一种基于Android平台的山地智能农用一体机及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Android平台的山地智能农用一体机及其控制方法，在坡地开沟播种施肥一体机的车架上设有第一电机、第二电机；第一电机连接一体机的行走轴；带动行走轴转动，在实现一体机行走的同时带动供种供肥装置运行；第二电机连接转动轴，转动轴焊接在开沟爬坡机构的穿轴孔之间，转动轴的转动能够带动开沟爬坡机构做圆弧形上下运动；一体机的前端有超声波测距离传感器、过料孔处有光电门装置；超声波测距离传感器、光电门装置均与控制器相连接，控制器还与第一电机和第二电机相连；控制器接收智能安卓设备的控制指令，驱动第一电机和第二电机转动，实现山地智能农用一体机的行走、开沟、播种施肥、遇到障碍物时越障、播种不成功时报警。

Mountain intelligent agricultural integral machine based on Android platform and control method thereof

The invention discloses a Android platform of the intelligent agricultural development of mountain machine and its control method based on the first motor and the second motor mounted on sloping ditching sowing fertilizing machine on the axis of the first motor is connected; walking machine; walking drive shaft rotation, in the realization of machine walking while driving operation for supplying device; second the motor is connected with the rotating shaft, the rotating shaft between the welding mechanism in ditching climbing through the shaft hole, the rotating shaft can rotate driven by ditching climbing mechanism arc shape on the front movement; one machine with the ultrasonic ranging device with photoelectric door feeding hole from the sensor, photoelectric device; ultrasonic distance measuring sensor, are connected with the controller, the controller is also connected with the first motor and the second motor controller receives the control command; Android intelligent equipment, the first motor drive And second motor rotation, to achieve the mountain intelligent agricultural integration machine walking, trenching, sowing, fertilization, obstacles encountered when obstacles, sowing failure when the alarm.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Android平台的山地智能农用一体机及其控制方法
本专利技术属于农业机械领域，尤其是一种基于Android平台的山地智能农用一体机及其控制方法。
技术介绍
国外从20世纪40年代初已开始保护性耕作的研究，形成了各种型式的配套机具。随着化学除草剂和一体机具的发展和成熟，保护性耕作得到了大面积的推广应用。日前国外的培垄施肥覆膜一体机以联合作业机为主，一次完成破茬、松土、开沟、播种、施肥、撤药等多项作业。国外农场的土地面积一般比较大，拖拉机的功率也较大，一体机一般是牵引式的，播种机横梁多，多排开沟器，各开沟器之间间隔大，播种机又宽又重，播种机是气力式的，土壤工作部件比较复杂，但是由于种植方式、土地条件以及经济发展等多种因素，国外的一体机从其结构和工作性能等方面均不能适应我国生产条件。我国地块比较小，一体机一般都设计为悬挂式，且不能太重，但是免耕地表有残茬覆盖，土壤容重一般较高，故要求播种机单体必须有一定的重量才能达到入土开沟的目的。20世纪90年代之前主要研究玉米培垄施肥覆膜一体机，其中2BQM-6A型一体机的通过性能经测定在小麦秸秆经粉碎后覆盖量为9650kg/mh2，秸秆含水率为64.3％时，通过性系数0.97。20世纪90年代以后，以中国农业大学保护性耕作研究中心为代表，在玉米、小麦一体机方面研究较多。但是目前用于山区农业耕作的农机因为山区经济、地形地貌等因素研究的比较少，现有的机械采用的是单体仿形，开沟铲前面配有仿形草圆盘，仿形机构为四连杆机构，9行一体机整机重量达900kg，如果将这种机械用于山地，会存在结构复杂、调整困难、机具过重等问题，而且山区地形崎岖，庞大的机械笨重、不宜转移。通过检索相应的专利CN201310346238.5CN201310082919.5CN201310346240.2，发现上述机械结构复杂，很难在山地转移的情况有所改进。传统纯机械结构的一体机，结构相对复杂，稳定性不高，大部分靠人工操作，工作量大，播种的种子间距大小不一等精度不高，同时也没有检测种子是否堵住种盘等功能。基于此现状，有必要改进农机的操作模式，对机械机构进行创新同时结合现有的电子信息技术，实现了功能的集成化、多样化以及智能化，并可更进一步升级为基于云计算、大数据的现代“互联网+”型农业机械。
技术实现思路
本专利技术针对传统纯机械农机作业需要靠人工操作，精度不高，且作业过程不能实时自动监测等问题，提出了一种基于Android平台的山地智能农用一体机及其控制方法。实现本专利技术的技术方案如下：一种基于Android平台的山地智能农用一体机，包括坡地开沟播种施肥一体机；所述坡地开沟播种施肥一体机的车架上设有第一电机、第二电机；所述第一电机的输出轴连接所述坡地开沟播种施肥一体机的行走轴；所述第一电机带动所述行走轴转动，在实现一体机行走的同时带动供种供肥装置运行；所述第二电机的输出轴连接转动轴、并带动所述转动轴转动，所述转动轴焊接在开沟爬坡机构的穿轴孔之间，所述转动轴的转动能够带动开沟爬坡机构做圆弧形上下运动；所述坡地开沟播种施肥一体机的前端设有超声波测距离传感器、过料孔处设有光电门装置；所述超声波测距离传感器、所述光电门装置均与控制器相连接，所述控制器还与所述第一电机和所述第二电机相连；所述控制器通过蓝牙与智能安卓设备连接；所述控制器接收所述智能安卓设备的控制指令，驱动第一电机和第二电机转动，实现所述山地智能农用一体机的行走、开沟、播种施肥、遇到障碍物时越障、播种不成功时报警。进一步地，所述智能农用一体机还包括覆膜机构和第三电机；所述第三电机固定在一体机的车架上，所述第三电机输出轴通过丝杠装置连接所述覆膜机构的前支架；所述第三电机与所述控制器相连并接受控制器的驱动指令；所述第三电机的转动带动所述丝杠装置上下运动，进而带动所述覆膜机构上下运动。进一步地，所述第一电机通过联轴器与所述行走轴相连，所述第二电机通过联轴器与所述转动轴相连。进一步地，所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机为测速电机。进一步地，所述控制器采用STM32控制器实现；所述智能安卓设备为智能手机或PAD，所述智能安卓设备安装APP软件。本专利技术还提出了一种适用于所述智能农用一体机的控制方法，包括如下几种情况：(a)当实现一体机行走时，使用安卓设备通过蓝牙向控制器发射指令，控制器驱动第三电机转动，进而驱动丝杠旋转带动覆膜机构向上运动，使覆膜机构离地；控制器同时驱动第二电机，使开沟爬坡机构抬起离地；(b)当实现一体机耕作时，使用安卓设备通过蓝牙向控制器发射指令，控制器驱动第一电机和第二电机转动，第一电机的转动带动一体机向前行走的同时进行播种施肥，第二电机的转动使开沟爬坡机构向下运动接触耕地；一体机在前行时，前端的开沟爬坡机构进行开沟，紧接着播种施肥机构上的圆盘转动使圆盘上的排种排肥孔与播种箱上的小孔对齐，种子与肥料从播种箱中通过排种排肥的小孔落入排种排肥管道中，顺着管道滑入开好的沟中，随后弧形铲挖出的泥土在圆盘转过180°后落入导向槽中，顺着导向槽滑落将种子和肥料覆盖；(c)当实现一体机跨越障碍时，利用超声波测距离传感器实时检测一体机前方路况，当有障碍物时，通过控制器将障碍信息发送到安卓设备；安卓设备接收到障碍物信息后，通过蓝牙向控制器发射相应的指令，控制第三电机驱动覆膜机构的丝杠旋转，使覆膜机构向上运动脱离地面，同时驱动第二电机转动，使得开沟爬坡机构绕转动轴做圆弧向下运动使之脱离地面；(d)当一体机耕作过程出现种子堵塞时，位于种盘下面的光电门装置没有接收到种子滑落的信号，此时将信息通过控制器发送至安卓设备并报警。进一步地，所述(b)还包括：在种子需覆膜时，安卓设备通过蓝牙向控制器发送指令以驱动第三电机转动，使覆膜机构下降并完成覆膜。进一步地，所述(c)还包括：当开沟爬坡机构的带锯齿状的圆盘位置达到障碍物的一端时，安卓设备发送指令给控制器，驱动第二电机使开沟爬坡机构降下，开沟爬坡机构上面带锯齿状的圆盘压向障碍物的一端；继续驱动第三电机，使开沟爬坡机构产生一个向地的抓力，实现辅助越障爬坡。本专利技术的有益效果是：1、通过对机械结构的创新设计实现的效果：(1)用一个机构完成开沟覆土和越障爬坡功能；(2)合理安排开沟机构、覆膜机等机构的安装位置，使机身更小型和轻便；2、通过现代电子信息技术和传统机械的结合实现的效果：(1)利用超声波传感器和STM32微控制器，形成“发现—处理—动作”自动反馈控制回路，代替传统手动换挡越障；(2)在播种盘处安装传感器，根据反馈的信息，能够检测种盘堵塞和缺种等具体情况；(3)基于Android系统，通过蓝牙收发指令，利用STM32微控制器和步进电机控制覆膜机构的升降，代替手动操作；(4)根据种间距离、土地性质、培垄要求等具体情况，在手机APP上十分便捷地修改农机的相关运行参数，使之灵活地适应不同作物的耕作要求。附图说明图1是本专利技术一体机模块结构示意图；图2是开沟爬坡机构；图3是传动机构；图4是播种施肥机构；图5是覆膜机构；图6是整体模块工作流程示意图；图7是智能越障动作流程图。标记说明：图2中：2-1轮轴，2-2轮架，2-3链轮，2-4开沟轮，2-5穿轴孔，2-6销栓，2-7挖斗，2-8排种排肥管道，2-9覆土导槽，2-10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Android平台的山地智能农用一体机，包括坡地开沟播种施肥一体机；其特征在于，所述坡地开沟播种施肥一体机的车架上设有第一电机、第二电机；所述第一电机的输出轴连接所述坡地开沟播种施肥一体机的行走轴；所述第一电机带动所述行走轴转动，在实现一体机行走的同时带动供种供肥装置运行；所述第二电机的输出轴连接转动轴、并带动所述转动轴转动，所述转动轴焊接在开沟爬坡机构的穿轴孔(2‑5)之间，所述转动轴的转动能够带动开沟爬坡机构做圆弧形上下运动；所述坡地开沟播种施肥一体机的前端设有超声波测距离传感器、过料孔处设有光电门装置；所述超声波测距离传感器、所述光电门装置均与控制器相连接，所述控制器还与所述第一电机和所述第二电机相连；所述控制器通过蓝牙与智能安卓设备连接；所述控制器接收所述智能安卓设备的控制指令，驱动第一电机和第二电机转动，实现所述山地智能农用一体机的行走、开沟、播种施肥、遇到障碍物时越障、播种不成功时报警。

【技术特征摘要】
1.一种基于Android平台的山地智能农用一体机，包括坡地开沟播种施肥一体机；其特征在于，所述坡地开沟播种施肥一体机的车架上设有第一电机、第二电机；所述第一电机的输出轴连接所述坡地开沟播种施肥一体机的行走轴；所述第一电机带动所述行走轴转动，在实现一体机行走的同时带动供种供肥装置运行；所述第二电机的输出轴连接转动轴、并带动所述转动轴转动，所述转动轴焊接在开沟爬坡机构的穿轴孔(2-5)之间，所述转动轴的转动能够带动开沟爬坡机构做圆弧形上下运动；所述坡地开沟播种施肥一体机的前端设有超声波测距离传感器、过料孔处设有光电门装置；所述超声波测距离传感器、所述光电门装置均与控制器相连接，所述控制器还与所述第一电机和所述第二电机相连；所述控制器通过蓝牙与智能安卓设备连接；所述控制器接收所述智能安卓设备的控制指令，驱动第一电机和第二电机转动，实现所述山地智能农用一体机的行走、开沟、播种施肥、遇到障碍物时越障、播种不成功时报警。2.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的山地智能农用一体机，其特征在于，还包括覆膜机构和第三电机；所述第三电机固定在一体机的车架上，所述第三电机输出轴通过丝杠装置连接所述覆膜机构的前支架；所述第三电机与所述控制器相连并接受控制器的驱动指令；所述第三电机的转动带动所述丝杠装置上下运动，进而带动所述覆膜机构上下运动。3.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的山地智能农用一体机，其特征在于，所述第一电机通过联轴器与所述行走轴相连，所述第二电机通过联轴器与所述转动轴相连。4.根据权利要求2所述的一种基于Android平台的山地智能农用一体机，其特征在于，所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机为测速电机。5.根据权利要求1所述的一种基于Android平台的山地智能农用一体机，其特征在于，所述控制器采用STM32控制器实现；所述智能安卓设备为智能手机或PAD，所述智能安卓设备安装APP软件。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆寅，熊志翔，袁寿其，吴晨，石洋，
申请(专利权)人：江苏大学镇江流体工程装备技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32