一种秧苗中石子的实时监测及报警装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种秧苗中石子的实时监测及报警装置和控制方法，由侧支架、动力输出轴、离合器、链轮轴、链轮A、差速传动箱、动力输入轴、构架、联轴器、角度传感器、栽插臂、链条、链轮B、秧箱、导轨和控制器主机板组成，通过实时监测链轮轴的旋转角度变化实现对秧苗中石子的实时监测与报警。在控制器作用下，利用角度传感器对分插机构旋转轴单位时间内的旋转角度进行监测，根据单位时间内角度变化率，实现对秧苗中石子的实时监测，结合各功能模块，实现对监测到石子时的声光报警。本发明专利技术石子实时监测及报警装置智能化程度高、成本低、结构简单，只需对现有插秧机进行小的改动即可安装使用，适用范围广。

A real-time monitoring and alarming device and control method for stone in Rice Seedling

The invention discloses a real-time monitoring and alarming device and a control method for stones in seedlings, comprising a side bracket, a power output shaft, a clutch, a sprocket shaft, a sprocket wheel, a differential transmission box, a power input shaft, a frame, a coupling, an angle sensor, a planting arm, a chain, a sprocket wheel B, a seedling box, a guide rail and a controller main board group. Cheng, through the real-time monitoring of sprocket shaft rotation angle changes to achieve real-time monitoring and alarm of the stones in the seedlings. Under the control function, the rotation angle of the rotation axis of the dividing and planting mechanism in unit time is monitored by the angle sensor. According to the change rate of angle in unit time, the real-time monitoring of the stones in the seedlings is realized, and the acoustooptic alarm when the stones are monitored is realized by combining the function modules. The stone real-time monitoring and alarming device of the invention has the advantages of high intelligence, low cost and simple structure, and can be installed and used with only minor modifications to the existing rice transplanter, and has wide application range.

【技术实现步骤摘要】
一种秧苗中石子的实时监测及报警装置和控制方法
本专利技术涉及一种秧苗中石子实时监测及报警装置，属于智能化农业机械领域。
技术介绍
我国插秧机插秧所用秧苗采用带土秧苗，育苗方式为育苗盘育苗，由于目前对育苗工艺尚未有规范性要求，导致土壤中的石子等硬物带到育苗盘。插秧时，当栽插机构遇到石子时，导致分插机构离合器脱开而无法插秧的突出问题频发，如不能及时发现，导致秧苗的漏插和栽插机构的损坏。目前，插秧机机载人员主要通过石子卡在分插机构发出的“咔咔”的声音来判断秧苗中石子的存在。然而，由于插秧机作业时发动机发出的噪声对石子卡在分插机构发出的声音造成了干扰，经常会发生石子卡在分插机构驾驶员注意不到的现状，因此必须研发新的技术和装置对秧苗中石子的进行实时监测并报警停机。在现有技术中，申请人尚未发现对秧苗中石子的实时监测技术和装置。为了弥补上述不足，本专利技术根据秧苗中混杂的石子卡在分插机构后导致连接动力轴和分插机构的离合器分离，从而导致分插机构不旋转的现象，提出了一种秧苗中石子实时监测及报警装置，在分插机构旋转轴上安装角度传感器，通过检测单位时间内角度的变化对秧苗中的石子进行实时监测，并利用报警装置进行声光报警，通知驾驶员停机(自动停机)，具有智能化，可靠性高的优点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种秧苗中石子实时监测及报警装置，以实现插秧机插秧过程中秧苗中石子的实时监测并及时报警停机。为了解决以上技术问题，本专利技术采用的具体技术方案如下：该专利技术一种秧苗中石子实时监测及报警装置主要包括：侧支架、动力输出轴、离合器、链轮轴、链轮A、差速传动箱、动力输入轴、构架、联轴器、角度传感器、栽插臂、链条、链轮B、秧箱、导轨和控制器主机板。所述的侧支架分为左右两半部分，左半部分与动力输出轴连接，右半部分一端与动力输出轴和动力输入轴相连，另一端与构架连接；所述的动力输出轴两端分别与侧支架的左、右两部分连接；所述的离合器一端与动力输出轴连接，另一端与链轮轴相连；所述的链轮轴一端与离合器连接，另一端通过联轴器与角度传感器连接，链轮轴上安装有链轮1；所述的链轮1与链轮轴间通过键连接，链轮1上安装有链条；所述的联轴器一端与角度传感器连接，另一端与链轮轴1连接；所述的差速传动箱一端与动力输入轴连接；另一端与动力输出轴连接；所述的动力输入轴一端与差速传动箱连接，另一端与右半边侧支架连接；所述的栽插臂与链轮轴2连接；所述的链轮轴2一方面与栽插臂连接，另一方面通过链条与链轮轴1连接；所述的秧箱安装在导轨上，在作业过程中，秧箱沿着导轨在秧箱一行秧苗宽度范围内直线移动；所述的导轨与导轨连接；所述的控制器主机板包括控制器、触摸屏、角度传感器、线驱动器、蜂鸣器、LED灯、DC升压模块和12VDC电源；所述的控制器为西门子6ES7214-2BD23-0XB8型PLC，其内部集成有RS485口A、RS485口B、通用I/O口；所述的触摸屏为西门子SmartIE700V3触摸屏，触摸屏上集成有RS485通信口，触摸屏通过RS485总线与控制器的RS485口A连接；所述的角度传感器为RS485串口输出的MCGJ485B型角度传感器，通过RS485总线与控制器的RS485口B连接；所述的通用I/O口通过线驱动器一方面与蜂鸣器连接，另一方面与LED灯连接；所述的12VDC电源为插秧机上蓄电池，通过DC升压模块将12VDC电压转变为24VDC电压，为角度传感器、控制器、触摸屏供电；所述的DC升压模块为MDF150-12S24升压转换器。本专利技术具有有益效果(1)本专利技术通过实时监测链轮轴的旋转角度变化实现对秧苗中石子的实时监测与报警，智能化程度高、成本低、实时性强。(2)本专利技术一种秧苗中石子实时监测及报警装置，实用范围广，即可用于自动驾驶插秧机也可用于现有市场上销售的步进式和乘坐式插秧机，只需要对插秧机原有结构进行稍许改动即可以安装使用。附图说明图1为秧苗中石子实时监测及报警装置结构示意图；图2为石子实时监测及报警装置的控制器原理框图；图3为石子实时监测及报警装置的运行流程图；其中：1-侧支架；2-动力输出轴；3-离合器；4-链轮轴；5-链轮A；6-控制器主机板；7-差速传动箱；8-动力输入轴；9-构架；10-联轴器；11-角度传感器；12-栽插臂；13-链条；14-链轮B；15-秧箱；16-导轨；17-控制器；18-RS485口A；19-RS485口B；20-通用I/O接口；21-触摸屏；22-线驱动器；23-蜂鸣器；24-LED灯；25-DC升压模块；27-12VDC电源。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施方案进行详细描述。如图1所示，本专利技术采用的秧苗中石子实时监测及报警装置主要包括：侧支架1、动力输出轴2、离合器3、链轮轴4、链轮A5、差速传动箱7、动力输入轴8、构架9、联轴器10、角度传感器11、栽插臂12、链条13、链轮B14、秧箱15、导轨16和控制器主机板6。所述的侧支架1分为左右两半部分，左半部分与动力输出轴2连接，右半部分一端与动力输出轴2和动力输入轴8相连，另一端与构架9连接；所述的动力输出轴2两端分别与侧支架1的左、右两部分连接；所述的离合器3一端与动力输出轴2连接，另一端与链轮轴4相连；所述的链轮轴4一端与离合器3连接，另一端通过联轴器10与角度传感器11连接，链轮轴上安装有链轮A5；所述的链轮A5与链轮轴间通过键连接，链轮A5上安装有链条13；所述的联轴器10一端与角度传感器11连接，另一端与链轮轴A5连接；所述的差速传动箱7一端与动力输入轴8连接；另一端与动力输出轴2连接；所述的动力输入轴8一端与差速传动箱7连接，另一端与右半边侧支架1连接；所述的栽插臂12与链轮轴B14连接；所述的链轮轴B14一方面与栽插臂12连接，另一方面通过链条13与链轮轴A5连接；所述的秧箱15安装在导轨16上，在作业过程中，秧箱15沿着导轨16在秧箱一行秧苗宽度范围内直线移动；所述的导轨16与秧箱15连接；所述的控制器主机板6包括控制器17、触摸屏21、角度传感器11、线驱动器22、蜂鸣器23、LED灯24、DC升压模块25和12VDC电源26；如图2所示，控制器17为西门子6ES7214-2BD23-0XB8型PLC，其内部集成有RS485口A18、RS485口B19、通用I/O接口20；所述的触摸屏21为西门子SmartIE700V3触摸屏，触摸屏21上集成有RS485通信口，触摸屏通过RS485总线与控制器的RS485口A18连接；所述的角度传感器11为北京铭创有限公司上产的带有RS485串口输出的MCGJ485B型角度传感器，通过RS485总线与控制器的RS485口B19连接；所述的通用I/O接口20通过线驱动器22一方面与蜂鸣器23连接，另一方面与LED灯24连接；所述的12VDC电源26为插秧机上蓄电池，通过DC升压模块25将12VDC电压转变为24VDC电压，为角度传感器11、控制器17、触摸屏21供电；所述的DC升压模块25为MDF150-12S24升压转换器。根据图3，插秧机开始插秧作业时，启动石子实时监测与报警装置，进行开机自检，自检正常后，利用触摸屏21设置角度变化率阈值β，同时在控制器17的控制作用下，通过角度传感器11动态采集旋转轴的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种秧苗中石子实时监测及报警装置，其特征在于：主要由侧支架(1)、动力输出轴(2)、离合器(3)、链轮轴(4)、链轮A(5)、差速传动箱(7)、动力输入轴(8)、构架(9)、联轴器(10)、角度传感器(11)、栽插臂(12)、链条(13)、链轮B(14)、秧箱(15)、导轨(16)和控制器主机板(6)组成，通过实时监测链轮轴(4)的旋转角度变化实现对秧苗中石子的实时监测与报警；所述的侧支架(1)分为左右两半部分，左半部分与动力输出轴(2)连接，右半部分一端与动力输出轴(2)和动力输入轴(8)相连，右半部分另一端与构架(9)连接；所述的离合器(3)一端与动力输出轴(2)连接，另一端与链轮轴(4)的一端相连；所述的链轮轴(4)的另一端通过联轴器(10)与角度传感器(11)连接，链轮轴上安装有链轮A(5)；所述的链轮A(5)与链轮轴间通过键连接，链轮A(5)上安装有链条(13)；所述的联轴器(10)一端与角度传感器(11)连接，另一端与链轮轴A(5)连接；所述的差速传动箱(7)一端与动力输入轴(8)一端连接；差速传动箱(7)另一端与动力输出轴(2)连接；所述的动力输入轴(8)另一端与右半边侧支架(1)连接；所述的链轮轴B(14)一方面与栽插臂(12)连接，另一方面通过链条(13)与链轮轴A(5)连接；所述的秧箱(15)安装在导轨(16)上，在作业过程中，秧箱(15)沿着导轨(16)在秧箱一行秧苗宽度范围内直线移动。...

【技术特征摘要】
1.一种秧苗中石子实时监测及报警装置，其特征在于：主要由侧支架(1)、动力输出轴(2)、离合器(3)、链轮轴(4)、链轮A(5)、差速传动箱(7)、动力输入轴(8)、构架(9)、联轴器(10)、角度传感器(11)、栽插臂(12)、链条(13)、链轮B(14)、秧箱(15)、导轨(16)和控制器主机板(6)组成，通过实时监测链轮轴(4)的旋转角度变化实现对秧苗中石子的实时监测与报警；所述的侧支架(1)分为左右两半部分，左半部分与动力输出轴(2)连接，右半部分一端与动力输出轴(2)和动力输入轴(8)相连，右半部分另一端与构架(9)连接；所述的离合器(3)一端与动力输出轴(2)连接，另一端与链轮轴(4)的一端相连；所述的链轮轴(4)的另一端通过联轴器(10)与角度传感器(11)连接，链轮轴上安装有链轮A(5)；所述的链轮A(5)与链轮轴间通过键连接，链轮A(5)上安装有链条(13)；所述的联轴器(10)一端与角度传感器(11)连接，另一端与链轮轴A(5)连接；所述的差速传动箱(7)一端与动力输入轴(8)一端连接；差速传动箱(7)另一端与动力输出轴(2)连接；所述的动力输入轴(8)另一端与右半边侧支架(1)连接；所述的链轮轴B(14)一方面与栽插臂(12)连接，另一方面通过链条(13)与链轮轴A(5)连接；所述的秧箱(15)安装在导轨(16)上，在作业过程中，秧箱(15)沿着导轨(16)在秧箱一行秧苗宽度范围内直线移动。2.根据权利要求1所述的一种秧苗中石子实时监测及报警装置，其特征在于：所述的控制器主机板(6)包括控制器(17)、触摸屏(21)、角度传感器(11)、线驱动器(22)、蜂鸣器(23)、LED灯(24)、DC升压模块(25)和12VDC电源(26)；所述的通用I/O接口(20)通过线驱动器(22)一方面与蜂鸣器(23)连接，另一方面与LED灯(24)连接；所述的12VDC电源(26)为插秧机上蓄电池，通过DC升压模块(25)将12VDC电压转变为24VDC电压，为角度传感器(11)、控制器(17)、触摸屏(21)供电。3.根据权利要求2所述的一种秧苗中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晋阳，徐晶，魏新华，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32