一种移栽机栽深自动控制装置及控制方法制造方法及图纸

一种移栽机栽深自动控制装置，所述的移栽机包括栽植器，所述栽深自动控制装置包括：同步带运动装置，用于带动移栽机中的栽植器上下运动实现接苗和栽苗的过程；地面仿形机构，包括地面仿形板及与地面仿形板转动连接的轴性活动连接杆，地面仿形板用于模拟地面平整度，为栽深控制系统的检测提供参考依据；栽深控制系统，实时检测栽植器与地面仿形机构之间的位置关系，判断栽植器底部是否接触到土壤表面，当栽植器底部刚好接触土壤表面时，控制同步带运动装置的运动实现对移栽机栽深的控制。本发明专利技术有益效果：本发明专利技术摒弃了传统上利用机械结构进行栽深的限位控制方式，通过数字化参数的设定即可改变栽植器栽植深度。

Automatic control device and control method for transplanting machine depth

Plantdepth automatic control device for transplanter transplanting machine comprises a planting device, wherein the plantdepth automatic control device comprises a synchronous belt device is used for driving the transplanter transplanting machine in the up and down movement of the seedling and transplanting process; the ground profiling mechanism, including ground and ground plate profile copying plate rotating shaft activities connecting rod, ground profile board used to simulate the surface smoothness, and provide the reference for the detection of plantdepth control system; plantdepth control system, the relationship between the position of the real-time detection of transplanter with ground profiling mechanism, judging the bottom planter is exposed to the surface of the soil, when planted at the bottom just contact with the soil surface, control of synchronous belt device movement to achieve control of the transplanting machine plantdepth. The invention has the advantages that the invention abandons the traditional use of the mechanical structure of planting depth limiting control mode can be set by changing the parameters of the digital transplanter planting depth.

【技术实现步骤摘要】
一种移栽机栽深自动控制装置及控制方法
本专利技术涉及移栽机械领域，具体地说是一种移栽机栽深自动控制装置及控制方法。
技术介绍
移栽技术在现代农业中有不可或缺的重要性，通过育苗移栽可提高幼苗的壮苗率，成活率，从而提高作物产量。移栽技术的推广促进了移栽机械的发展，目前移栽机主要由取苗装置、栽植器、扶苗机构、开沟器、覆土镇压装置等工作部件组成。在移栽作业中，对作业完成的考核指标主要有立苗率，栽深，栽植速度等。其中栽深指标影响着缓苗周期和成活率，目前移栽机上对栽深的控制大多采用人工调节，机械式的固定好栽植深度的方法，但在实际作业中由于地面起伏不平及机械振动等情况的出现，栽深很难保持一致性。栽植深度的不同导致缓苗周期不一致，从而加大了作物在生长过程中田间管理及收获作业的难度，会给后续的田间作业造成人力、物力等资源的浪费。甚至由于栽植过深或过浅影响钵苗的成活率，导致农作物减产，为农民带来经济损失。栽植深度目前少有利用激光传感器检测技术栽植深度，大部分利用机械及仿形机构来限制栽深，例如专利CN105684615A利用轻质导杆组成的仿形结构，利用接近开关来检测入土距离,但未考虑移栽机行进过程机构震动对轻质杆的影响，达不到控制精度。例如专利CN105794374A利用平行四边形及锥齿轮结构，利用仿形轮与地面接触，锥齿轮调整栽植器与地面距离，控制精度粗糙，不能精确控制栽深。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种移栽机栽深自动控制装置及控制方法，解决目前机械化移栽过程中移栽深度难以控制的问题。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种移栽机栽深自动控制装置，所述的移栽机包括栽植器，所述栽深自动控制装置包括：同步带运动装置，用于带动移栽机中的栽植器上下运动实现接苗和栽苗的过程；地面仿形机构，包括地面仿形板及与地面仿形板转动连接的轴性活动连接杆，地面仿形板用于模拟地面平整度，为栽深控制系统的检测提供参考依据；栽深控制系统，实时检测栽植器与地面仿形机构之间的位置关系，判断栽植器底部是否接触到土壤表面，当栽植器底部刚好接触土壤表面时，控制同步带运动装置的运动实现对移栽机栽深的控制。本专利技术所述的栽深控制系统包括：传感器检测单元，与中央控制单元连接，检测栽植器入土行程起点信息，并将检测到的信息传递给中央控制单元；中央控制单元，与栽植器运动控制单元连接，用于实现对传感器检测单元检测结果的获取以及对栽植器运动控制单元的控制；栽植器运动控制单元，接收中央控制单元发送的控制信号，按照控制信号的要求控制同步带运动装置的运动行程从而控制栽植器的运动及栽植深度。本专利技术所述的传感器检测单元包括安装于栽植器顶部的激光传感器发射端、安装于地面仿形板上设置的传感器支架上的激光传感器接收阵列以及用于传输信号的信号无线传输装置。本专利技术所述的中央控制单元包括依次连接的信号采集电路、信号处理电路和中央处理器，所述中央处理器具有脉冲发生、脉冲计数和数字比较的功能。利用所述的移栽机栽深自动控制装置控制栽深的方法，包括以下步骤：步骤一、传感器检测单元检测栽植器入土行程起点信号：设置激光传感器接收阵列在传感器支架上的位置，使得激光传感器接收阵列与地面仿形板底面之间的距离和栽植器顶部到底部之间距离相等，通过对激光传感器对射信号的检测确定栽植器入土行程的起点，即激光传感器接收阵列接收到激光传感器发射端的信号则表明栽植器底部刚好接触到土壤表面；步骤二、检测到行程起点信号后中央控制单元触发其内设置的脉冲计数器进行脉冲计数，计数值为N1；步骤三、根据所要控制的栽深S设定控制器需要发出的总脉冲数N，比较脉冲计数器中计数值N1是否等于N，若N1<N，则表明栽植器入土深度未达到设定值，中央控制单元继续发送脉冲控制信号，直至N1=N；若N1=N，则表明栽植器栽植深度与设定值相同，中央控制单元停止发送脉冲信号；步骤四、检测到N1=N，栽植深度符合要求，则栽植器开启并完成载苗动作，然后栽植器向上运动回归取苗位置，等待下一次载苗动作开始。本专利技术的有益效果是：本专利技术摒弃了传统上利用机械结构进行栽深的限位控制方式，通过数字化参数的设定即可改变栽植器栽植深度。利用检测技术实现栽植深度的限定，脉冲控制技术实现栽植行程控制，控制精确度较高，保证了栽植器入土的深度，避免了栽植过深或过浅的情况产生，实现了移栽作业过程中自动调控栽植深度的要求，解决了由于缓苗周期不一致带来田间管理及收获作业困难的问题，同时稳定移栽幼苗的成活率，提高作物产量。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术栽深控制系统结构框图；图3为本专利技术栽深控制方法流程图；图中标记：1、信号传输线，2、中央控制单元，3、信号无线传输装置，4、移栽机机架，5、轴性活动连接杆，6、传感器支架，7、激光传感器接收阵列，8、地面仿形板，9、激光传感器发射端，10、栽植器，11、同步带，12、栽植器运动控制单元，13、滚轮，14、栽植器支撑架。具体实施方式如图所示，一种移栽机栽深自动控制装置，所述的移栽机包括栽植器，所述栽深自动控制装置包括：同步带运动装置，用于带动移栽机中的栽植器上下运动实现接苗和栽苗的过程；地面仿形机构，包括地面仿形板及与地面仿形板转动连接的轴性活动连接杆，地面仿形板用于模拟地面平整度，为栽深控制系统的检测提供参考依据；栽深控制系统，通过与地面仿形机构的模拟结果对比，检测并采集栽植器入土行程起点信息，根据该信息控制同步带运动装置的运动实现对移栽机栽深的控制。进一步，栽深控制系统包括：传感器检测单元，与中央控制单元连接，检测栽植器入土行程起点信息，并将检测到的信息传递给中央控制单元；中央控制单元，与栽植器运动控制单元连接，用于实现对传感器检测单元检测结果的获取以及对栽植器运动控制单元的控制；栽植器运动控制单元，接收中央控制单元发送的控制信号，按照控制信号的要求控制同步带运动装置的运动行程从而控制栽植器的运动及栽植深度。进一步，传感器检测单元包括安装于栽植器顶部的激光传感器发射端、安装于地面仿形板上设置的传感器支架上的激光传感器接收阵列以及用于传输信号的信号无线传输装置。进一步，中央控制单元包括依次连接的信号采集电路、信号处理电路和中央处理器，所述中央处理器具有脉冲发生、脉冲计数和数字比较的功能。利用所述的移栽机栽深自动控制装置控制栽深的方法，包括以下步骤：步骤一、传感器检测单元检测栽植器入土行程起点信号：设置激光传感器接收阵列在传感器支架上的位置，使得激光传感器接收阵列与地面仿形板底面之间的距离和栽植器顶部到底部之间距离相等，通过对激光传感器对射信号的检测确定栽植器入土行程的起点，即激光传感器接收阵列接收到激光传感器发射端的信号则表明栽植器底部刚好接触到土壤表面；步骤二、检测到行程起点信号后中央控制单元触发其内设置的脉冲计数器进行脉冲计数，计数值为N1；步骤三、根据所要控制的栽深S设定控制器需要发出的总脉冲数N，比较脉冲计数器中计数值N1是否等于N，若N1<N，则表明栽植器入土深度未达到设定值，中央控制单元继续发送脉冲控制信号，直至N1=N；若N1=N，则表明栽植器栽植深度与设定值相同，中央控制单元停止发送脉冲信号；步骤四、检测到N1=N，栽植深度符合要求，则栽植器开启并完成载苗动作，然后栽植器向上运本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移栽机栽深自动控制装置，所述的移栽机包括栽植器，其特征在于：所述栽深自动控制装置包括：同步带运动装置，用于带动移栽机中的栽植器上下运动实现接苗和栽苗的过程；地面仿形机构，包括地面仿形板及与地面仿形板转动连接的轴性活动连接杆，地面仿形板用于模拟地面平整度，为栽深控制系统的检测提供参考依据；栽深控制系统，实时检测栽植器与地面仿形机构之间的位置关系，判断栽植器底部是否接触到土壤表面，当栽植器底部刚好接触土壤表面时，控制同步带运动装置的运动实现对移栽机栽深的控制。

【技术特征摘要】
1.一种移栽机栽深自动控制装置，所述的移栽机包括栽植器，其特征在于：所述栽深自动控制装置包括：同步带运动装置，用于带动移栽机中的栽植器上下运动实现接苗和栽苗的过程；地面仿形机构，包括地面仿形板及与地面仿形板转动连接的轴性活动连接杆，地面仿形板用于模拟地面平整度，为栽深控制系统的检测提供参考依据；栽深控制系统，实时检测栽植器与地面仿形机构之间的位置关系，判断栽植器底部是否接触到土壤表面，当栽植器底部刚好接触土壤表面时，控制同步带运动装置的运动实现对移栽机栽深的控制。2.根据权利要求1所述的一种移栽机栽深自动控制装置，其特征在于：所述的栽深控制系统包括：传感器检测单元，与中央控制单元连接，检测栽植器入土行程起点信息，并将检测到的信息传递给中央控制单元；中央控制单元，与栽植器运动控制单元连接，用于实现对传感器检测单元检测结果的获取以及对栽植器运动控制单元的控制；栽植器运动控制单元，接收中央控制单元发送的控制信号，按照控制信号的要求控制同步带运动装置的运动行程从而控制栽植器的运动及栽植深度。3.根据权利要求2所述的一种移栽机栽深自动控制装置，其特征在于：所述的传感器检测单元包括安装于栽植器顶部的激光传感器发射端、安装于地面仿形机构上的激光传感器接收阵列以及用于传输信号的信号无线传输装置，激光传感器接收阵列固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鑫，李明勇，姬江涛，杨林辉，高颂，王俊，杜新武，庞靖，李灿，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南,41