自动移栽机投苗控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种自动移栽机投苗控制系统及控制方法，包括成排布置的n个取苗末端执行器、与成排的取苗末端执行器平行排列的分苗机构、括增量式编码器、光电开关、可编程控制器，所述增量式编码器用于根据苗杯的转动发出脉冲；控制器中存储每个取苗末端执行器对应的投苗脉冲数值；脉冲计数大于等于投苗脉冲寄存器中设定的第n个末端执行器的投苗脉冲数值An时，控制器控制第n个取苗执行器张开，将苗投入对应的苗杯内。解决了取苗爪间距与苗杯间距不相等，穴盘苗难以直接成排投入苗杯的问题。可以实现针对非间歇运动分苗机构的有序间隔落苗，所需输入信号少，方法简单、灵活、高效，适应高速栽植作业。

Seedling control system and control method of automatic transplanter

The present invention provides an automatic seedling transplanting machine control system and control method, including the arrangement of N seedling end effector, and rows of seedling end effector of parallel mechanism, the seedlings of incremental encoder, photoelectric switch, programmable controller, the incremental encoder is used to rotate according to seedling cup pulsing; the controller stores each seedling end effector corresponding seedling pulse number; pulse count is greater than or equal to the seedling pulse register set in the n of the end effector of a seedling throwing pulse numerical control An controller, n pick-up actuator open, will put the corresponding seedlings seedling cup. The utility model solves the problem that the spacing of the seedling claw spacing is not equal to the spacing of the seedling cups, and the seedling of the plug plate is difficult to be directly arranged into the seedling cup. The utility model can realize the orderly interval seedling falling for the non intermittent movement seedling dividing mechanism, the input signal is small, the method is simple, flexible and efficient, and the utility model is suitable for the high speed planting operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农机装备
，涉及自动移栽机，尤其是一种自动移栽机投苗控制系统及其控制方法。
技术介绍
穴盘育苗是一个新的行业，是20世纪70年代在国际上发展起来的一项新型育苗技术，穴盘育苗与常规的育苗方式相比，具有省工、省力、成苗快、节约资源、成本低、效率高、便于管理以及保护农业生态环境等优点，主要应用于烟草、花卉、蔬菜和树木的育苗。穴盘育苗有一系列的环节，从穴盘播种到移栽，其中苗的移栽是效率低、单调重复动作，但是需要大量的手工作业，将苗从穴盘移送到半自动移栽机里，连续工作容易疲劳，生产效率低，容易漏放，穴盘的移栽能否实现自动高速显得尤为关键。取投末端执行器是自动化移栽的关键装置，关系到能否安装要求取到苗，能否安装要求以合适的姿态将苗投下，传统的纯机械结构的取投末端执行器只能适用于少数穴盘的取苗要求，要适应各种情况，就要求取投末端执行器可以控制，并且结构小巧简单。现有的穴盘取投方式为一次性整排取出、同时投放，这就要求对应的接苗杯做间歇运动，如韩长杰，杨宛章等设计的穴盘苗移栽机自动取喂系统，运动摆动马达驱动柔性链喂入机构，一次移动两旋杯距离。这种方式一方面制约了其带苗速度不利于提高栽植效率，另一方面则必须保证取苗末端执行器间距与旋杯间距等同，从而制约移栽机只针对单一规格苗盘。
技术实现思路
本专利技术面提供一种自动移栽机投苗控制系统，以解决取苗末端执行器间距与苗杯间距不相等，穴盘苗难以直接成排投入苗杯的问题，可以实现针对非间歇运动分苗机构的有序间隔落苗，所需输入信号少，方法简单、灵活、高效，适应高速栽植作业。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。一种自动移栽机投苗控制系统，包括成排布置的n个取苗末端执行器、与成排的取苗末端执行器平行排列的分苗机构，所述取苗末端执行器包括取苗末端执行器开合气缸、推苗杆、取苗针、开合推杆、电磁阀，所述分苗机构包含串联成环且可随环旋转的多个苗杯，以承接末端执行器投出的苗；其特征在于，投苗控制系统还包括增量式编码器、光电传感器、可编程控制器和信号放大器，所述增量式编码器装在自动移栽机动力机构的总分动箱处，根据总分动箱的转动发出脉冲；用于测量总分动箱的转动以间接获取苗杯的运动参数；所述光电传感器置于分苗机构一侧，平行于分苗机构苗杯外壁，用于检测苗杯的转动位置，所述控制器包括高速计数器、投苗脉冲寄存器、苗杯计数器、计数允许开关和光电传感器状态寄存器，所述高速计数器用于对增量式编码器的脉冲进行计数；所述投苗脉冲寄存器用于存储每个取苗末端执行器对应的投苗脉冲数值；从苗杯旋转方向相反的方向起算，第n个末端执行器对应的投苗脉冲数值An＝[D0+(n-1)×D]×B/C，其中，B等于增量式编码器每转一周高速计数器所产生的脉冲数值，C等于增量式编码器每转一周苗杯对应走过距离，D0等于第一个末端执行器的投苗距离，指投苗功能启动时，第一个末端执行器中心与其后一个苗杯中心之间距离，D等于相邻两个苗杯的中心之间的距离；所述苗杯计数器根据光电传感器产生的上升沿信号对旋转通过的苗杯数量进行计数；计数允许开关控制苗杯计数器计数的时序范围，当苗杯计数器的计数大于等于n-2时，将苗杯计数器及高速计数器的计数清零；光电传感器状态寄存器用于存储光电传感器的状态，确保投苗过程中不重复触发投苗程序；所述控制器通过高速计数器获得增量式编码器发出的脉冲计数，并根据该脉冲计数、投苗脉冲寄存器中存储的每个取苗末端执行器对应的投苗脉冲数值，发出驱动信号经信号放大器放大后控制所述电磁阀的闭合，通过取苗末端执行器开合气缸驱动末端执行器进行丟苗动作。优选地，光电传感器与外壁距离<1cm。优选地，取苗末端执行器个数n是穴盘横向单排穴孔数s的整数倍。优选地，n是穴盘横向单排穴孔数s的一半，以实现间隔取苗。优选地，n等于6或8。优选地，所述高速计数器为C620计数器。自动移栽机投苗控制系统的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)苗杯开始旋转，根据底盘分动箱的转速测量苗杯的转动，并根据苗杯的转动发出脉冲；高速计数器开始计数；(2)成排的取苗末端执行器处于待投苗位置，给苗杯计数器赋一个大于n-2的初始值；(3)当光电传感器产生第一个上升沿信号时，苗杯计数器清零，高速计数器重新从零开始计数；(4)当高速计数器记录的脉冲数值大于等于投苗脉冲寄存器中设定的第一个末端执行器(4)当高速计数器记录的脉冲数值大于等于投苗脉冲寄存器中设定的第1个末端执行器的投苗脉冲数值A1时，控制器控制第一个取苗执行器的电磁阀的闭合，通过末端执行器开合气缸驱动取苗针，使第一个末端执行器张开，将苗投入对应的苗杯内；当高速计数器记录的脉冲数值大于等于投苗脉冲寄存器中设定的第二个末端执行器的投苗脉冲数值A2时，第二个末端执行器张开，将苗投入下一个对应的苗杯内，依次至第n个末端执行器1投苗完成；其中第n个末端执行器对应的投苗脉冲数值An＝[D0+(n-1)×D]×B/C，其中，从苗杯旋转方向相反的方向起算，B等于增量式编码器每转一周高速计数器所产生的脉冲数值，C等于增量式编码器每转一周苗杯对应走过距离，D0等于第一个末端执行器的投苗距离，指投苗功能启动时，第一个末端执行器中心与其后一个苗杯中心之间距离，D等于相邻两个苗杯的中心之间的距离；(5)打开允许计数开关，光电传感器每产生一个上升沿信号，苗杯计数器加1；(6)苗杯计数器值达到n-2后，所述光电传感器下一个上升沿信号时，高速计数器重新从零开始计数，苗杯计数器也清零，重复步骤(3)-(6)，直至系统关闭。优选地，所述高速计数器采用双向计数。本专利技术所述的自动移栽机投苗控制系统的控制方法，通过增量式编码器获取分苗机构运动参数，光电传感器定位苗杯位置以及记录投完苗后走过苗杯数，高速计数器实时计入编码器产生脉冲信号，跟据计算出的每个取苗末端执行器的投苗脉冲，当高速计数器值达到取苗末端执行器投苗脉冲时，该末端执行器投苗，从而完成n个末端执行器的依次间隔落苗，解决了取苗爪间距与苗杯间距不相等，穴盘苗难以直接成排投入苗杯的问题。可以实现针对非间歇运动分苗机构的有序间隔落苗，所需输入信号少，方法简单、灵活、高效，适应高速栽植作业。附图说明图1为本专利技术所述自动移栽机投苗控制系统流程示意图。图2为本专利技术所述自动移栽机投苗控制系统执行机构示意图。图3为本专利技术所述自动移栽机投苗控制系统示意图。1-取苗末端执行器、11-取苗末端执行器开合气缸、12-推苗杆、13-取苗针、2-分苗机构、3-苗杯、4-光电传感器、5-增量式编码器、6-总分动箱。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的投苗控制系统，包括成排布置的n个取苗末端执行器1、与成排的取苗末端执行器1平行排列的分苗机构2。取苗末端执行器1个数n是穴盘横向单排穴孔数s的整数倍。n是穴盘横向单排穴孔数s的一半，以实现间隔取苗，较佳地，为6或8个。所述取苗末端执行器1包括苗爪开合气缸11、取苗针13、开合推杆12、电磁阀，所述分苗机构2包含串联成环且可随环旋转的多个苗杯3，以承接末端执行器1投出的苗。投苗控制系统还包括增量式编码器5、光电传感器4、可编程控制器和信号放大器。如图2、图3所示，所述增量式编码器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动移栽机投苗控制系统，包括成排布置的n个取苗末端执行器(1)、与成排的取苗末端执行器(1)平行排列的分苗机构(2)，所述取苗末端执行器(1)包括苗爪开合气缸(11)、取苗针(13)、开合推杆(12)、电磁阀，所述分苗机构(2)包含串联成环且可随环旋转的多个苗杯(3)，以承接末端执行器(1)投出的苗；其特征在于，投苗控制系统还包括增量式编码器(5)、光电传感器(4)、可编程控制器和信号放大器，所述增量式编码器(5)装在自动移栽机动力机构的总分动箱(6)处，根据总分动箱(6)的转动发出脉冲；用于测量总分动箱(6)的转动以间接获取苗杯(3)的运动参数；所述光电传感器(4)置于分苗机构一侧，平行于分苗机构(2)苗杯(3)外壁，用于检测苗杯(3)的转动位置；所述控制器包括高速计数器、投苗脉冲寄存器、苗杯计数器、计数允许开关和光电传感器状态寄存器，所述高速计数器用于对增量式编码器(5)的脉冲进行计数；所述投苗脉冲寄存器用于存储每个取苗末端执行器(1)对应的投苗脉冲数值；从苗杯(3)旋转方向相反的方向起算，第n个末端执行器(1)对应的投苗脉冲数值An＝[D0+(n‑1)×D]×B/C，其中，B等于增量式编码器(5)每转一周高速计数器所产生的脉冲数值，C等于增量式编码器(5)每转一周苗杯(3)对应走过距离，D0等于第1个末端执行器(1)的投苗距离，指投苗功能启动时，第一个末端执行器(1)中心与其后一个苗杯(3)中心之间距离，D等于相邻两个苗杯(3)的中心之间的距离；所述苗杯计数器根据光电传感器产生的上升沿信号对旋转通过的苗杯(3)数量进行计数；计数允许开关控制苗杯计数器计数的时序范围，当苗杯计数器的计数大于等于n‑2时，将苗杯计数器及高速计数器的计数清零；光电传感器状态寄存器用于存储光电传感器的状态，确保投苗过程中不重复触发投苗程序；所述控制器通过高速计数器获得增量式编码器(5)发出的脉冲计数，并根据该脉冲计数、投苗脉冲寄存器中存储的每个取苗末端执行器(1)对应的投苗脉冲数值，发出驱动信号经信号放大器放大后控制所述电磁阀的闭合，通过苗爪开合气缸(11)驱动开合推杆(12)带动取苗针(13)张开进行投苗动作。...

【技术特征摘要】
1.一种自动移栽机投苗控制系统，包括成排布置的n个取苗末端执行器(1)、与成排的取苗末端执行器(1)平行排列的分苗机构(2)，所述取苗末端执行器(1)包括苗爪开合气缸(11)、取苗针(13)、开合推杆(12)、电磁阀，所述分苗机构(2)包含串联成环且可随环旋转的多个苗杯(3)，以承接末端执行器(1)投出的苗；其特征在于，投苗控制系统还包括增量式编码器(5)、光电传感器(4)、可编程控制器和信号放大器，所述增量式编码器(5)装在自动移栽机动力机构的总分动箱(6)处，根据总分动箱(6)的转动发出脉冲；用于测量总分动箱(6)的转动以间接获取苗杯(3)的运动参数；所述光电传感器(4)置于分苗机构一侧，平行于分苗机构(2)苗杯(3)外壁，用于检测苗杯(3)的转动位置；所述控制器包括高速计数器、投苗脉冲寄存器、苗杯计数器、计数允许开关和光电传感器状态寄存器，所述高速计数器用于对增量式编码器(5)的脉冲进行计数；所述投苗脉冲寄存器用于存储每个取苗末端执行器(1)对应的投苗脉冲数值；从苗杯(3)旋转方向相反的方向起算，第n个末端执行器(1)对应的投苗脉冲数值An＝[D0+(n-1)×D]×B/C，其中，B等于增量式编码器(5)每转一周高速计数器所产生的脉冲数值，C等于增量式编码器(5)每转一周苗杯(3)对应走过距离，D0等于第1个末端执行器(1)的投苗距离，指投苗功能启动时，第一个末端执行器(1)中心与其后一个苗杯(3)中心之间距离，D等于相邻两个苗杯(3)的中心之间的距离；所述苗杯计数器根据光电传感器产生的上升沿信号对旋转通过的苗杯(3)数量进行计数；计数允许开关控制苗杯计数器计数的时序范围，当苗杯计数器的计数大于等于n-2时，将苗杯计数器及高速计数器的计数清零；光电传感器状态寄存器用于存储光电传感器的状态，确保投苗过程中不重复触发投苗程序；所述控制器通过高速计数器获得增量式编码器(5)发出的脉冲计数，并根据该脉冲计数、投苗脉冲寄存器中存储的每个取苗末端执行器(1)对应的投苗脉冲数值，发出驱动信号经信号放大器放大后控制所述电磁阀的闭合，通过苗爪开合气缸(11)驱动开合推杆(12)带动取苗针(13)张开进行投苗动作。2.根据权利要求1所述的自动移栽机投苗控制系统，其特征在于，光电传感器(4)与外壁距离<1cm。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建平，杨丽红，华琛，韩绿化，靳合琪，张思伟，赵峥嵘，马国鑫，毛罕平，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32