shí)際下移量；將實(shí)際下移量與穴孔間距進(jìn)行對(duì)比，控制步進(jìn)電機(jī)4做補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，提高下移精度。

所述的缽苗移栽機(jī)精確送苗控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：選擇穴盤規(guī)格輸入可編程控制器plc25；

步驟2：可編程控制器plc25驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪軸7、從動(dòng)鏈輪軸8和鏈條9轉(zhuǎn)動(dòng)，橫向苗盤軸10在鏈條9帶動(dòng)下向下移動(dòng)，推動(dòng)苗盤11做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)苗盤11縱向進(jìn)給供苗；直到苗盤11遮擋激光使激光接收器16接收不到激光信號(hào)，對(duì)射式激光傳感器2檢測(cè)到苗缽運(yùn)動(dòng)到指定位置，產(chǎn)生信號(hào)發(fā)送給可編程控制器plc，可編程控制器plc25控制步進(jìn)電機(jī)4停止轉(zhuǎn)動(dòng)，縱向進(jìn)盤到位，進(jìn)盤過(guò)程完成；苗盤位于初始狀態(tài)，開始取苗盤11中奇數(shù)編號(hào)孔的幼苗。

步驟:3：取苗完成上升沿信號(hào)觸發(fā)，計(jì)數(shù)器a的計(jì)數(shù)未達(dá)到預(yù)定值，橫向移動(dòng)開關(guān)23打開，可編程控制器plc25驅(qū)動(dòng)移盤氣缸3橫向移盤，移盤氣缸3帶動(dòng)移箱軸14橫向移動(dòng)一個(gè)穴孔的距離，從而使苗盤橫向移動(dòng)一個(gè)穴孔距離，橫向移動(dòng)開關(guān)23關(guān)閉，計(jì)數(shù)器a的計(jì)數(shù)+1。開始取苗盤11中偶數(shù)編號(hào)孔的幼苗，等取苗完成上升沿信號(hào)觸發(fā)，可編程控制器plc25根據(jù)苗盤11規(guī)格信號(hào)，計(jì)算出下移距離對(duì)應(yīng)脈沖，并將下移脈沖信號(hào)發(fā)送給步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)角度；編碼器5檢測(cè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，并記錄在計(jì)數(shù)器b中，可編程控制器plc將步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度換算為苗盤實(shí)際下移量；將實(shí)際下移量與穴孔間距進(jìn)行對(duì)比，控制步進(jìn)電機(jī)4做補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。

步驟4：重復(fù)步驟3，當(dāng)計(jì)數(shù)器a22的計(jì)數(shù)值>5，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)退盤，對(duì)下一盤苗進(jìn)行二次進(jìn)盤。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。